Künstliche Organe: Unterschied zwischen den Versionen
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Künstliche Organe stehen derzeit nur stationär und bedingt zur Verfügung. Einzig für die Unterstützung des Herzens stehen derzeit mobile Geräte zur Verfügung, haben jedoch ihre Einschränkungen. Auch haben die verschiedene Organe völlig unterschiedliche Aufgaben. Daher ist es wichtig, die technischen Möglichkeiten und ihre Grenzen für jedes einzelne Organ zu betrachten. | |||
== Technische Organe == | |||
Künstliche [[Organe]] stehen derzeit nur stationär und bedingt zur Verfügung. Einzig für die Unterstützung des Herzens stehen derzeit mobile Geräte zur Verfügung, haben jedoch ihre Einschränkungen. Auch haben die verschiedene Organe völlig unterschiedliche Aufgaben. Daher ist es wichtig, die technischen Möglichkeiten und ihre Grenzen für jedes einzelne Organ zu betrachten. | |||
=== Herz === | === Herz === | ||
Das Herz pumpt mit der rechten Herzkammer das Blut in die Lunge (kleiner | Das [[Herz]] pumpt mit der rechten Herzkammer das [[Blut]] in die [[Lunge]] ([[kleiner Blutkreislauf]]) und mit der linken Herzkammer das Blut in den [[Körper]] ([[großer Blutkreislauf]]). Die [[Kunstherzen]] werden unterschieden zwischen Unterstützungspumpen ([[VAD]] = ventricular assist device) und totalen Kunstherzen ([[TAH]] = total artificial heart):<ref>http://chirurgie.uniklinikumgraz.at/herzchirurgie/Abteilung/Allgemeine%20Information/Implantation%20Kunstherz/Seiten/default.aspx Zugriff am 24.5.2014.</ref> | ||
* VAD <br> Meist schwächelt der Herzmuskel der linken Herzkammer. Dann wird ein sogenanntes [[LVAD]] (left venticular assit device = Unterstützungsgerät des | * VAD <br> Meist schwächelt der Herzmuskel der linken Herzkammer. Dann wird ein sogenanntes [[LVAD]] (left venticular assit device = Unterstützungsgerät des linken Herzmuskels) in den Körper implantiert. <br> Schwächelt der Herzmuskel der rechten Herzkammer, wird ein [[RVAD]] (right venticular assit device) in den Körper implantiert. <br> Schwächeln beide Herzkammern, kann ein [[BVAD]] (both venticular assit device) eingesetzt werden. | ||
* TAH <br> Reicht selbst ein [[BVAD]] nicht mehr aus, steht nur noch ein [[TAH]] als technische Lösung zur Verfügung. | * TAH <br> Reicht selbst ein [[BVAD]] nicht mehr aus, steht nur noch ein [[TAH]] als technische Lösung zur Verfügung. | ||
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# Zur ständigen Energieversorgung muss das Kunstherz immer über ein Kabel mit dem Akkupack verbunden sein. Diese halten inzwischen knapp 24 Stunden. Entlang dieses Kabels können jedoch Viren und | # Zur ständigen Energieversorgung muss das [[Kunstherz]] immer über ein Kabel mit dem Akkupack verbunden sein. Diese halten inzwischen knapp 24 Stunden. Entlang dieses Kabels können jedoch Keime ([[Viren]], [[Bakterien]] und [[Pilze]]) tief in den Körper gelangen und eine lebensgefährliche Infektion auslösen.<ref group="Anm.">Duschen besitzt ein hohes Infektionsrisiko. Baden und Schwimmen ist für diese Patienten absolut verboten. Das Leben ist dadurch eingeschränkt.</ref> | ||
