Organtransplantation: Innovation und Entwicklung an der TH Köln im Forschungsprojekt DeLiver

Der Mangel an Spenderorganen in Deutschland ist in einer retrospektiven Betrachtung der benötigten und verfügbaren Lebertransplantate nachweisbar. So zeigt sich in den Jahresberichten der Deutschen Stiftung Organtransplantation (DSO) eine Differenz zwischen Anmeldungen zu einer Lebertransplantation und tatsächlich durchgeführten Transplantationen von ca. 700. Hierbei wird deutlich, dass der Mangel an Spenderlebern seit mehreren Jahren existent ist. Die Folgen dieser Differenz sind unter anderem in den 308 Verstorbenen im Jahr 2017, welche auf einer Warteliste für eine Spenderleber standen, zu sehen. Mit Systemen zum Transport von Lebertransplantaten soll die Verfügbarkeit der Organe erweitert werden.

Aktuell werden Spenderorgane meistens kaltlagernd transportiert. Dies geschieht oft mit einfachsten Isolierboxen und Eis. In den letzten zehn Jahren wurden jedoch zunehmend Organtransportsysteme entwickelt, die eine Perfusion, also eine Versorgung mit Blut in einem Kreislauf, des Organs während der Transportzeit ermöglichen. Insbesondere für die Niere und das Herz wurden bereits Transportsysteme entwickelt. Systeme für Lebertransplantate, welche eine Perfusion des Organs ermöglichen, finden derzeit nur selten Anwendung. Diese sind nur als eingeschränkt transportfähig zu bewerten und werden zumeist interhospital angewendet.

Der innovative Kern des Projektes DeLiver ist die Möglichkeit verschiedene Temperaturrampen, welche durch eine messtechnische Überwachung und thermische Isolation konstant gehalten werden können, für ein transportables System zu realisieren. Das System soll einen sicheren Transport des Organs von der Entnahme aus dem Spender bis zur Transplantation in einen Empfänger ermöglichen, währenddessen das Organ perfundiert und oxygeniert wird. Dies erlaubt dem medizinischen Anwender die Leber je nach Anforderung (vor oder während Transport bzw. OP) zu temperieren. Durch das simulieren physiologischer Zustände mittels Maschinenperfusion werden mehrere Vorteile adressiert. Zum einen soll durch die Möglichkeit der Verwendung gewisser marginaler Organe die Anzahl an transplantierbaren Organen erhöht werden. Zum anderen ergeben sich letztlich die Möglichkeiten Zeit für Empfänger zu gewinnen und Transportzeiten bzw. -strecken zu verlängern. Dies ermöglicht eine Optimierung bisheriger Organvergabeverfahren.

Im Projekt DeLiver ist die Hauptaufgabe des IRG die Entwicklung eines Versuchsstandes zur Simulation der Organperfusion sowie die Validierung des Gesamtsystems. Dieser Versuchsstand wird im Labor für Biomedizintechnik aufgebaut und dient als Grundlage des entstehenden Konzeptgerätes. Weiterhin bearbeitet das IRG zusammen mit dem Institut für Anlagen- und Verfahrenstechnik (IAV) Problemstellungen der Auslegung in den Bereichen Fluiddynamik sowie Oxygenierung.

Das Projekt wird mit einem Gesamtbudget von ca. 893.000€ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) im Rahmen des Förderprogramms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert, wobei die Fördersumme für die TH Köln ca. 380.000 € beträgt.

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) (Bild: BMWi)

Seitens der TH Köln wird das Projekt von Herrn Prof. Dr.-Ing. Ompe Aimé Mudimu (IRG) und Herrn Prof. Dr.-Ing. Gerd Braun (IAV) geleitet. Als weitere Projektpartner in diesem Projekt sind die Unternehmen senetics healthcare group GmbH & Co. KG, AC Aircontrols GmbH sowie Hepanet GmbH beteiligt.