Modellregion, Phase 1, Bio4MatPro: BoostLab4-5 - Heart 2.0, Aktives Grenzflächensystem für Kunstherzen mit in vitro/in vivo Validierung zur Steigerung der Langfristverträglichkeit des Kunstherzes im Patienten

Abstract

Das Teilprojekt Bio4MatPro: BoostLab4-5 - Heart 2.0 zielt auf ein aktives Grenzflächensystem zur deutlichen Verbesserung der Hämokompatibilität von Kunstherzen/VADs. Ausgangspunkt sind die hohen Komplikationsraten durch Thromben, Blutungen und Infektionen bei heutigen Systemen sowie der große klinische Bedarf angesichts knapper Spenderorgane. Der Ansatz kombiniert drei hierarchische Stufen: (S1) Stealth-Oberflächen durch hydrophile Polymerbürsten, die über protein-engineerte Ankerpeptide (KnowVolution) fest an Titan binden und Protein- sowie Bakterienadhäsion verhindern; (S2) aktive Hämokompatibilität durch Immobilisierung von Corn-Trypsin-Inhibitor (lokale Unterdrückung der FXIIa-vermittelten Gerinnung) und tPA (Detektion und Vermittlung der fibrinolytischen Auflösung entstehender Gerinnsel), ohne die systemische Hämostase zu beeinträchtigen; (S3) laserinduzierte Mikro-/Nanotopographien (LIPSS) auf Titan, die wandernde Wirbelströmungen mit hoher Grenzflächenscherung erzeugen, Mikrothromben frühzeitig aus dem Strömungsfeld ausschleusen und Anhaftung minimieren. Die Stufen wirken synergetisch: S1 schützt S2 vor Fouling, S2 eliminiert entstehende Thromben, S3 adressiert die Langzeitphase.