# Es gibt pulsierende Kunstherzen, die den Puls des Herzens nachahmen. Aus verschiedenen Gründen werden jedoch meist Rotationspumpen verwendet. Die hohe Schwerkraft in diesen Mini-Pumpen "zerreißt" die roten Blutkörperchen. Daher müssen diese immer wieder durch Bluttransfusionen nachgefüllt werden. | # Es gibt pulsierende Kunstherzen, die den Puls des Herzens nachahmen. Aus verschiedenen technischen Gründen werden jedoch meist Rotationspumpen verwendet. Die hohe Schwerkraft in diesen Mini-Pumpen "zerreißt" die roten Blutkörperchen. Daher müssen diese immer wieder durch Bluttransfusionen nachgefüllt werden. | ||
# Beim Einsatz von [[VAD]] bzw. [[TAH]] müssen künstliche Herzklappen gesetzt werden. Trotz Einnahme von Medikamenten zur Blutverdünnung (z.B. Heparin) kann es an den künstlichen Herzklappen zur Thrombosebildung kommen. Löst sich so ein Thrombus, kann dies zu einer Lungenembolie, einem Herzinfarkt oder einem Hirninfarkt (Schlaganfall) führen. | # Beim Einsatz von [[VAD]] bzw. [[TAH]] müssen künstliche Herzklappen gesetzt werden. Trotz Einnahme von Medikamenten zur Blutverdünnung (z.B. [[Heparin]]) kann es an den künstlichen Herzklappen zur Thrombosebildung kommen. Löst sich so ein Thrombus, kann dies zu einer [[Lungenembolie]], einem [[Herzinfarkt]] oder einem [[Hirninfarkt]] (Schlaganfall) führen. | ||
# Die Lebensdauer der heutigen [[VAD]] und [[TAH]] beträgt 5 bis 10 Jahre.<ref>http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstliches_Herz Zugriff am 24.5.2014.</ref> Danach sind sie verschlissen und müssen ausgetauscht werden.}} | # Die Lebensdauer der heutigen [[VAD]] und [[TAH]] beträgt 5 bis 10 Jahre.<ref>http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstliches_Herz Zugriff am 24.5.2014.</ref> Danach sind sie verschlissen und müssen ausgetauscht werden.}} | ||
=== Lunge === | === Lunge === | ||
Die Lunge sorgt für den Gasaustausch. Der für den Stoffwechsel der Körperzellen notwendige Sauerstoff (O<sub>2</sub>) wird von den Lungenbläschen an das Blut abgegeben und das beim Stoffwechsel anfallende und an das Blut abgegebene | Die [[Lunge]] sorgt für den [[Gasaustausch]]. Der für den [[Stoffwechsel]] der Körperzellen notwendige [[Sauerstoff]] (O<sub>2</sub>) wird von den [[Lungenbläschen]] an das [[Blut]] abgegeben und das beim [[Stoffwechsel]] anfallende und an das Blut abgegebene [[Kohlenstoffdioxyd]] (CO<sub>2</sub>) wird von den Lungenbläschen an die Atemluft abgegeben. | ||
Extra Corporale Lung Assistance ([[ECLA]]) sind stationäre Geräte der Intensivmedizin, die zur Überbrückung bis zur [[Lungen-TX]] eingesetzt werden. Dabei wird eine große Arterie angezapft, das vom Herzen kommende Blut in das Gerät abgesaugt, dort das CO<sub>2</sub> ausgefiltert, das Blut mit O<sub>2</sub> angereichert und über die Arterie an den Körper zurückgepumpt. <br> [[ECLA]] kam in den 70er Jahren auf, ist aber noch immer ein Gerät der Intensivmedizin. Ein Kompaktgerät für den Hausgebrauch ist in den nächsten Jahrzehnten nicht in Sicht. | |||
[ | Uni-Kliniken und große Kliniken haben seit Jahren statt des [[ECLA]] die kleinere [[ECMO]] in Gebrauch. Sie ist kleiner und erfüllt die Aufgaben von [[Herz]] und [[Lunge]]. Auch die [[ECMO]] ist ein Gerät für die Intensivstation, nicht für den Heimgebrauch. | ||
=== Leber === | === Leber === | ||
