Alain Carpentier
Implantable artificial heart
Finalist für den Europäischen Erfinderpreis 2016
Das Carmat-Herz ist eine enorme Errungenschaft für die Kardiologie. Herzerkrankungen sind nach wie vor die weltweit häufigste Todesursache. Die von Carpentier entwickelte biokompatible, batteriebetriebene mechanische Pumpe ist für eine Haltbarkeit von mindestens fünf Jahren konzipiert. Damit leistet sie mehr, als die Patienten nur am Leben zu erhalten, bis ein Transplantat verfügbar ist. Das Kunstherz ist gegenüber anderen Pumpensystemen einzigartig – vor allem dank der Tatsache, dass es den Blutfluss selbst reguliert – und verbessert dadurch die Lebensqualität des Trägers.
Gesellschaftlicher Nutzen
Durch seine Verfügbarkeit, die lange Lebensdauer und den Tragekomfort ermöglicht das Carmat-Herz ein besseres Leben. Weltweit gibt es zu jeder Zeit etwa 100 000 Menschen, die an einer Herzerkrankung leiden und auf ein Transplantat warten. Die Zahl der verfügbaren Spenderorgane liegt jedoch nur bei 4 000. Das Implantat von Carpentier könnte helfen, diese Differenz auszugleichen, denn noch nie war die moderne Technologie so nah daran, ein schwaches Herz dauerhaft zu ersetzen. In den fünf Jahren, die das Carmat-Herz mindestens halten soll, kann es das Leben eines Patienten um ca. 230 Millionen Herzschläge verlängern. Da sich das Kunstherz selbst reguliert, können die Patienten unterschiedlich anstrengende körperliche Aktivitäten ausüben, ohne Erschöpfungs- oder Ermüdungserscheinungen fürchten zu müssen.
Wirtschaftlicher Nutzen
Carpentier gründete Carmat 2008 als Spin-off-Unternehmen von EADS, um sein neues Produkt zu vermarkten. Die erste Operation fand 2013 statt. Sie war ein voller Erfolg, und voraussichtlich werden bald weitere klinische Studien in Europa folgen. Der Markt für Kunstherzen bleibt jedoch verhalten. In den letzten 30 Jahren wurden weniger als 2 000 Personen vollkommen künstliche Herzen implantiert, da diese nach wie vor als Übergangslösung zur Überbrückung der Wartezeit auf ein Spenderherz betrachtet werden. Die anderen Erfindungen von Carpentier haben sich in der Kardiologie weitaus stärker ausgewirkt, sowohl finanziell als auch die Anzahl der geretteten Leben betreffend.
Bei 70 % der etwa 50 000 Operationen am offenen Herzen aufgrund von Herzklappenerkrankungen in den USA kommen die Techniken und die Technologie von Carpentier zum Einsatz. Das ist beträchtlich, zumal der weltweite Umsatz der Verfahren zur Reparatur und zum Austausch von Herzklappen auf mehr als 1,5 Mrd. EUR geschätzt wird. Carmat ging 2010 an die Börse NYSE Euronext. Der Unternehmenswert wird aktuell auf etwa 182 Mio. EUR (205 Mio. USD) geschätzt. Das Carmat-Herz kostet voraussichtlich rund 150 000 EUR.
Funktionsweise
Die Aufgaben, die das menschliche Herz über das Zentralnervensystem des Körpers erfüllt, leistet das Carmat-Herz über Sensoren, Software und Mikroelektronik. Die Ventrikel sind die Kammern des Herzens, die das Blut aufnehmen, es in die Lungen befördern und das frisch mit Sauerstoff angereicherte Blut zurück in den Kreislauf pumpen. Carpentier verwendet für die Ventrikel zwei an Hydraulikpumpen angeschlossene Elektromotoren. Angetrieben wird diese Hardware durch am Körper getragene Lithiumbatterien. Die innen liegenden Komponenten werden außerdem mit chemisch behandelten Rinderzellen beschichtet. Dadurch soll die Blutgerinnung nach dem Eingriff verhindert werden, die ein häufiges Problem bei Herzpatienten darstellt.
Der Erfinder
Alain Carpentier wurde einmal gebeten, sich zur Implantation des weltweit ersten vollkommen künstlichen, selbstregulierenden Herzens zu äußern. Er antwortete mit einem Zitat von Claude Bernard, einem französischen Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts: "Ob es den Dichtern gefällt oder nicht: Das Herz ist nur eine Pumpe." Während seiner jahrzehntelangen Karriere hat sich Carpentier damit beschäftigt, das einwandfreie Funktionieren dieser wichtigen, wenn auch unromantischen, Pumpe zu vereinfachen. Er schloss sein Medizinstudium an der Universität Paris 1966 mit dem Doktortitel ab und arbeitete bereits zwei Jahre später als Herzchirurg am Pariser Krankenhaus Broussais. Bis 1975 promovierte er außerdem noch in Chemie und erlangte dadurch das nötige Wissen, um die "Carpentier-Edwards-Klappe" zu entwerfen. Diese künstliche Herzklappe aus tierischem Gewebe war die erste künstliche Herzklappe der Welt, die breite klinische Anwendung fand. 1983 schrieb er eine wegweisende Veröffentlichung, die die Behandlung nicht funktionierender Herzklappen neu definierte. Die Veröffentlichung bescherte ihm in Medizinkreisen höchstes Ansehen als Begründer der Herzklappenrekonstruktion. Carpentier wurde nicht nur zum Leiter der Abteilung für Kardiovaskuläre Chirurgie und Organtransplantation des Broussais-Krankenhauses befördert – diese Position hatte er bis 2000 inne –, sondern erhielt außerdem zahlreiche Auszeichnungen und Ehrungen auf der ganzen Welt.
Wussten Sie das?
Das menschliche Herz ist ein robuster Muskel. Und das muss auch so sein, denn es schlägt bis zum 80. Geburtstag eines Menschen mehr als drei Milliarden Mal. Mit etwa 100 000 Schlägen pro Tag pumpt das Herz Blut in fast alle Körperteile, mit Ausnahme der Hornhaut der Augen.
Vor Carpentier war bereits ein Team niederländischer Erfinder für den Europäischen Erfinderpreis im Bereich Kardiologie nominiert, und zwar für die Erfindung der dynamischen Herzschrittmacher.
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