Transplantation: Neues Konzept für Lebertransport

Derzeit ist es üblich, eine Leber, die für eine Transplantation vorgesehen ist, gekühlt zu transportieren. Dies birgt allerdings die Gefahr, dass das Organ bei der erforderlichen Erwärmung geschädigt wird und nicht mehr für den Eingriff zur Verfügung steht.

Das Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr der TH Köln hat im Rahmen des Projekts DeLiver gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Forschung ein Konzeptgerät für ein neuartiges, kompaktes Transportsystem entwickelt, das auf einer alternativen Technologie basiert: der maschinellen Perfusion bei Körpertemperatur. Dabei wird das Organ außerhalb eines Körpers bei 37° C durchblutet und mit Sauerstoff versorgt. Das ermöglicht auch einen längeren Transport und damit die Erweiterung der Suche nach einem geeigneten Organempfänger.

Entnommene Lebern werden für den Transport derzeit in speziellen Boxen mit Eis auf 4° C gekühlt. „In dieser Phase findet keine Durchblutung statt. Die Erwärmung des nicht durchbluteten Organs vor dem Verpflanzen in den Empfänger stellt ein Risiko für die Organfunktion dar. Diesem Problem begegnen wir mit unserem Konzept“, sagt Prof. Dr.-Ing. Ompe Aimé Mudimu vom Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr der TH Köln.

Das im Projekt DeLiver entstandene Konzept einer Transportbox misst 53 x 69 x 36 cm und wiegt rund 20 Kilogramm. Eingebaut sind eine Halterung für die Leber und ein Peristaltikpumpe, die Blut oder eine Ersatzflüssigkeit schonend und unter physiologischen Bedingungen durch das Organ pumpt. Dabei lässt sich die Temperatur in der Box stufenlos zwischen 8 und 37° C einstellen, so dass die Entnahmeteams je nach Zustand des Organs die passende Temperatur wählen können. Auch die Durchflussgeschwindigkeit ist variabel.

Da das Organ während des Transports permanent durchströmt wird und somit Sauerstoff und Nährstoffe erhält, besteht die Möglichkeit, Organschäden deutlich zu verringern. Ein Spritzenpumpensystem ermöglicht zudem die Zugabe von Medikamenten, die zur Aufrechterhaltung der Organfunktion notwendig sind und für jedes Organ individuell angepasst werden müssen. Durch die integrierte Messtechnik ermittelt das System permanent den aktuellen Sauerstoffverbrauch des Organs. Diese und weitere Messergebnisse sollen es den Transplantationsteams ermöglichen, den Zustand der Spenderleber zu beurteilen und ihr Vorgehen entsprechend anzupassen.

Funktionsfähigkeit getestet, Optimierung erforderlich
„Ziel unseres Projekts war der Proof of Concept, der uns gelungen ist. Wir konnten die Funktionsfähigkeit aller Komponenten und deren Zusammenspiel mit einem Versuchsstand nachweisen. Aus ethischen Gründen war uns eine Erprobung mit einer menschlichen Leber allerdings nicht möglich“, sagt Projektmitarbeiter Tobias Gleibs. Für die Marktreife müssten Konzept und Design in Folgeprojekten optimiert und klinische Tests durchgeführt werden.

Das Forschungsprojekt DeLiver wurde von August 2019 bis Oktober 2022 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Förderprogramms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert. An der TH Köln waren das Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr sowie das Institut für Anlagen- und Verfahrenstechnik beteiligt. Die Projektpartner waren die senetics healthcaregroup GmbH und Co. KG (Projektkoordination), die AC Aircontrols GmbH und die HepaNet GmbH.