Die Leber erfüllt 7 Hauptaufgaben: 1. Entgiftung des Blutes 2. Umwandlung von Fett in Zucker 3. Verarbeitung und Speicherung von Fett 4. Bildung von Bluteiweißen 5. Auf- und Abbau von Cholesterin 6. Speicherung von Eisen und Vitaminen 7. Bildung der Gallenflüssigkeit. Damit ist die Leber wahrlich ein Universalorgan, dessen Arbeit mit | Die [[Leber]] erfüllt 7 Hauptaufgaben: 1. Entgiftung des Blutes 2. Umwandlung von Fett in Zucker 3. Verarbeitung und Speicherung von Fett 4. Bildung von Bluteiweißen 5. Auf- und Abbau von Cholesterin 6. Speicherung von Eisen und Vitaminen 7. Bildung der Gallenflüssigkeit. Damit ist die [[Leber]] wahrlich ein Universalorgan, dessen Arbeit mit einem Chemiewerk verglichen werden kann. <br> Seit den 90er Jahren wird an einem Dialyseverfahren der Leber gearbeitet. [[MARS]] hat sich bei allem Fortschritt für Dauereinsatz - ähnlich der Nierendialyse - bisher nicht bewährt. [[MARS]] kann bis heute nur einige Aufgaben der Leber [[übernehmen]]. Bei akutem [[Leberversagen]] hilft nur eine [[Leber-TX]]. | ||
=== Niere === | === Niere === | ||
Für extrem schwache oder ausgefallene Nieren gibt es zur "Blutwäsche" die [ | Für extrem schwache oder ausgefallene [[Nieren]] gibt es zur "Blutwäsche" die [[Dialyse]]. Anfänge gab es in den 20er Jahren, der Durchbruch erfolgte 1945. Bis heute sind für die Dialyse stationäre Geräte erforderlich, die Zeit und Geld kosten. <br> Der Zeitfaktor stellt für die Patienten eine große Einschränkung ihres Lebens dar. Dazu nimmt der Gesundheitszustand von Jahr zu Jahr ab. Zwar kann bei einem Nierenversagen mit der Dialyse das Blut "gewaschen" werden, doch bestimmte, von der Niere produzierten Hormone, können damit nicht ersetzt werden. | ||
{{Zitat2|Auch wenn es immer wieder behauptet wird, so ist die Dialyse kein gleichwertiger Ersatz zur Nieren-TX. Die Gründe sind: | {{Zitat2|Auch wenn es immer wieder behauptet wird, so ist die Dialyse kein gleichwertiger Ersatz zur Nieren-TX. Die Gründe sind: | ||
# Eine gute Dialyse schafft nur 20% bis 30% einer Nierenleistung. | # Eine gute Dialyse schafft nur 20% bis 30% einer Nierenleistung. | ||
# Dialysepatienten altern biologisch schneller und werden nicht so alt. | # Dialysepatienten altern biologisch schneller und werden nicht so alt. | ||
# Wer Jahrzehnte dialysiert wurde, kann nicht mehr transplantiert werden, weil dann die TX kaum Erfolg hat.}} | # Wer Jahrzehnte dialysiert wurde, kann nicht mehr transplantiert werden, weil dann die [[TX]] kaum Erfolg hat.}} | ||
Hinzu kommt, dass [[Dialysepatienten]] gegenüber [[Nierentransplantierten]] eine geringere [[Lebensqualität]] haben. | |||
=== Bauchspeicheldrüse und Dünndarm === | === Bauchspeicheldrüse und Dünndarm === | ||
Für Bauchspeicheldrüse und Dünndarm gibt es keinen künstlichen Ersatz. | Für [[Bauchspeicheldrüse]] und [[Dünndarm]] gibt es keinen künstlichen Ersatz. | ||
=== Fazit === | === Fazit === | ||
Der aktuelle Stand ( | Der aktuelle Stand (2020) für künstliche Organe ist sehr unterschiedlich weit entwickelt. Dieser hängt mit den Aufgaben der [[Organe]] zusammen: | ||
* künstliches Herz <br> Künstliche Herzen ([[VAD]] und [[TAH]]) sind technisch sehr weit gereift, da das Herz eine reine Pumpfunktion besitzt. Das Problem stellt vor allem die Energieversorgung der [[VAD]] und [[TAH]] dar. Die Energie muss ständig von außen über ein Kabel zugeführt werden. Entlang dieses Kabels kann es zu lebensgefährlichen Infektionen kommen. | * [[künstliches Herz]] <br> Künstliche Herzen ([[VAD]] und [[TAH]]) sind technisch sehr weit gereift, da das [[Herz]] eine reine Pumpfunktion besitzt. Das Problem stellt vor allem die Energieversorgung der [[VAD]] und [[TAH]] dar. Die Energie muss ständig von außen über ein Kabel zugeführt werden. Entlang dieses Kabels kann es zu lebensgefährlichen Infektionen kommen. Dieses Problem ist nicht in den Griff zu bekommen. | ||
