Entwicklung eines Demonstrationsmodells eines Rotationsatherektomie-Systems

Das Verfahren der Rotationsatherektomie bietet eine schnelle und effiziente Behandlungsmethode hinsichtlich Stenosen des Gefäßsystems.

Die Atherektomie ist ein minimal-invasiver Eingriff, bei welchem Koronargefäß- und periphere arterielle Verschlüsse unter geringem chirurgischem Aufwand mechanisch behandelt werden. Dies umfasst das Entfernen von Plaque- und Kalkablagerungen, welche im Rahmen von Gefäßerkrankungen auftreten können. „Mechanisch behandeln“ definiert in diesem Fall die Dilatation (Aufweitung) des Gefäßlumens, ohne die Gefäßwand durch eine Überdehnung oder Verletzung zu schädigen [01–03].

Im Vergleich zur Ballonangioplastie ist die Rotationsatherektomie ein Eingriff, bei dem die Gefäßwand weniger beansprucht wird. Hierbei wird das Verschlussmaterial „herausgefräst“ und nicht an die Gefäßwand komprimiert [04].

In dem von der Senatskommission für Studium und Lehre (K1) geförderten Projekt haben die Studierenden nun ein Demonstrationsmodell eines Jetstream Rotationsatherektomie-Systems entwickelt.

Interessant war der interdisziplinäre Ansatz des Projektes, da maschinenbautechnische, elektrotechnische und physiologische Fragestellungen bearbeitet werden mussten.

Bei dem Demonstrationsmodel liegt der Schwerpunkt auf die Visualisierung der Behandlungsmethode, wobei die Studierenden den Aufbau und die Funktionen des Kathetersystems kennenlernen. Einzelne Gruppen von Studierenden haben an den Aufgabenstellungen der verschiedenen Bearbeitungsbereiche gearbeitet und in Absprache miteinander ein Konzept zur Entwicklung des Modells erstellt, welches anschließend die Grundlage zur praktischen Umsetzung bildete. Bezüglich des Modells konnten Fragen zum Strömungsverhalten innerhalb des Gefäßsystems hinsichtlich Stenosen und die Notwendigkeit der Biokompatibilität solcher Medizinprodukte diskutiert werden.

Das Demonstrationsmodell dient dem Zweck der Vorführung in Lehrveranstaltungen und Praktika. Außerdem kann das System zukünftig im Rahmen von studentischen Abschlussarbeiten und Miniprojekten fortgeführt werden.

Im Rahmen des Studierendenprojektes konnte ein funktionsfähiges Demonstrationsmodell eines Rotationsatherektomie-Systems entwickelt werden. Einer der Schwerpunkte lag auf der Visualisierung der Behandlungsmethode, hierzu wurde ein geeigneter Maßstab des Modells von 20:1 gewählt. Der Aufbau und die Funktionen des Kathetersystems können so genau analysiert werden. Die Zusammenarbeit der Studierenden untereinander wurde durch das Projekt gefördert, das zeigte sich abschließend auch beim Zusammenbau der verschiedenen Komponenten des Modells, die optimal aufeinander abgestimmt sind. Bezüglich des Ersatzmaterials für die Stenose besteht allerdings noch Optimierungsbedarf.

Das Demonstrationsmodell soll schon im nächsten Semester bei den Lehrveranstaltungen zum Einsatz kommen. An einer Versuchsanleitung für die Anwendung des Modells im Praktikum wird noch gearbeitet. Beabsichtig sind auch Strömungsuntersuchungen mit Hilfe des im Labor vorhanden PIV-Systems (Particle Image Velocimetry), um das Spülsystem, d.h. den Abfluss der gelösten Partikel, zu verbessern.