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Katheter- Entwicklung

 

In der Klinik für Neuroradiologie an der Universitätsklinik Mainz wurde ein neuartiger Katheter entwickelt, der in einem Blutgefäß bis kurz vor einen Gefäßverschluss im Gehirn vorgeführt werden soll, um einen akuten Schlaganfall zu versorgen. Die Erfindung ist bereits zum Patent angenommen und die Patentanmeldung ist WIPANO gefördert (Forschungsvorhaben: 03THW13K02). WIPANO steht für –„Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen“ und ist ein Programm des Bundesministeriums für Energie und Wirtschaft.

Ziel der Erfindung ist, die endovaskuläre mechanische Thrombektomie (operative Entfernung eines Blutgerinnsels (Thrombus) aus einem Blutgefäß) zu optimieren, um ein besseres klinisches Ergebnis für die Patienten zu erreichen. 

Die aktuell auf dem Markt erhältlichen Distal-access-catheter haben ein zylindrisches Ende. Aufgrund der zylindrischen Form des DAC kann bei der Retraktion des Thrombus ein Teil dessen am Rand des Katheters abgestreift werden und im Gefäß zurückbleiben. Dieses versprengte Thrombusmaterial kann dann durch den Blutstrom in die umliegenden Hirngefäße getragen werden und neue Schlaganfälle verursachen. Dieses Problem versucht der neu entwickelte Katheter durch ein selbstexpandierendes Ende zu lösen. Hierdurch kann der Stent-Retriever inklusive des gefangenen Thrombus zurückgezogen werden, ohne dass Thrombusmaterial an der Katheterspitze abgestreift wird. Gleichzeitig verlegt der konisch erweiterte Katheter das Gefäßinnere vollständig und der Blutfluss in die umliegenden Gefäße wird verhindert. Durch die Unterbrechung des Blutflusses wird verhindert, dass potentiell im Gefäß zurückgebliebene Thrombusstücke in andere Gefäße gespült werden. 

Modell mit einer zylindrischen Spitze
Katheter mit konisch erweiterter Spitze

 

In Vorversuchen mit einem Modell konnte eine Überlegenheit des konisch erweiterten DAC gegenüber dem zylindrisch geformten DAC festgestellt werden.

Tanyildizi, Y., Payne, E., Gerber, T. et al. In vitro testing of a funnel-shaped tip catheter model to decrease clot migration during mechanical thrombectomy. Sci Rep 10, 633 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-019-57315-9

 

Es wurden die ersten Prototypen des neuen Katheters hergestellt, welche nun in vivo und in vitro getestet werden.

Aneurysma-Modelle

Zur Behandlung zerebraler Aneurysmen gibt es chirurgische und endovaskuläre Möglichkeiten. Beide Ansätze zielen auf die Ausschaltung des Aneurysmas und Rekonstruktion des Trägergefäßes. Dabei beschäftigt sich die Neuroradiologie, im Vergleich zu den chirurgischen Möglichkeiten (sog. Clipping), mit minimal invasiven endovaskulären Therapieformen, wie z. B. dem Coiling, Stenting und Flussmodulation. 

In den letzten Jahren hat die endovaskuläre Therapie von intrakraniellen Aneurysmen eine deutliche Verbesserung erfahren. Derzeitiger Gold-Standard ist das sog. Coiling, das in den 90er Jahren etabliert wurde. Diese Methode besteht aus dem Einbringen röntgendichter Platinspiralen (Coils) mittels Mikrokatheter in das Aneurysma, um dieses annähernd vollständig auszufüllen. Ziel ist es, durch Einbringung der Platinspiralen eine Thrombosierung im Aneursyma zu induzieren, welche zu einem Verschluss des Aneurysmas führt. So wird die Ruptur eines Aneurysmas mit einhergehender Hirnblutung verhindert.

Zur Untersuchung und Testung neuer Behandlungsformen setzen wir sowohl ex vivo   (z. B. verschiedene Silikon-Modelle der humanen Gefäße), als auch in vivo Aneurysma-Modelle ein. Diese Modelle nutzen wir einerseits zur Ausbildung von Neuroradiologen, aber auch zur Erforschung und Testung neuer Therapieoptionen (Abb. 2).

Abbildung 2. A. Aneurysma-Modell aus Silikon nach flussmodulierender Stent-gestützter Embolisation mit Mikrosphären. Eine DSA zeigt den kompletten Verschluss des Aneurysmas. B. Breibasiges Aneurysma nach Behandlung mit einem Flow-Diverter und anschließender Embolisation mit Mikrosphären (700 µm). C, D. Micro-CT Aufnahmen eines Aneurysmas nach Embolisation zeigen, dass die Mikrosphären durch den eingesetzten engmaschigen flussmodulierenden Stent im Aneurysma bei optimaler Ausschaltung des Aneurysmahalses zurückgehalten werden.

Im Großtier-Modell haben wir die Entstehung von Aneurysmen nach Andauung der Gefäßwand durch das Enzym Elastase etabliert. An diesen experimentell erzeugten Aneurysmen können wir in vivo neuartige Verschlussmethoden, wie z. B. flussmodulierende Stents, im longitudinalen Verlauf untersuchen.