* künstliche Lunge <br> O<sub>2</sub> in das Blut und CO<sub>2</sub> aus dem Blut, so lässt sich die Aufgabe der Lunge kurz beschreiben. | * [[künstliche Lunge]] <br> O<sub>2</sub> in das [[Blut]] und CO<sub>2</sub> aus dem Blut, so lässt sich die Aufgabe der Lunge kurz beschreiben. Hierzu stehen uns heute hierzu nur Geräte für die Intensivstation zur Verfügung. Ein Gerät für den Heimgebrauch ist in den nächsten Jahrezhnten nicht in Sicht. Dazu kommt die Infektionsgefahr, ähnlich wie beim [[künstlichen Herzen]]. | ||
* künstliche Leber <br> Durch die vielfältigen Aufgaben der Leber ("Chemiefabrik" des Körpers) ist eine gleichwertige technische Lösung in den nächsten Jahrzehnten nicht in Sicht. [[MARS]] schafft als Großgerät nur einen Bruchteil der Aufgaben und kann heute kein Überleben bis zur [[Leber-TX]] sichern. | * [[künstliche Leber]] <br> Durch die vielfältigen Aufgaben der [[Leber]] ("Chemiefabrik" des Körpers) ist eine gleichwertige technische Lösung in den nächsten Jahrzehnten nicht in Sicht. [[MARS]] schafft als Großgerät nur einen Bruchteil der Aufgaben und kann heute kein ein kurzfristiges Überleben bis zur [[Leber-TX]] sichern. | ||
* künstliche Niere <br> Die künstliche Niere könnte in den nächsten | * [[künstliche Niere]] <br> Die künstliche Niere könnte in den nächsten Jahrzehnten marktreife erreicht haben, sodass sie selbst die [[Dialyse]] überflüssig macht, zumindest eine Alternative dazu darstellt. | ||
* künstlicher Dünndarm <br> Ein künstlicher Dünndarm könnte über die biologischen 3D-Drucker in den nächsten Jahrzehnten eine echte Option gegenüber einer [[Dünndarm-TX]] darstellen. | * [[künstlicher Dünndarm]] <br> Ein künstlicher Dünndarm könnte über die biologischen 3D-Drucker in den nächsten Jahrzehnten eine echte Option gegenüber einer [[Dünndarm-TX]] darstellen. | ||
* künstliche Pankreas <br> Eine künstliche Pankreas ist nicht in Sicht. | * [[künstliche Pankreas]] <br> Eine künstliche Pankreas ist für die nächsten Jahrzehnte nicht in Sicht. | ||
Das Problem ist: Die [[Organpatienten]] brauchen heute das [[Organ]], nicht in Wochen, Monaten, Jahren oder Jahrzehnte. Ihr Weiterleben zum Zeitpunkt der [[TX]] wird oft in Wochen oder Tagen angesehen. | |||
=== Biologische Organe === | |||
In der ganzen Welt wird an gezüchteten Organen geforscht, denn hierfür gibt es einen großen Markt. Der aktuelle Forschungsstand soll hier aufgezeigt werden. Es ist jedoch zu bedenken, dass es von den ersten Klinikversuchen bis zur Marktreife noch 5 bis 10 Jahre vergehen. | |||
Version vom 1. Mai 2020, 16:05 Uhr
künstliche Organe
Technische Organe
Künstliche Organe stehen derzeit nur stationär und bedingt zur Verfügung. Einzig für die Unterstützung des Herzens stehen derzeit mobile Geräte zur Verfügung, haben jedoch ihre Einschränkungen. Auch haben die verschiedene Organe völlig unterschiedliche Aufgaben. Daher ist es wichtig, die technischen Möglichkeiten und ihre Grenzen für jedes einzelne Organ zu betrachten.
