Das Herz ist eine ausgeklügelte natürliche Maschine und versorgt – sozusagen als zentrale Pumpe des menschlichen Körpers – Organe und Gewebe kontinuierlich mit Blut und damit mit lebensnotwendigem Sauerstoff und Nährstoffen. Es befindet sich etwa in der Mitte des Brustkorbs, etwas nach links versetzt hinter dem Brustbein, ist etwa so groß wie die Faust seiner Besitzerin oder seines Besitzers und wiegt ungefähr 300 g. Jeden Tag pumpt das Herz bis zu 10.000 Liter Blut durch unsere Gefäße. Dabei schlägt es ganze 60 bis 80 Mal pro Minute, also 4.200 Schläge pro Stunde und 100.000 Mal pro Tag. Im gesamten Leben schlägt das gesunde Herz durchschnittlich bis zu 3 Milliarden Mal.

Weil das Herz trotz seiner genialen Konstruktion erkranken kann, forschen Wissenschaftler und Mediziner seit fast 100 Jahren an sogenannten Kunstherzen – auch wenn mittlerweile Herzen mit großem Erfolg transplantiert werden können. Da leider nicht genügend Spenderherzen zur Verfügung stehen und täglich Menschen sterben, die vergeblich auf ein lebensrettendes Spenderorgan warten, kommt der Entwicklung von technischen Alternativen unverändert eine große Bedeutung zu.

Der Einsatz einer künstlichen Pumpe in das Herz oder der Ersatz des gesamten Herzens durch ein Kunstherz ist ein schwerwiegender Eingriff, der nur im Falle einer hochgradigen Herzinsuffizienz durchgeführt werden kann. Bei einer Herzinsuffizienz pumpt das Herz nicht mehr ausreichend Blut durch den Körper. Ursachen für eine Herzinsuffizienz sind u.a. die koronare Herzkrankheit, Herzinfarkt, Herzmuskelentzündungen oder Klappendefekte. Eine Herzinsuffizienz entwickelt sich oft schleichend, wobei das Herz immer weniger in der Lage ist, die für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen erforderliche Pumpleistung zu erbringen.

Rund 90 Prozent der Patienten mit Herzinsuffizienz, die ein Kunstherz benötigen, werden mit einem Linksherzunterstützungssystem (LVAD) versorgt. Etwa 10 Prozent der Patienten brauchen jedoch zusätzlich eine Unterstützung des rechten Herzens und damit ein komplettes Kunstherz. Meist wird das Kunstherz lediglich zur Überbrückung eingesetzt, bis ein Spenderherz zur Verfügung steht. Es kommt aber auch vor, dass der Patient aufgrund eines schlechten Allgemeinzustands für eine Transplantation nicht in Frage kommt und das Kunstherz so lange im Einsatz ist, bis sich der Zustand des Patienten wieder gebessert hat und dieser für eine Transplantation vorbereitet werden kann.

Geschichtlicher Überblick zur Entwicklung und Implantation künstlicher Herzen

1953: Ein Meilenstein in der Herzchirurgie war der erste erfolgreiche Einsatz der Herz-Lungen-Maschine durch ihren Erfinder Dr. John Heysham Gibbon (USA). Zum ersten Mal übernahm dabei eine Maschine die Funktion von Herz und Lungen. Sie ermöglichte es, das Herz ruhig zu stellen und somit eine sichere Operation des Herzens. Profitiert hatte von der neuen Technik eine 18-jährige Patientin mit Vorhofseptumdefekt, also einer angeborenen Fehlbildung der Trennwand zwischen beiden Vorhöfen. Vorausgegangen war dem ersten Einsatz der Herz-Lungen-Maschine eine knapp zwei Jahrzehnte lange Entwicklung. Quelle: Deutsche Herzstiftung

1969: Der Gründer des Texas Heart Institute (USA), Dr. Denton A. Cooley, setzte am 4. April 1969 das weltweit erste künstliche Herzimplantat ein. Das von Dr. Domingo Liotta entwickelte Gerät namens „Liotta-Cooley“  wurde einem 47-jährigen Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz implantiert. Das Implantat bestand aus Polyester und Silikon und war mit Schläuchen, die aus dem Körper führten, mit einem externen Kompressor verbunden. Der Patient lebte fast drei Tage damit, bis ein menschliches Herz für eine Transplantation zur Verfügung stand. Quelle: Texas Heart Institute

