Seit 2017 fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft das „Schwerpunktprogramm 2014 - Auf dem Weg zur implantierbaren Lunge" für sechs Jahre mit insgesamt 12,6 Millionen Euro. Kliniker und Grundlagenwissenschaftler der MHH arbeiten dabei mit der Universitätsklinik Aachen und der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH), die das Programm koordiniert, zusammen an der Entwicklung einer sogenannten Biohybrid-Lunge, also einer Alternative zur Transplantation vergleichbar mit einem Kunstherzen. Weiterhin beteiligt sind die Universitätskliniken Regensburg und Tübingen.

Als Grundlage für die "Biohybrid-Lunge" dient das Unterstützungssystem extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO), das die Lungenfunktion kurzzeitig unterstützen oder sogar übernehmen kann. Ein langfristiger Einsatz ist allerdings noch nicht möglich, da der Körper auf die künstlichen Membranoberflächen der ECMO unter anderem mit der Bildung von Blutgerinnseln reagiert. Technisch gleicht die ECMO einer Herz-Lungen-Maschine. Das Gerät pumpt kontinuierlich Blut durch einen Oxygenator, der den Gasaustausch in der Lunge ersetzt: Kohlenstoffdioxid wird entfernt und das Blut dafür mit Sauerstoff angereichert. In der ECMO werden dazu besondere, gasaustauschende Membranen verwendet, die mit Endothelzellen besiedelt werden.

Im Februar fand nun die erste Winter School des Schwerpunktprogramms an der MHH in den Räumlichkeiten des NIFE (Niedersächsisches Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und Entwicklung) statt. Die Veranstaltung richtete sich an die Doktoranden und jungen Postdocs des Schwerpunktprogramms und sollte Gelegenheit geben, sich untereinander und mit den PIs interdisziplinär auszutauschen und zu vernetzen.

Thematisch ergeben sich Überschneidungen mit den Forschungsschwerpunkten des Deutschen Zentrums für Lungenforschung, insbesondere mit dem Bereich „Lungenerkrankungen im Endstadium“ (Disease Area Endstage Lung Disease, ELD), der an der MHH besonders aktiv ist. Der optimierte Einsatz der ECMO und deren Weiterentwicklung gehört zu den Kernthemen der ELD-Wissenschaftler bei BREATH, dem Hannoveraner Standort des DZL. Um den wissenschaftlichen Austausch beider Forschungsverbünde zu stärken, wurden Nachwuchswissenschaftler  des DZL eingeladen, an der Winterschool teilzunehmen.

Prof. Dr. Axel Haverich, Direktor der MHH-Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie (HTTG) und Programmdirektor am Standort Hannover, erklärt: „Das Besondere an dieser Kooperation ist, dass Kliniker zusammen mit Ingenieuren und Grundlagenforschern an einem gemeinsamen Ziel arbeiten. Es drängt sich förmlich auf, die Wissenschaftler des Schwerpunktprogramms mit denen des DZL zusammenzubringen. Die Zeit für den Austausch ist hier ganz besonders wichtig für den Erfolg des Programms.“

Warum die Arbeit der jungen Wissenschaftler so wichtig ist, verdeutlichte Prof. Dr. Prof. Tobias Welte, Klinikdirektor der Pneumologie der MHH und Direktor von BREATH, in seinem Keynote Vortrag zur klinischen Notwendigkeit der Biohybridlunge. In weiteren Vorträgen wurden u.a. die Herausforderungen bei der Beschichtung der Gasaustauschmembranen sowie die mechanischen Feinheiten, die beim Bau von ECMO-Geräten zu beachten sind, vorgestellt

Neben den wissenschaftlichen Vorträgen ließ das Rahmenprogramm  ausreichend Zeit für den intensiven Austausch der Naturwissenschaftler, Kliniker und Ingenieure, die voll genutzt wurde, um die Zusammenarbeit des interdisziplinären Teams weiter zu vertiefen.

Text: BREATH / CD

Bild: MHH / HTTG