Innovationswettbewerb Medizintechnik 2000

Klaus Affeld

Eine Hautdurchleitung hat die Aufgabe, eine künstliche Verbindung in der Form eines Kanals zwischen dem Inneren des Körpers und der Außenwelt herzustellen. Dies ist wichtig für Patienten, bei denen die Therapie eine solche Hautdurchleitung erfordert.

Eine solche Therapie ist beispielsweise die Peritonealdialyse:

Die Peritonealdialyse wird bei einer Einschränkung oder bei einem Versagen der Nierenfunktion eingesetzt, um das Blut von harnpflichtigen toxischen Substanzen zu befreien. Diese Therapie erfordert einen Schlauch, der auf Dauer durch die Bauchwand geführt werden muss. Dies ist eine künstliche Hautdurchleitung und sie funktioniert gewöhnlich nicht ohne Komplikationen – es treten Infektionen bei 10–48 % der Patienten auf. Diese Infektionen können tief in den Körper eindringen und gefährden das Leben des Patienten. 66 % aller Infektionen führen zu einer unmittelbaren Bauchfellentzündung.

Eine weitere Therapie ist die mechanische Herzunterstützung:

Die mechanische Herzunterstützung erfordert die Implantation einer Blutpumpe. Diese wird entweder pneumatisch oder elektrisch mit der nötigen Pumpenergie versorgt. Diese Pumpenergie wird über eine künstliche Hautdurchleitung in den Körper hineingeleitet. Auch hier treten Komplikationen in der Form von Infektionen auf – bei 38 % der Implantationen musste die Therapie deshalb abgebrochen werden.

Infektionen an Hautdurchleitungen lassen sich auch durch sorgfältige Pflege nicht verhindern. Dies ist durch die Bildung eines Biofilms bedingt. Ein Biofilm ist die Organisation von Bakterien in der Form einer Kolonie. Ein Biofilm bildet sich an festen Oberflächen und schirmt sich durch eine Schleimschicht gegen die Wirkung der körpereigenen Leukozyten ab. Ein Biofilm bildet sich besonders leicht an Fremdkörperoberflächen. Bei einer Hautdurchleitung bildet er sich zuerst an der Grenze, an der sich die drei Phasen Implantat, Körpergewebe und keimhaltige Außenwelt treffen. Er wächst in Richtung der Nährstoffquelle, in diesem Fall in die Richtung des Körperinneren am Schlauch entlang. Dadurch bildet sich eine Tasche, die schwierig zu reinigen ist und die leicht zu einer größeren Infektion führt. Trotz großer und langjähriger Anstrengungen konnte das Problem der Infektion bei Hautdurchleitungen bisher nicht gelöst werden.

Die Bionische Hautdurchleitung jedoch verspricht hier eine Lösung. Sie wird „bionisch“ genannt, weil sie das biologische Prinzip des Herauswachsens durch die Haut wie bei Fingernagel und Haar nachahmt. Durch das „Herauswachsen“ einer technischen Infektionsschutzmanschette an der infektionsgefährdeten Zone wird ein sich bildender Biofilm aus dem Körper herausgetragen. Er kommt in den Bereich der Nährstoffarmut und trockenen Luft und stirbt ab. Neues steriles Material tritt beständig oder in Abständen am Fuß der Infektionsschutzmanschette aus, so dass sie aus dem Körper „herauswächst“.

Schema der Infektionsschutzmanschette

Das Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01EZ0029 gefördert.