Forschungsprojekte

(Aktuell) DFG SPP2014 „Towards Implantable Lungs“ (SPP Towards an Implantable Lung (ukaachen.de)

Projekt: “NO-releasing and DNase labeled Microgels as new antithrombogenic coating for Membrane lungs”
- Verantwortliche Wissenschaftler:
  - Univ.- Prof. Dr. med. Rolf Rossaint
  - PD Dr. Christian Bleilevens

In diesem Gemeinschaftsprojekt mit dem „DWI- Leibnitz Institut für interaktive Materialien“ und der Klinik für Anästhesiologie der Uniklinik Münster, wird eine neuartige und sich selbst erneuernde, antithrombogene Beschichtung für Poly-Methyl-Penten (PMP) Fasern in Oxygenatoren entwickelt. Microgele imitieren die Enzymfunktion der Glutathion-Peroxidase, die aus natürlichen Quellen für Stickstoffmonoxid (NO) im Körper z.B. S-Nitrosoalbumin, NO abspalten kann. NO vermindert u.a. die Thrombozytenaktivierung und so entstehen lokal auf der PMP Membran weniger Thromben. In Kombination mit DNase besetzen Microgelen, werden Neutrophile-Extrazelluläre-Fallen (NETs, kondensierte DNA-Fäden) durch den Verdau der DNA-Fäden reduziert und die Stabilität potentiell entstehender Thromben dadurch deutlich verringert.
- Publikationen:
  - Endogenous Nitric Oxide-Releasing Microgel Coating Prevents Clot Formation on Oxygenator Fibers Exposed to In Vitro Blood Flow - PubMed (nih.gov)
  - DNase I functional microgels for neutrophil extracellular trap disruption - PubMed (nih.gov)

(Aktuell) BMBF – Alternativen zum Tierversuch “AutoMock”

In diesem Projekt konnte erfolgreich ein voll automatisierte Perfusionsstand für Schweinenieren entwickelt werden, mit dessen Hilfe die Nieren aus insgesamt 35 Hausschweinen, die am UKA in anderen AGs verwendet wurden, und so wissenschaftliche Fragestellungen beantwortet werden konnten, ohne zusätzliche Tiere zu verwenden. Dies entspricht einer Einsparung von >20% der Versuchstiere, welche in Deutschland im Jahresdurchschnitt für die Erforschung neuer Nierenperfusionsstrategien verwendet werden. Der teststand reguliert seinen Perfusionsdruck, den pH Wert der Perfusats, sowie den Füllstand autonom über ein CAN-BUS basiertes Netzwerk, dass von den Kooperationspartner der Informatik11 „Embedded Software“ entwickelt wurde. Es könne 6 Std. normotherme Maschinenperfusion erreicht werden. Ziel ist es, ein klinisch verwendbares, normothermes Perfusionssystem weiterzuentwickeln.
- Publikationen:
- Doktorarbeit: Eine weitere Arbeit in Vorbereitung zur Publikation die den Vergleich komplett Zellfreiem Perfusat für Nieren mit dem Goldstandard (Erythrozytenkonzentrate + Puffer) vergleicht.
- Bachelor- und Master-Abschlussarbeiten am Institut für Embedded Software (Informatik 11) Neuigkeiten [Informatik 11 - Embedded Software] (rwth-aachen.de)

(Aktuell) Nebenprojekt – Impedanzmessung zur Gerinnsel-Früherkennung

Verantwortliche Wissenschaftler:
- PD Dr. Christian Bleilevens
- Dr. med. Patrick Winnersbach
- Dr. med. Anna Fischbach

Die Gerinnsel-Früherkennung in einem Oxygenator findet nach heutigem Standard immer noch über einen Druckanstieg vor dem Oxygenator statt. Steigt der Druck rasant an, ist es jedoch bereits zu spät – denn ein Clot hat sich gebildet und der Oxygenator muss notfallmäßig gewechselt werden. In diesem Projekt wird im Rahmen einer aktuellen Doktorarbeit und in Kooperation mit unserem Partner aus dem Institut für Textiltechnik die Impedanzmessung als Früherkennungssystem im Vergleich zum Goldstandard (Druckmessung) getestet. In dem experimentellen Setting zeigen sich vielversprechende Ergebnisse, die einen signifikant früheren Anstieg der Impedanz während der Entstehungsphase des Clots anzeigen als die Druckmessung. Basierend auf diesem Forschungszweig werden neue Projekte beantragt.
- Doktorarbeit: Eine Arbeit in Vorbereitung zur Publikation die den Vergleich von Impedanz-basierter Füherkennung mit dem Goldstandard (Druckmessung) in einem experimentellen Setting (Vorstufe Oxygenator) vergleicht.

(Abgeschlossen) EIT Projekte – in vitro Testkreisläufe für Herzunterstützungssysteme

Aus diesem Projekt resultieren die für die aktuellen Projekte genutzten Testkreisläufe, die zum Ziel hatten, möglichst klinikrelevant medizinische Produkte zu testen (Verwendung von Humanblut, Einhaltung relevanter Blut-Drücke, -Flüsse und -Temperaturen). Wichtig bei der Verwendung von Humanblut ist ein realistisches Füllvolumen zu schaffen, da Humanblut nur in äußerst begrenzter Menge zur Verfügung steht. Als Weiterentwicklung vorangegangener, größerer Testkreisläufe für Tierblut, werden für aktuelle Studien die teststände für Humanblut genutzt.
- Publikationen:

(Abgeschlossen) START Projekte etc.

Die Tierexperimentellen Versuche haben i.d.R. die organprotektive Wirkung verschiedener Anästhetika in verschiedenen Schädigungsmodellen, oder klinischen Szenarien im Fokus. Beispielswiese ist die Anästhetische Prä- oder auch Postkonditionierung bekannt für ihren Einfluss auf verschiedene Organsysteme, die dann einer Ischämie oder sonstigen Schädigung ausgesetzt werden. Zahlreiche Mechanismen liegen dieser Wirkung zugrunde, beispielswiese die Formation extrazellulärer Vesikel nach Präkonditionierung, wie systematisch in vitro und in vivo untersucht wurde. Ein anders Beispiel ist das Schlaganfallmodell in der Ratte, in dem neuroprotektive Effekte unterschiedlicher Medikamente getestet werden können.
- Publikationen:

(Geplant) VR-VTK - Virtual Reality in der Versuchstierkunde

Virtuelle Realität bietet die Möglichkeit nahezu alle Methoden und Handgriffe die in der tierexperimentellen Grundausbildung erforderlich sind realitätsnah darzustellen. Die Durchführung vieler Methoden lassen sich auf diese Weise komplett ersetzen, andere lassen sich vor der Eigentlichen Durchführung optimal trainieren – Die Tierzahl Reduktion und Verfeinerung der Methodik im Sinne der 3R (Reduction, Replacement, Refinement) wird auf diese Weise vorangetrieben.