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Traktor für den Herzmuskel: Thorsten Sieß demonstriert die Pumpe Impella ECP. Foto: TSP/Doris Spiekermann-Klaas
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Gesundheitsinnovation aus Berlin Medizinunternehmen entwickelt Miniatur-Pumpe, die direkt ins Herz gesetzt wird

Hauke Hohensee

Die Firma Abiomed hat eine winzige kardiologische Pumpe entwickelt, die erst innerhalb des Herzens ihren vollen Umfang entfaltet. Ein Besuch im Schöneberger Hinterhof.

Beschauliche Cafés und kleine Geschäfte rahmen den Hinterhof mitten in Berlin-Schöneberg. Medizin-Hightech würde man an diesem eher unscheinbaren Ort auf den ersten Blick nicht vermuten. Und doch ist er Schauplatz einer bemerkenswerten Entwicklung in der Herzmedizin, denn hier hat Abiomed seinen Sitz. 

Unter dem Ableger Abiomed Europe betreibt das amerikanische Medizintechnikunternehmen in Deutschland zwei Standorte. Hauptsitz ist Aachen, dort wird mit 400 Mitarbeitern in erster Linie produziert. Berlin gilt mit 16 Mitarbeitern und großzügigen Laborräumen indes als wichtiger Entwicklungsstandort der Firma, die sich auf die Entwicklung und Fertigung von Herzunterstützungssystemen im Miniaturformat spezialisiert hat. Zielgruppe sind unter anderem Herzinfarkt-Patienten, deren Herzmuskel vorübergehende Unterstützung benötigt.

Impella ECP führt eine bereits existierende Pumpenserie fort. Klinische Studien mit mehreren Hundert Patienten sollen in den nächsten Monaten beginnen. Entwickelt hat die Impella ECP ein Team aus Medizinern, Ingenieuren und Wissenschaftlern in den Berliner Laboren der Firma. Abiomed bewirbt das Gerät öffentlichkeitswirksam als „kleinste Herzpumpe der Welt“. Wirklich verlässlich verifizieren lässt sich das nicht.

Tatsächlich jedoch ist die Pumpe winzig. Auf zehn Zentimeter Länge beträgt ihr Durchmesser gerade einmal drei Millimeter. Und doch soll sie stark genug sein, einen großen Teil der natürlichen Pumpkraft des Herzens – immerhin rund fünf Liter pro Minute – für eine gewisse Zeit zu ersetzen. Ihr Kraftzentrum ist ein winziger, in das Gehäuse integrierter Propeller, ein sogenannter Impeller. Von ihm leitet sich auch der Produktname ab. 

Aus Sicht von Abiomed-Europe-Geschäftsführer und Impella-Entwickler Thorsten Sieß ist die Pumpe „ein technologischer Durchbruch“. Die Vorführung des Geräts lässt zumindest erahnen, warum. Während andere Herzpumpen gewöhnlich von außen am Herzen angebracht sind oder ganz von außerhalb des Körpers arbeiten, wird die Impella direkt im Herzen platziert.

Über einen Katheter wird die Pumpe zum Herzen geführt

Sieß demonstriert das an einem Modell. Zunächst führt er die Pumpe, die an der Spitze eines langen Führungsdrahtes sitzt, in einen dünnen, biegsamen, anderthalb Metern langen Schlauch ein. Diesen Schlauch nennt man auch Katheter. Schlauch und Pumpe gemeinsam schiebt er über die große Leistenarterie in den Körper und mit Gefühl immer weiter voran durch die Gefäße bis kurz vors Herz. Dort erst löst er die Pumpe aus dem umgebenden Katheter und führt sie über Hauptschlagader und Vorhof bis hinein in die linke Herzkammer

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Ein Pigtail genannter Kringel an der Spitze verhindert Verletzungen. Aus dem drei Millimeter dünnen Gerät wird durch die Herauslösung aus dem Katheter plötzlich eine Herzpumpe mit doppeltem Durchmesser. In der linken Herzkammer saugt der kleine Propeller das Blut mit einer Umdrehungszahl von bis zu 50.000 pro Minute an, um es am anderen Ende wieder in die Hauptschlagader – die Aorta – auszuwerfen. Von dort wird es in die verschiedenen Regionen des Körpers weitertransportiert.

Blick in das Berliner Labor von Abiomed in Schöneberg. Foto: Doris Spiekermann-Klaas Vergrößern
Blick in das Berliner Labor von Abiomed in Schöneberg. © Doris Spiekermann-Klaas

Die Impella ECP ist die erste expandierbare Herzpumpe der Serie. Ein Motor in der Größe einer Fernbedienung am anderen Ende des Drahtes außerhalb des Körpers treibt sie an. Dahinter steckt ein langer Entwicklungsprozess. „Von der Idee bis zur ersten Erprobung am Patienten 2021 hat es 22 Jahre gedauert“, sagt Sieß. 

