Vielen erblich bedingt herzkranken Kindern kann heute eine implantierte künstliche Herzklappe helfen – sie ersetzt schlecht schließende Mitral- oder Trikuspidalklappen, die die Vorhöfe und Hauptkammern des Herzens abgrenzen. Ein Problem, das auch nach einem gelungenen Eingriff auftritt, ist jedoch das Wachstum: Oft mehrfach müssen die Implantate im Lauf der Kindheit ausgetauscht werden. Diese Komplikationen hoffen Forscher nun mit einem neuen, mitwachsenden Herzklappenersatz umgehen zu können. Im Fachmagazin "Nature Biomedical Engineering" beschreiben Pedro del Nido von der Harvard Medical School und seine Kollegen ein Zweikomponenten-Implantat aus Materialien, die teils biologisch abbaubar und teils extrem dehnbar sind. Sie können eine Herzklappe bilden, die an Ort und Stelle im Herzen eingesetzt mitwächst.

Noch existiert der Ansatz der Forscher, die selbst in der Abteilung für Herzchirurgie beschäftigt sind, nur als Konzept und im Modell, das derzeit praxistauglich gemacht wird. Die Klappe besteht im Kern aus einem Biopolymer, welches von einem Ring aus flexiblem, dauerhaftem und dehnbarem Fasermaterial umspannt wird. Im Körper zerfällt das Polymer in berechenbarer Geschwindigkeit, wird dabei dünner und gibt allmählich nach. Gleichzeitig dehnt sich der Ring und passt sich dabei dem umgebenden wachsenden Gewebe an – wodurch das gesamte Konstrukt über eine breite Größenspanne hinweg funktionsfähig bleibt.

Die unterschiedlichen Konstruktionsmaterialien haben Bionikingenieure des Teams von der Natur abgekupfert: Die Biopolymere finden sich im menschlichen Gewebe, die dehnbaren Fasern verhelfen zum Beispiel Kraken zu ihren extrem dehn- und komprimierbaren Tentakeln. Eine vergleichbare Konstruktion von verwobenen Fasern zu einem dehnbaren und gleichzeitig stabilen Schlauch kennen Bioniker auch aus vielen anderen Beispielen der Natur – ganz ähnlich gestaltet sind etwa die Hüllstrukturen von Speiseröhre oder Dünndarm. Eine geschickte Kombination der von ihnen eingesetzten Materialien könnte durchaus allerlei andere mitwachsende Transplantate möglich machen, hoffen die Wissenschaftler.