1982: Als erstes dauerhaftes Herzimplantat gilt das nach seinem Entwickler Robert Jarvik benannte Kunstherz „Jarvik-7“. Es handelte sich um ein Polyurethan-Herz, das ebenfalls über Schläuche mit einem externen Kompressor verbunden war. Ende 1982 setzte es erstmals der Chirurg William DeVries in Salt Lake City in den USA einem Patienten ein. Der  61-jährige pensionierte Zahnarzt Barney Clark überlebte damit allerdings nur 112 Tage, die er in einem Krankenhausbett im University of Utah Medical Center verbringen musste. Zwei Meter lange Schläuche ragten dabei aus seiner Brust, sie führten zu einem kühlschrankgroßen Kompressor neben seinem Bett, der sein kaltes Herz mit Druckluft antrieb. Zwei Jahre später lebte ein Patient 620 Tage mit dem Kunstherz, ehe er einem Schlaganfall erlag. In Deutschland wurde das Jarvik-7 bei über 70 Patienten an 16 Herzzentren als Überbrückung bis zur Transplantation eingesetzt. Aus dem Jarvik-7 ging das heutige „Syncardia Total Artificial Heart“ hervor, das immer noch weltweit implantiert wird. Quelle: University of Utah Health / Krankenhausmuseum Bielefeld

2001: Im Jahr 2001 wurde mit „Abiocor I“ das erste kabellose, vollimplantierbare Kunstherz entwickelt. Es enthielt Akkus, die implantiert und durch die Haut hindurch aufgeladen wurden. Aufgrund einer zu großen Pumpeinheit – das Gerät hat die Größe einer Grapefruit – , dem ungenügenden Verhältnis von Fördervolumen zu Systemgröße, einer hohen Komplexität der Förderregelung und thromboembolischen Komplikationen setzte sich dieses System allerdings nicht durch und wird heute nicht mehr implantiert. Quelle: Deutsches Ärzteblatt 2013; 110(46): [11], Laumen, Marco; Pelletier, Benedikt

2013: Am 18. Dezember 2013 implantierte im Pariser Georges-Pompidou-Spital ein Operationsteam unter Christian Latrémouille ein vollständiges Kunstherz mit biosynthetischer Haut. Diese hat den Vorteil, dass das Risiko eines Blutgerinnsels minimiert wird. Das Kunstherz des Herstellers Carmat, etwa zwei Fäuste groß und 1055 Gramm schwer, ist eine Bioprothese und kann somit das biologische Herz ersetzen. Laut Entwickler Alain Carpentier soll damit die Wartezeit auf die Transplantation eines biologischen Herzens fünf Jahre überbrückt werden, dank eingebauter Batterie und Sensoren. Der 76-jährige Patient, der an dilatativer Kardiomyopathie im Endstadium litt und nicht mehr für eine Transplantation in Frage kam, verstarb nach 75 Tagen aufgrund eines Gerätefehlers. Bei der Autopsie konnte – und das trotz eines Zeitraums von 50 Tagen ohne gerinnungshemmende Medikamente  - keine relevante Thrombusbildung innerhalb der Bioprothese oder der verschiedenen Organe festgestellt werden. Quelle: Lancet; 2015 Oct 17, First clinical use of a bioprosthetic total artificial heart: report of two cases, Alain Carpentier et al.

2021: In Europa wurde die erste kommerzielle Implantation des bioprothetischen Kunstherzens Aeson des Herstellers Carmat durchgeführt. Der Eingriff fand am Krankenhaus Azienda Ospedaliera dei Colli in Neapel statt und wurde von dem Herzchirurgen Dr. Ciro Maiello durchgeführt. Empfänger war ein 56-jähriger Patient, der nicht mehr für eine Herztransplantation in Frage kam. Quelle: Carmat