Herz
Das Herz pumpt mit der rechten Herzkammer das Blut in die Lunge (kleiner Blutkreislauf) und mit der linken Herzkammer das Blut in den Körper (großer Blutkreislauf). Die Kunstherzen werden unterschieden zwischen Unterstützungspumpen (VAD = ventricular assist device) und totalen Kunstherzen (TAH = total artificial heart):[1]
- VAD
Meist schwächelt der Herzmuskel der linken Herzkammer. Dann wird ein sogenanntes LVAD (left venticular assit device = Unterstützungsgerät des linken Herzmuskels) in den Körper implantiert.
Schwächelt der Herzmuskel der rechten Herzkammer, wird ein RVAD (right venticular assit device) in den Körper implantiert.
Schwächeln beide Herzkammern, kann ein BVAD (both venticular assit device) eingesetzt werden. - TAH
Reicht selbst ein BVAD nicht mehr aus, steht nur noch ein TAH als technische Lösung zur Verfügung.
Grenzen von VAD und TAH sind gleich:
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Lunge
Die Lunge sorgt für den Gasaustausch. Der für den Stoffwechsel der Körperzellen notwendige Sauerstoff (O2) wird von den Lungenbläschen an das Blut abgegeben und das beim Stoffwechsel anfallende und an das Blut abgegebene Kohlenstoffdioxyd (CO2) wird von den Lungenbläschen an die Atemluft abgegeben.
Extra Corporale Lung Assistance (ECLA) sind stationäre Geräte der Intensivmedizin, die zur Überbrückung bis zur Lungen-TX eingesetzt werden. Dabei wird eine große Arterie angezapft, das vom Herzen kommende Blut in das Gerät abgesaugt, dort das CO2 ausgefiltert, das Blut mit O2 angereichert und über die Arterie an den Körper zurückgepumpt.
ECLA kam in den 70er Jahren auf, ist aber noch immer ein Gerät der Intensivmedizin. Ein Kompaktgerät für den Hausgebrauch ist in den nächsten Jahrzehnten nicht in Sicht.
Uni-Kliniken und große Kliniken haben seit Jahren statt des ECLA die kleinere ECMO in Gebrauch. Sie ist kleiner und erfüllt die Aufgaben von Herz und Lunge. Auch die ECMO ist ein Gerät für die Intensivstation, nicht für den Heimgebrauch.
Leber
Die Leber erfüllt 7 Hauptaufgaben: 1. Entgiftung des Blutes 2. Umwandlung von Fett in Zucker 3. Verarbeitung und Speicherung von Fett 4. Bildung von Bluteiweißen 5. Auf- und Abbau von Cholesterin 6. Speicherung von Eisen und Vitaminen 7. Bildung der Gallenflüssigkeit. Damit ist die Leber wahrlich ein Universalorgan, dessen Arbeit mit einem Chemiewerk verglichen werden kann.
Seit den 90er Jahren wird an einem Dialyseverfahren der Leber gearbeitet. MARS hat sich bei allem Fortschritt für Dauereinsatz - ähnlich der Nierendialyse - bisher nicht bewährt. MARS kann bis heute nur einige Aufgaben der Leber übernehmen. Bei akutem Leberversagen hilft nur eine Leber-TX.
Niere
Für extrem schwache oder ausgefallene Nieren gibt es zur "Blutwäsche" die Dialyse. Anfänge gab es in den 20er Jahren, der Durchbruch erfolgte 1945. Bis heute sind für die Dialyse stationäre Geräte erforderlich, die Zeit und Geld kosten.
