Die künstliche Harnblase und der künstliche Schließmuskel

Zwei Innovationen aus dem BMBF-Programm “anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung an Fachhochschulen” (aFuE)

Jährlich erkranken in Deutschland etwa 18.000 Menschen an einem Tumor der Harnblase, die in vielen Fällen operativ entfernt werden muss. Die Ärzte nutzen dann meist größere Darmabschnitte des Patienten, um ein neues Harnreservoir und Harnableitungen im Körper anzulegen. Der aus körpereigenem Gewebe geschaffene neue Speicher bleibt allerdings im Gegensatz zur Blase passiv und muss mechanisch ausgedrückt werden. Zudem gelingt der Eingriff nur in rund 25 Prozent aller Fälle und ist mit einem hohen Nachsorgeaufwand verbunden. Mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen “Otto von Guericke” (AiF) haben Wissenschaftler der Fachhochschule München und der Medizinischen Universität zu Lübeck eine künstliche Harnblase entwickelt. Neue, biokompatible Werkstoffe und Miniaturisierungstechnik ermöglichen dieses Implantat, das den Patienten weit weniger belastet als die bislang genutzte Methode. Die AiF und das Bundesministerium für Bildung und Forschung haben die Innovation von Professor Helmut Wassermann (München) und Professor Dr. Dieter Jocham (Lübeck) für den Deutschen Zukunftspreis 2002 vorgeschlagen.

Das Implantat hat die Form einer Kapsel, in die die aktiven technischen Subsysteme integriert sind. Lediglich eine der Energietransfer-Spulen, ein Meldesystem für die Blasenfüllung und ein individuell codierbarer Baustein für die kontrollierte Entleerung sind außerhalb der Kapsel, aber ebenfalls vollständig unter der Haut eingesetzt. Zur Energieversorgung benutzt der Patient ein externes Lade- und Steuergerät, das er bei Bedarf auf seinen Unterbauch auflegt. Der Akku des Implantats wird dann durch Induktion über eine direkt unter die Haut eingesetzte Spule aufgeladen. Das Harnreservoir ist ein flexibler Balg aus dem Kunststoff Polyurethan. Wenn sich die Füllung dem Maximum nähert, macht sich die Blase durch einen Vibrationsalarm bemerkbar. Der Träger des Implantats kann dann selbst mittels Signal ein Ventil öffnen, eine Pumpe starten und so die Entleerung in Gang setzen.

Zum medizinischen Nutzen gesellt sich bei der künstlichen Harnblase ein großes wirtschaftliches Potenzial: Aus einer Abschätzung der zu erwartenden Stückzahlen von mindestens 10.000 pro Jahr und einem Stückpreis von 20.000 Euro ergibt sich ein Umsatz von 200 Mio. Euro pro Jahr. Bei zügigem Test- und Entwicklungsfortschritt ist die Markteinführung noch im Jahr 2004 möglich.

Neben der Entwicklung der künstlichen Harnblase ist in München auch eine neue Behandlungsmethode der Harninkontinenz gelungen. Sechs bis sieben Millionen Menschen leiden in Deutschland an diesem unfreiwilligem Urinverlust. Ursache ist meist eine Schließmuskelschwäche. Ärzte beheben die Inkontinenz, indem sie operativ eine Art aufpumpbare Manschette um den Harnleiter legen. Durch Fehleinstellung kann es bei solchen Schließhilfen jedoch zu Nekrosen, einem Absterben des Gewebes, kommen, was für den Patienten mit Schmerzen und oft auch mit dauerhaftem Leiden verbunden ist. Ebenfalls mit einer Förderung über das aFuE-Programm der AiF hat Professor Wassermann ein neues Schließsystem entwickelt. Es passt sich einer Druckerhöhung im Unterbauch durch Lachen, Husten oder Niesen, die eine Inkontinenz verursacht, blitzschnell an und vermeidet so Nekrosen. Für ihre Arbeiten an diesem Schließmechanismus wurden die Studenten Chi-Nghia Ho und Alexander Hentschel im Februar dieses Jahres mit dem Deutschen Studienpreis 2001/02 ausgezeichnet.

Das neue Implantat besitzt einen feinsensorigen Regelkreis, der einen kritischen Blutstau verhindert, wobei er gleichzeitig den Harnfluss kurzzeitig intensiv und damit sicher sperrt. Der Schließmechanismus, den eine in den Körper implantierte Kontrolleinheit steuert, ist mit einer Silikon-Manschette ausgestattet. Kontrolleinheit, Pumpe und Akku sind in bio-kompatiblem Material verkapselt, damit sie der Körper nicht abstößt. Der Energiespeicher wird, ebenso wie bei der künstlichen Harnblase, durch Induktion aufgeladen.

Ansprechpartner: Prof. Helmut Wassermann, Fachhochschule München,
Tel.: 089 1265-2903