CAD-Entwicklung
Herzige Modelle
Laut der Weltgesundheitsorganisation leiden über 20 Millionen Menschen weltweit an Herzproblemen. Pro Jahr werden rund 5.000 Herztransplantationen durchgeführt. Die wachsende Anzahl an Patienten sowie der dramatische Mangel an Spenderherzen treiben die Herzforschung voran. Ein menschliches Herz durch ein komplett künstliches Herz zu ersetzen wäre daher ein medizinischer Durchbruch.
Es gibt zwei Arten von Kunstherzen: das vollständig künstliche Herz, das ein menschliches Herz komplett ersetzt, sowie künstliche Herzpumpen, die, einmal implantiert, die Pumpfähigkeit des Herzes unterstützen. Ein Entwicklungsteam der Universität von Tokio konzentriert sich mit seiner Forschung auf das vollständig künstliche Herz und nutzt »Creo« von PTC, um ein derartiges Organ mit hydrodynamischer, freischwebender Pumpe, die durch das Blut geschmiert wird (hydrodynamische Lagerung), zu entwickeln. Dadurch soll eine verlängerte Nutzungsdauer möglich sein. Eine Ziege überlebte 2008 bereits 153 Tage mit einem vollständig künstlichen Herzen, was in Japan derzeit den Rekord darstellt. Mit einem pneumatisch angetriebenen vollständigen Kunstherzen, das aus einer Blutzirkulationspumpe sowie einer Energiequelle außerhalb des Körpers bestand, war das Team in der Lage, eine Ziege für 532 Tage am Leben zu erhalten.
Bereits 2003 begann man an der Universität von Tokio mit Hilfe von »Pro/ENGINEER«, dem Vorläufer von PTC Creo, 3D-Modelle von künstlichen Herzen zu erstellen. Das Forscherteam ging davon aus, dass für die nächste Generation vollständig künstlicher Herzen eine berührungslose rotierende Pumpe erforderlich sei. Mit Hilfe der CAD-Lösung von PTC konnten Informationen visualisiert werden, so dass bei der Entwicklung einer Pumpe der Blutfluss verbessert, die Geräteleistung maximiert und die Effizienz und Strapazierfähigkeit erhöht werden konnte. Die 3D-Modellierungsmöglichkeiten spielen bei der Komponentenbearbeitung sowie bei der numerischen Strömungssimulation ebenfalls eine entscheidende Rolle. Im Oktober 2014 gelang es dem Team, die Stabilität der hydrodynamischen Lagerung in dem Modell des Kunstherzes drastisch zu erhöhen. Gleichzeitig konnte man einige der bestehenden hämolytischen und thrombotischen Probleme lösen.
Lesen Sie mehr zum Thema
