OptiFlow 3D

Hämokompatible 3D-gedruckte Blutpumpe für Kinder mit Herzinsuffizienz – präzise, schonend und für kleine Patient:innen entwickelt.
Mikro- und Nano-StrukturierungNachhaltigkeit
Laufzeit:
01.04.2022 - 31.03.2025
Projektvolumen:
€5.495.530
Förderung:
Produktion der Zukunft, PDZ - 2021

Projektbeschreibung

Herzinsuffizienz gehört zu den führenden Todesursachen in westlichen Industrienationen und stellt Kardiologie und Herzchirurgie vor enorme Herausforderungen. Die Zahl der betroffenen Patient:innen steigt stetig, während geeignete Spenderherzen extrem knapp sind. Mechanische Kreislaufunterstützungssysteme (Mechanical Circulatory Support, MCS) wie Linksherzunterstützungspumpen (Left Ventricular Assist Devices, LVADs) haben sich daher als lebensverlängernde Therapie etabliert und verbessern die Lebensqualität vieler Herzpatient:innen. Diese rotodynamischen Blutpumpen entlasten die geschwächte linke Herzkammer, indem sie Blut aus dem Ventrikel kontrolliert in die Aorta fördern und so die Pumparbeit des Herzens deutlich reduzieren.

Trotz dieser Erfolge sind heutige LVAD-Systeme mit erheblichen Risiken verbunden. Hämokompatibilitätsprobleme führen häufig zu Blutungen, Thrombosen und Schlaganfällen und verschlechtern die Langzeitprognose deutlich. Aktuelle Registerdaten zeigen, dass nur etwa 20 % der Patient:innen im ersten Jahr nach Implantation frei von schwerwiegenden Komplikationen bleiben. Besonders kritisch ist die Situation für Kinder und Patient:innen mit kleiner Körperstatur: Für diese wachsende Gruppe existiert bislang keine klinisch zugelassene, dauerhaft einsetzbare LVAD-Technologie. Genau hier setzt OPTIFLOW 3D an und entwickelt eine neue Generation miniaturisierter, hämokompatibler Blutpumpen für eine sichere, langfristige Kreislaufunterstützung

Projektziele & technische Innovation

OPTIFLOW 3D schließt diese Versorgungslücke durch die Entwicklung einer neuartigen, zweistufigen und miniaturisierten rotodynamischen Blutpumpe, die gezielt auf die Anatomie von Kindern und Patient:innen mit kleiner Körperstatur abgestimmt ist. Ziel ist eine hocheffiziente Kreislaufunterstützung, die Überlebenschancen und Lebensqualität verbessert und zugleich das Risiko lebensbedrohlicher Komplikationen deutlich reduziert.

Technische Basis sind Hochleistungs-Keramiken mit exzellenter Biokompatibilität und Verschleißfestigkeit, kombiniert mit modernsten 3D-Druckverfahren (additive Fertigung). Präzise Form- und Oberflächenkontrolle ermöglicht komplexe Strömungsgeometrien und die Kompensation von Schrumpfungen beim Sintern. Eine gezielte Mikrostrukturierung der Pumpenoberflächen mittels 3D-NIL und Zwei-Photonen-Polymerisationsdruck (2PP) optimiert die Strömungsverhältnisse, verbessert die Hydrodynamik und minimiert Bluttraumata sowie Thrombogenität.

Verbesserte Kreislaufunterstützung: Vorteile für Herzpatient:innen und Gesundheitssystem

OPTIFLOW 3D ermöglicht eine miniaturisierte, hämokompatible Blutpumpe, die auch kleinen Kindern und Menschen mit zierlicher Anatomie langfristige Kreislaufunterstützung eröffnet. Für Ärzt:innen und Kliniken bedeuten geringere Komplikationsraten weniger Revisionsoperationen, kürzere Aufenthalte und bessere Ergebnisse. Die Kombination aus keramischem 3D-Druck, Mikrostrukturierung und algorithmischer Prozesskontrolle setzt neue Produktionsstandards für kardiovaskuläre Implantate. So stärkt OPTIFLOW 3D die europäische Medizintechnik und schafft Exportchancen im wachsenden Markt für MCS-Systeme.

Publikationen

Presseartikel

Wissenschaftliche Fachzeitschriften

Konferenzbeiträge

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Ansprechpartner:in

Dr. Michael Mühlberger
Senior Scientist
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