Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl
AU Engineering Institut for Elektro- og computerteknologi

Ph.d.-studerende opfinder ring til utætte hjerteklapper

En lille ring omkring hovedpulsåren kan måske gøre patienter med utæt hjerteklap raske. Forskere har dokumenteret effekten på dyr, og det giver dem nu håb om, at teknologien på sigt kan tages i brug hos mennesker.

Mariam Noor er ingeniør. Hun har i samarbejde med hjertelæger på Aarhus Universitetshospital udviklet en ring, der kan gøre utætte hjerteklapper tætte igen. Foto: Lars Kruse, AU Foto.
Mariam Noor er ingeniør. Hun har i samarbejde med hjertelæger på Aarhus Universitetshospital udviklet en ring, der kan gøre utætte hjerteklapper tætte igen. Foto: Lars Kruse, AU Foto.

Utæt hjerteklap – eller på fagsprog aortainsufficiens – er en tilstand, hvor klappen mellem venstre hjertekammer og hovedpulsåren ikke kan lukke helt til. Sygdommen forekommer i varierende sværhedsgrader og kan blandt andet skyldes medfødte misdannelser eller forkalkning. 

Når klappen er utæt, løber en del af blodet tilbage til hjertet, som derfor kommer på overarbejde med at pumpe. Det kan i værste fald medføre hjertesvigt, og derfor er det vigtigt at behandle tilstanden. Lægerne kan gøre dette ved at reparere den syge hjerteklap eller indsætte en kunstig hjerteklap. 

Begge dele indebærer en risiko for komplikationer, og derfor har ingeniører fra Aarhus Universitet i flere år arbejdet med at udvikle ny kirurgisk teknologi til hjertepatienterne. 

”Der er i dag gode muligheder for effektiv behandling med en klapprotese, men det er også et relativt avanceret operativt indgreb, som kan give komplikationer på sigt. Nu ser det ud til, at vi har fundet en løsning, der kan gøre det nemmere at behandle patienterne,” siger Mariam Noor, ph.d.-studerende ved Institut for Elektro- og Computerteknologi ved Aarhus Universitet og Hjerte-, lunge-, karkirurgisk afdeling på Aarhus Universitetshospital.  

Ring forhindrer tilbageløb af blod

Mariam Noor har i forbindelse med sit ph.d.-projekt designet en ring, der kan gøre hjerteklapper tætte, og på den måde kan hun som ingeniør få betydning for fremtidens kirurgiske behandling af hjertepatienter

”I stedet for at udskifte den defekte klap er mit behandlingskoncept at få hovedpulsåren til at omslutte den med en ring, så vi på den måde forhindrer tilbageløb af blod til hjertet,” siger hun. 

Hjertelægerne har faktisk allerede i flere år brugt en form for ring til at stabilisere hjerteklappernes funktion, men det har ikke været uden ulemper. 

”Den eksisterende ring er lukket og rund samt forholdsvis stiv, og det nedbringer hovedpulsårens bevægelighed ved hjertet. Desuden er det ikke nogen nem opgave for lægerne at implementere en lukket ring i kroppen. De er nødt til at skære op og fjerne kranspulsårerne for derefter at sætte dem ind igen,” siger Mariam Noor. 

Den nye ring, hun har udviklet, består et elastisk materiale, der kan tilpasse sig kroppens væv. Den er desuden åben, og det gør det nemt at placere den korrekt.

”Det operative indgreb er væsentligt mindre, og ved hjælp af billeddiagnostik og 3D-print kan vi tilpasse ringens stivhed og styrke til den enkelte patients anatomi. Det giver os nogle fantastiske muligheder, og teknologien ser lovende ud i dyreforsøg,” siger Mariam Noor. 

Masser af fysik i hovedpulsåren

Mariam Noor har især fokuseret på ringens materialeegenskaber og formgivning med det som mål at bevare hjerte-kar-systemets dynamik.

”Jeg kigger på den kirurgiske problemstilling som ingeniør, for der er masser af fysik og naturvidenskab i vores hjerte-kar-system. Min tilgang har været at forstå, hvordan aorta virker og så overføre den viden til et design af en ring, der kan genskabe de normale anatomiske og fysiologiske forhold hos patienterne,” siger hun. 

Ringen består af en kerne af silikone med et suturlignende materiale rundt omkring. For at dokumentere dens effekt har Mariam Noor i samarbejde med sine lægekollegaer gennemført adskillige forsøg i en hjertesimulator, hvor det er muligt at kontrollere pumpefunktion, tryk og flow. 

”Vi kan simulere hjertets bevægelser meget nøjagtigt i et miljø, der minder om kroppens eget. På den måde kan vi nærstudere, hvad der sker med ringen for hvert eneste hjerteslag. Det har været interessant, og vi har derfor et utroligt detaljeret videngrundlag at arbejde videre med,” siger hun. 

Efterfølgende har forskerne gennemført et dyrestudie for at se, hvordan ringen ekspanderer i kroppen, når hjertet pumper, og Mariam Noor er meget positiv.

”Vi kiggede på hovedpulsårens geometriske mønster i en gris med en ring og en gris uden, og vi kunne se, at vi faktisk kan bevare den naturlige dynamik. Det er resultater, der ser virkelig lovende ud,” siger hun.

Hun understreger, at der stadig går nogle år med yderligere dyrestudier samt procedurer for klinisk godkendelse, før hjerteringen kan komme patienter til gavn.


Kontakt

Ph.d.-studerende Mariam Abdi Noor
Aarhus Universitet, Institut for Elektro- og Computerteknologi
Mail: noor@ece.au.dk
Tlf.: +450813586