Aachen - Kinderuni: „Ein perfektes Ersatzteil für den Körper gibt es nicht”

Kinderuni: „Ein perfektes Ersatzteil für den Körper gibt es nicht”

Von: Christina Diels
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Wo die künstlichen Ersatzteil
Wo die künstlichen Ersatzteile am menschlichen Körper richtig sitzen: Das hat Professor Doris Klee den Teilnehmern der Kinderuni am Freitag im Hörsaal Audimax an diesem Skelett gezeigt. Foto: Michael Jaspers

Aachen. Verstehen kann Doris Klee, 57, diesen Stillstand nicht. Eine Woche vor der Kinderuni sitzt die Professorin für Technische und Makromolekulare Chemie an der RWTH Aachen in ihrem Büro in der Kármánstraße und hält einen kurzen, netzartigen Schlauch aus Kunststoff in der Hand. „Das ist eine Dacron-Prothese”, sagt sie.

Dacron ist der Markenname, den die Firma DuPont ihrer Polyester-Faser in den 50er Jahren gegeben hat. Und diese Faser wird unter anderem als Gefäßprothese eingesetzt. „Als ich in den 80er Jahren angefangen habe, gab es die schon”, sagt Klee fast abwertend. „Dabei ist sie nicht optimal als Ersatz für Gefäße. Aber das hat sich so etabliert und die Industrie hat so viel Macht, da wird sich nichts ändern.” Im Interview und in der Kinderuni spricht Doris Klee darüber, wie sie menschliche Ersatzteile verträglicher macht für den Körper.

Gibt es das perfekte Ersatzteil für ein menschliches Gelenk, Frau Professor Klee?

Doris Klee: Ein perfektes Ersatzteil für den Körper gibt es nicht, auch kein Knie- oder Hüftgelenk. Implantate und Prothesen nutzen sich genau wie menschliche Körperteile ab. Es gibt nicht den perfekten Kunststoff, der keinen Abrieb zeigt. Entscheidend ist, dass das Implantat gut einwächst. Wir als Chemiker entwickeln die Kunststoffe für ein Implantat und können die Implantatoberfläche so verändern, dass der Körper sie annimmt. Eigentlich müsste diese Frage nach dem perfekten Gelenk ein Orthopäde beantworten und nicht eine Makromolekulare Chemikerin wie ich.

Weil nicht nur Sie als Chemikerin, sondern ein interdisziplinäres Team am perfekten Implantat forscht?

Klee: Wir haben an der RWTH dafür einen eigenen Forschungsbereich „Medizin und Technik”, in dem Mediziner, Biologen, Chemiker, Ingenieure und Materialwissenschaftler eng zusammenarbeiten. Die Mediziner und Biologen wissen, wie der Körper reagiert, die Ingenieure und Materialwissenschaftler entwickeln die Ersatzteile aus Metall, Keramik oder Kunststoff mit den geeigneten mechanischen Eigenschaften und wir Chemiker können die Kunststoffe optimieren und Oberflächen verändern, so dass der Körper die fremden Materialien akzeptiert.

Welches menschliche Körperteil lässt sich noch nicht ersetzen?

Klee: Das Gehirn kann man nicht ersetzen, sondern nur mit implantierten medizinischen Bauteilen aktivieren oder stimulieren. Und der klinische Einsatz von künstlichen Lebern oder Nieren ist ebenfalls noch weit entfernt. Diese Organe sind zu komplex. Man kann nierenkranken Menschen zur Zeit nur mit Dialyse helfen. Und wenn die Leber zerstört ist, hilft nur eine Transplantation.

Es gibt aber nicht genügend Transplantate.

Klee: Und darum braucht man Implantate, um Menschen zu helfen, weil es nicht so viele Transplantate gibt. Solange ein kranker Mensch auf sein Herztransplantat wartet, muss man ihm heute mit einem System helfen, das das Herz unterstützt. Beim künstlichem Herz und auch bei der künstlichen Lunge wird es noch viele Jahre dauern, bis man solche Ersatzteile implantieren kann. In den Fällen, in denen man versucht hat, ein künstliches Herz zu implantieren, sind die Patienten gestorben, weil der Körper das Herz abgestoßen hat.

Und bei eben dieser Abstoßungsreaktion kommen Sie als Chemikerin ins Spiel.

Klee: Ganz genau, wir Chemiker müssen die Oberfläche der künstlichen Ersatzteile so verändern, dass der Körper sie nicht abstößt. Wir müssen sie tarnen, damit der Körper sie akzeptiert und besser verträgt.

Sie überlisten den Körper mit einer Tarnkappe. Wie funktioniert das?

Klee: Ich überliste den Körper, indem ich zelleigene Materialien an die Oberfläche des Implantats binde. Wenn man das in den Körper gibt, erkennen die Zellen das und können daran wachsen, fühlen sich wohl und erkennen das Implantat nicht als Fremdmaterial an. So eine Tarnkappe schützt zum Beispiel dagegen, dass bei künstlichen Gefäßen ein Thrombus entsteht. Die Idee von veränderten Oberflächen kann man auf alle möglichen Implantate anwenden, auf Kunststoffe, Metalle, das ist wie ein Baukasten.

Doch die Materialien werden nie so sein wie körpereigenes Material?

Klee: Natürlich nicht. Man kann zunächst körpereigene Knorpelzellen oder Venen nehmen und sie transplantieren, aber wenn man kein Material mehr hat im Körper oder ein Gelenk abgenutzt ist, braucht man eben künstliche Ersatzteile.

Welches Körperteil wird man vermutlich nie ersetzen können?

Klee: Die Forschung versucht viel, aber das Gehirn wird man vermutlich nie ersetzen können. Wir wollen in Zukunft dahin kommen, dass wir menschliche Ersatzteile mit modifizierten Oberflächen in den Körper geben, und diese sich im Körper selbst umbauen. Also ohne dass man außerhalb des Körpers Zellen züchten muss, wie das etwa beim Tissue Engineering der Fall ist. Das erkrankte Gewebe soll sich selbst heilen, das ist die Zukunft der Regenerativen Medizin, die die Selbstheilungskräfte des Körpers aktiviert.

In der nächsten Kinderuni am Freitag, 21. September, trägt Professor Michael Vorländer vor zum Thema „Zisch Bumm Knall - Schall ist überall!”.
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