Verbesserte Katheter für weniger Komplikationen

Bei vielen medizinischen Verfahren werden in Blutgefäßen oder in Harnwegen Katheter eingesetzt. Dies kann jedoch zu klinischen Komplikationen sowie zu Patientenbeschwerden führen.

Wissenschaftler des von der EU finanzierten Projekts UNITISS ("Understanding interactions of human tissue with medical devices") haben sich mit der Entwicklung fortschrittlicher Gestaltungsstrategien für katheterbasierte medizinische Geräte befasst. Das Hauptziel war es, Komplikationen bei der Verwendung von Kathetern zu reduzieren.

Hierfür wurden verschiedene Lösungen für ein verbessertes Katheterdesign untersucht. Dazu gehörten Verbesserungen an Form und Beschaffenheit, fortschrittliche Beschichtungen und Methoden zur Messung und Minimierung der Kräfte zwischen dem Katheter und dem menschlichen Gewebe. Um die Verbesserungen zu testen war es notwendig, geeignete menschliche Gewebemodelle zu entwickeln.

Die Forscher fanden heraus, dass die derzeit verfügbaren synthetischen Gewebemodelle das menschliche Gewebe nicht ausreichend imitieren konnten. Aus diesem Grund wurden viele Untersuchungen an einem ex-vivo-Modell einer Schweineaorta durchgeführt, um die Wechselwirkung des Katheters mit dem Gewebe zu simulieren. Eine Reihe von selbst entwickelten Kathetern wurde zusammen mit speziell konzipierten Halterungen für Katheter und Gewebe getestet.

Zusätzlich untersuchten die Wissenschaftler das Reibungsverhalten und die Zugfestigkeit ex-vivo an menschlicher Haut, menschlicher Dermis und gezüchtetem Hautgewebe. Durch histologische und verschiedene spektroskopische und 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, entwickelte UNITISS verbesserte Polymerbeschichtungen für medizinische Geräte. Diese Beschichtungen können mit Wasser interagieren und sind gleitfähig und antibakteriell, um Gewebeschäden und Infektionen zu reduzieren.

Ein Teil des Projekts widmete sich der Computermodellierung der mechanischen Wechselwirkungen zwischen Katheter und Blutgefäß und dem hydrodynamischen Verhalten. Mithilfe dieser Informationen wurden schließlich verbesserte Katheterspitzen entworfen.

Letztendlich will UNITISS das generierte Wissen auf die Entwicklung innovativer klinischer Geräte übertragen. Mit Blick auf das Wohlergehen der Patienten sollen diese Errungenschaften den Menschen zugute kommen, bei denen eine Katheterisierung erforderlich ist.