Der Zeitfaktor stellt für die Patienten eine große Einschränkung ihres Lebens dar. Dazu nimmt der Gesundheitszustand von Jahr zu Jahr ab. Zwar kann bei einem Nierenversagen mit der Dialyse das Blut "gewaschen" werden, doch bestimmte, von der Niere produzierten Hormone, können damit nicht ersetzt werden.
Auch wenn es immer wieder behauptet wird, so ist die Dialyse kein gleichwertiger Ersatz zur Nieren-TX. Die Gründe sind:
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Hinzu kommt, dass Dialysepatienten gegenüber Nierentransplantierten eine geringere Lebensqualität haben.
Bauchspeicheldrüse und Dünndarm
Für Bauchspeicheldrüse und Dünndarm gibt es keinen künstlichen Ersatz.
Fazit
Der aktuelle Stand (2020) für künstliche Organe ist sehr unterschiedlich weit entwickelt. Dieser hängt mit den Aufgaben der Organe zusammen:
- künstliches Herz
Künstliche Herzen (VAD und TAH) sind technisch sehr weit gereift, da das Herz eine reine Pumpfunktion besitzt. Das Problem stellt vor allem die Energieversorgung der VAD und TAH dar. Die Energie muss ständig von außen über ein Kabel zugeführt werden. Entlang dieses Kabels kann es zu lebensgefährlichen Infektionen kommen. Dieses Problem ist nicht in den Griff zu bekommen. - künstliche Lunge
O2 in das Blut und CO2 aus dem Blut, so lässt sich die Aufgabe der Lunge kurz beschreiben. Hierzu stehen uns heute hierzu nur Geräte für die Intensivstation zur Verfügung. Ein Gerät für den Heimgebrauch ist in den nächsten Jahrezhnten nicht in Sicht. Dazu kommt die Infektionsgefahr, ähnlich wie beim künstlichen Herzen. - künstliche Leber
Durch die vielfältigen Aufgaben der Leber ("Chemiefabrik" des Körpers) ist eine gleichwertige technische Lösung in den nächsten Jahrzehnten nicht in Sicht. MARS schafft als Großgerät nur einen Bruchteil der Aufgaben und kann heute kein ein kurzfristiges Überleben bis zur Leber-TX sichern. - künstliche Niere
Die künstliche Niere könnte in den nächsten Jahrzehnten marktreife erreicht haben, sodass sie selbst die Dialyse überflüssig macht, zumindest eine Alternative dazu darstellt. - künstlicher Dünndarm
Ein künstlicher Dünndarm könnte über die biologischen 3D-Drucker in den nächsten Jahrzehnten eine echte Option gegenüber einer Dünndarm-TX darstellen. - künstliche Pankreas
Eine künstliche Pankreas ist für die nächsten Jahrzehnte nicht in Sicht.
Das Problem ist: Die Organpatienten brauchen heute das Organ, nicht in Wochen, Monaten, Jahren oder Jahrzehnte. Ihr Weiterleben zum Zeitpunkt der TX wird oft in Wochen oder Tagen angesehen.
Biologische Organe
In der ganzen Welt wird an gezüchteten Organen geforscht, denn hierfür gibt es einen großen Markt. Der aktuelle Forschungsstand soll hier aufgezeigt werden. Es ist jedoch zu bedenken, dass es von den ersten Klinikversuchen bis zur Marktreife noch 5 bis 10 Jahre vergehen.
Anhang
Anmerkungen
- ↑ Duschen besitzt ein hohes Infektionsrisiko. Baden und Schwimmen ist für diese Patienten absolut verboten. Das Leben ist dadurch eingeschränkt.
Einzelnachweise
- ↑ http://chirurgie.uniklinikumgraz.at/herzchirurgie/Abteilung/Allgemeine%20Information/Implantation%20Kunstherz/Seiten/default.aspx Zugriff am 24.5.2014.
- ↑ http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstliches_Herz Zugriff am 24.5.2014.