Bessere Katheter zum Vorteil von Patienten
Die Wissenschaftler des von der EU finanzierten Projekts UNITISS(öffnet in neuem Fenster) (Understanding interactions of human tissue with medical devices) befassten sich mit der Entwicklung fortschrittlicher Gestaltungsstrategien für katheterbasierte medizinische Geräte. Das Hauptziel war es, Risiken bei der Verwendung von Kathetern zu reduzieren. Um die Ziele zu erreichen, wurden verschiedene Lösungen für ein verbessertes Katheterdesign untersucht. Dies beinhaltete Verbesserungen an der Form sowie der Steifigkeitskontrolle, fortschrittliche Beschichtungen und Methoden zur Messung und Minimierung der Kräfte, die zwischen Katheter und menschlichem Gewebe wirken. Um die Verbesserungen zu testen, war es notwendig, geeignete menschliche Gewebemodelle zu entwickeln. Die Projektpartner fanden heraus, dass die derzeit verfügbaren synthetischen Gewebemodelle das menschliche Gewebe nicht ausreichend nachbilden können. Aus diesem Grund wurden viele Untersuchungen an einem Ex-vivo-Modell einer Schweineaorta durchgeführt, um die Wechselwirkung des Katheters mit dem Kontaktgewebe zu simulieren. Eine Reihe von selbst entwickelten Kathetern wurde zusammen mit speziell konzipierten Halterungen für Katheter und Gewebe getestet. Ein neues Künstliche-Haut-Modell („Artificial Skin Model“) wurde zudem entwickelt, mit dem sich die Reibung und das mechanische Verhalten sowohl von trockener als auch feuchter menschlicher Haut simulieren lässt. Zusätzlich untersuchten die Wissenschaftler ex vivo das Reibungsverhalten und die Zugfestigkeit an menschlicher Haut, menschlicher Dermis und gezüchtetem Hautgewebe. Durch histologische und verschiedene spektroskopische sowie mikroskopische Analysen untersuchte man die mechanische Reaktion des menschlichen Gewebes auf physikalische Wechselwirkungen sowie die nachfolgende Gewebeschädigung. Das Reibungsverhalten wurde auch in vivo an menschlicher Haut sowie an Schweinehaut und synthetischen Hautmodellen evaluiert. Um die Nebenwirkungen der Katheterisierung zu minimieren, wurden im Rahmen von UNITISS verbesserte Polymerbeschichtungen für medizinische Geräte entwickelt. Diese Beschichtungen interagieren mit Wasser und sind gleitfähig sowie antibakteriell, um jeweils Gewebeschäden und Infektionen zu reduzieren. Ein Teil des Projekts war zudem der Computermodellierung der mechanischen Wechselwirkungen zwischen Katheter und Blutgefäß sowie des hydrodynamischen Verhaltens gewidmet. Diese Informationen wurden schließlich genutzt, um verbesserte Gestaltungsrichtlinien für Katheterspitzen bereitzustellen. UNITISS resultierte in verbesserten In-vitro-Testmethoden zur Simulierung des In-vivo-Verhaltens, und verringert somit den Bedarf für tier- und menschenbasierte Versuche. Das Projekt führte außerdem zu einem besseren Verständnis bezüglich der Reaktion von menschlichem Gewebe auf physikalische Wechselwirkungen sowie zu verbesserten Materialien und Beschichtungen für die Geräteanwendung und für die Simulation von menschlichem Gewebe. Dieses Wissen wird zur Entwicklung innovativer klinischer Geräte genutzt, welche Patienten zugutekommen, die eine Katheterisierung benötigen.
Schlüsselbegriffe
Katheter, Blutgefäße, Gesundheitsversorgung, UNITISS, menschliches Gewebe, medizinische Geräte
