CAD-Software Erstes Kunstherz wird mit PTC Creo konstruiert

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Das erste künstliche Herz mit der von PTC entwickelten Konstruktionslösung Creo wollen Wissenschaftler der Universität Tokio, Graduate School im Bereich Medizin, bis zum Jahr 2016 entwickeln. Bereits seit 1959 beschäftigt sich das renommierte Institut mit dem Thema.

Anbieter zum Thema

CAD-Software: Mit der Konstrunktions-Software Creo von PTC wollen japanische Wissenschaftler bis 2016 ein komplett künstliches Herz entwickeln.
CAD-Software: Mit der Konstrunktions-Software Creo von PTC wollen japanische Wissenschaftler bis 2016 ein komplett künstliches Herz entwickeln.
(Bild: PTC)

Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) leiden über 20 Millionen Menschen weltweit an Herzproblemen und jährlich werden weitere 2 Millionen Fälle diagnostiziert. Pro Jahr werden rund 5000 Herztransplantationen durchgeführt. In Japan beträgt die durchschnittliche Wartezeit für eine derartige Operation 981 Tage. Die wachsende Anzahl an Patienten sowie der dramatische Mangel an Spenderherzen treiben die Herzforschung voran. Ein menschliches Herz durch ein komplett künstliches Herz zu ersetzen wäre daher ein medizinischer Durchbruch.

Die zwei Arten von Kunstherzen

Es gibt zwei Arten von Kunstherzen: das vollständig künstliche Herz, das ein menschliches Herz komplett ersetzt, sowie künstliche Herzpumpen, die, einmal implantiert, die Pumpfähigkeit des Herzes unterstützen. Das Entwicklungsteam der Universität konzentriert sich mit seiner Forschung auf das vollständig künstliche Herz und nutzt die Konstruktionslösung, um das künstliche Herz mit hydrodynamischer, freischwebender Pumpe, die durch das Blut geschmiert wird (hydrodynamische Lagerung), zu entwickeln.

Eine Ziege überlebte 2008 bereits 153 Tage mit einem vollständig künstlichen Herzen, was in Japan derzeit den Rekord darstellt. Mit einem pneumatisch angetriebenen vollständigen Kunstherzen, das aus einer Blutzirkulationspumpe sowie einer Energiequelle außerhalb des Körpers bestand, war das Team in der Lage, eine Ziege für 532 Tage am Leben zu erhalten.

Bereits 2003 Modelle künstlicher Herzen erstellt

Bereits 2003 begann man an der Universität von Tokio mit Hilfe von Pro/ENGINEER, einem Vorläufer von PTC Creo, 3-D-Modelle von künstlichen Herzen zu erstellen. 2012 stieg man dann auf Creo um. Das Forscherteam ging davon aus, dass für die nächste Generation vollständig künstlicher Herzen eine berührungslose rotierende Pumpe erforderlich sei.

Mit Hilfe der CAD-Lösung konnten Informationen visualisiert werden, so dass bei der Entwicklung einer Pumpe der Blutfluss verbessert, die Geräteleistung maximiert und die Effizienz und Strapazierfähigkeit erhöht werden konnte. Die 3-D-Modellierungsmöglichkeiten spielen bei der Komponentenbearbeitung sowie bei der numerischen Strömungssimulation ebenfalls eine entscheidende Rolle.

Im Oktober 2014 gelang es dem Team, die Stabilität der hydrodynamischen Lagerung in dem Modell des Kunstherzes zu erhöhen. Gleichzeitig konnten einige der bestehenden hämolytischen und thrombotischen Probleme gelöst werden. Die Software unterstützt bei der gemeinsamen Nutzung verständlicher Grafiken oder wenn Wirkungsquerschnitte des 3-D-Modells und Animationen notwendig sind.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

(ID:43099294)