Die Herausforderung habe in erster Linie darin bestanden, möglichst viel Leistung in ein möglichst kleines Gerät zu bekommen. Denn je größer der Durchmesser einer kathetergestützten Pumpe, desto eher könne beim Einführen und Belassen im Körper etwas schiefgehen, erklärt Alexander Ghanem, Sprecher der Arbeitsgruppe interventionelle Kardiologie der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie und Chefarzt der Hamburger Asklepios Klinik Nord.

Das gilt besonders dann, wenn weniger routinierte Kardiologinnen und Kardiologen am Werk sind. „Der Preis dieser Pumpen sind Durchblutungsstörungen im Bein, von wo aus sie in den Körper eingeführt werden, und Blutungen an der Punktionsstelle“, sagt Ghanem. Die Entwicklung immer kleinerer Pumpen sei daher durchaus von Nutzen. „Gerade in kleineren Kliniken ist tatsächlich jeder Millimeter ein Riesen-Thema. Wenn man die Pumpen in die breite Versorgung bekommen will, sind drei Millimeter bereits deutlich besser als vier Millimeter.“

Profitieren sollen Patienten, deren Herz nicht mehr ausreichend Blut pumpt

Problem bei der Sache: „Der Durchmesser einer Pumpe korreliert stark mit dem Blutfluss, den sie schaffen kann“, erklärt Sieß. „Es sei denn, man gestaltet sie eben expandierbar.“ Während andere Drei-Millimeter-Pumpen der Serie ein Fördervolumen von maximal zwei Litern Blut pro Minute bewältigen könnten, schaffe die Impella ECP im expandierten Zustand bis zu viereinhalb Liter. „Dadurch gelingt es uns, eine signifikante Herzunterstützung zu leisten, sodass wir das Gros der Indikationen mit der Pumpe bereits abdecken.“

Profitieren sollen von dem Pumpsystem vor allem Patienten, die etwa durch einen Herzinfarkt einen kardiogenen Schock erlitten haben, deren Herz also nicht mehr in der Lage ist, ausreichend Blut in den Kreislauf zu pumpen. Es ist dann dringend auf vorübergehende Unterstützung angewiesen. Dabei ist keine der bisher erhältlichen Impella-Pumpen für den dauerhaften Einsatz als Kunstherz vorgesehen. In der Regel werden die Pumpen spätestens nach einigen Tagen wieder entfernt. Ziel sei es schließlich immer, die Herzfunktion zumindest in Teilen wiederherzustellen, so Sieß.

Die Gabe von Medikamenten ist nicht unumstritten

Bislang erhalten Patienten nach einem kardiogenen Schock Unterstützung meist in Form von Medikamenten, etwa das Stresshormon Adrenalin. So lässt sich die Herzaktivität erhöhen. Doch die Medikamente sind nicht unumstritten, sie steigern nicht nur Aktivität, sondern auch Sauerstoff-Verbrauch des Herzens. 

Kardiologe Ghanem erklärt ihre Wirkung: „Man muss sich das Herz nach einem solchen kardiogenen Schock vorstellen wie ein Pferd, das einen zu schweren Wagen zieht. Mit den Medikamenten wird dieses Pferd sozusagen gepeitscht. Das geht mal gut, aber irgendwann bricht das Pferd zusammen.“ Eine nachhaltige Lösung seien die Medikamente daher nicht. Die Alternative, große Herz-Lungen-Maschinen, die außerhalb des Körpers liegen und von dort den Gasaustausch und die Pumpfunktion übernehmen, seien in der Handhabung vergleichsweise schwierig.

Die Mini-Herzpumpen seien daher tatsächlich eine gute Therapie-Option, so Ghanem. Weltweit kamen sie laut Abiomed bereits bei über 200.000 Patientinnen und Patienten zur Anwendung. Trotz bisher schwacher wissenschaftlicher Evidenz lege auch die aktuell geltende Leitlinie der Europäischen Fachgesellschaft für Kardiologie ihren Einsatz bei einem kardiogenen Schock nahe, so Ghanem. „Diese kathetergestützten Pumpen sind, um im Bild zu bleiben, ein Traktor, der das Pferd bei der Arbeit für eine Weile entlastet. Sobald sich das Pferd erholt hat, kann der Traktor wieder abgekoppelt und entfernt werden.“

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