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Porträt Dr. Albert Starr. Der Erfinder der künstlichen Herzklappe
55 Jahre künstliche Herzklappe
Vor 55 Jahren wurde in Portland, Oregon zum ersten Mal einem Menschen
erfolgreich eine künstliche Herzklappe eingesetzt. In nur zwei Jahren
Forschungsarbeit war es dem damals 34-jährige Herzchirurgen Albert Starr und
seinem fast 30 Jahre älteren Partner Lowell Edwards gelungen, aus einer
bahnbrechenden Idee einen funktionierenden Prototypen zu entwickeln und so
Hunderttausenden von Patienten ein beschwerdefreies Leben zu ermöglichen.
Eine Kinderkrankheit mit Folgen
Bis zur Mitte des vergangenen Jahrhunderts war die Fehlfunktion der Herzklappen,
die den Blutfluss durch das Herz steuern, ein weit verbreitetes Krankheitsbild in der
westlichen Welt. Grund dafür war die Verbreitung des rheumatischen Fiebers, das
sich inzwischen mit Antibiotika sehr gut behandeln lässt. Besonders Kinder, die am
rheumatischen Fieber erkrankten, behielten in vielen Fällen eine durch die
Entzündung ausgelöste Beschädigung der Herzklappe zurück. Abhängig von der
Schwere der Herzklappenschädigung gehörten Wachstumsverzögerungen, Atemnot
und Herzrasen zu den Symptomen. Am bedrohlichsten waren allerdings die
Langzeitschäden, die im schlimmsten Fall zu einer schweren Herzinsuffizienz und
zum Tode führten. Ein weiteres Beispiel für Herzklappenerkrankungen ist bis heute
eine Verengung der Herzklappen (so genannte Aortenklappenstenose), die
insbesondere bei älteren Menschen durch degenerative Kalkablagerungen an den
Klappentaschen sowie des Klappenrings hervorgerufen wird. Eine
Aortenklappenstenose kann das Leben der Betroffenen enorm beeinträchtigen und
mit lebensbedrohlichen Komplikationen einhergehen. Obwohl die Ursachen der
Herzklappenerkrankungen bekannt waren, konnten damals Ärzte ihren Patienten
nicht helfen. Alle Versuche, die geschädigten Herzklappen zu reparieren, hatten sich
als untauglich erwiesen.
September 2015
Ein Ingenieur, ein Arzt und eine geniale Idee
Lowell Edwards kannte die Krankheit und die Risiken. Er selbst war als Kind an
rheumatischem Fieber erkrankt und hatte die Krankheit nur mit Glück ohne bleibende
Schäden überstanden. In den folgenden Jahrzehnten machte sich Edwards als
Ingenieur einen Namen. Er hielt 63 Patente, mehr als 80 Prozent der amerikanischen
Flugzeuge im Zweiten Weltkrieg waren mit von ihm entwickelten Treibstoffpumpen
ausgestattet. Mit 65 Jahren, wenn die meisten Menschen in den Ruhestand gehen,
nahm sich Edwards sein größtes Projekt vor: das künstliche Herz. Sein Partner
Albert Starr erinnert sich an das erste Treffen:
„Er stieg aus seinem Cadillac, betrat mein Büro und erzählte mir von seinem
Plan, ein künstliches Herz zu bauen. Er kannte sich sehr gut mit Hydraulik aus
und war der Meinung, es müsse doch ganz einfach sein, eine passende
Pumpe für einen Menschen zu bauen. Ich hatte damals schon einige Herzen
operiert und war mir ziemlich sicher, dass er mit seiner Idee 30 Jahre zu früh
war. Also sagte ich: Herr Edwards, wir werden irgendwann ein Herz bauen.
Aber wir sollten es Schritt für Schritt, eine Klappe nach der anderen
entwickeln.“
Die Zusammenarbeit zwischen dem jungen, hochbegabten Herzchirurgen Albert
Starr und dem erfahrenen Ingenieur Lowell Edwards entpuppte sich als Glücksfall.
Denn im Gegensatz zu anderen Forscherteams, die zur selben Zeit an künstlichen
Herzklappen arbeiteten, versuchten Edwards und Starr nicht, die natürliche Form der
Herzklappe zu kopieren. Sie suchten nach einer technischen Lösung, die funktioniert.
Edwards Erfahrung mit hydraulischen Pumpen brachte das Team schnell auf den
richtigen Weg: ein Kugelventil, bei dem sich ein Kunststoffball in einem Käfig mit dem
Blutstrom bewegt und so die Öffnung im Herzen verschließt und freigibt.
„Die Lösung des Problems lag darin, nicht die Natur zu imitieren. Ein Flugzeug
fliegt ja auch nicht wie ein Vogel. Den Vogelflug zu imitieren hat nie
funktioniert. Erst, als die Menschen eine eigene Lösung gefunden haben, hat
es geklappt. Genau so war es mit der Herzklappe,“
September 2015
kommentiert Albert Starr das erfolgreiche Design. Die bewegliche Kugel löste das
größte Problem der Forscher: Jeder Klappmechanismus braucht ein bewegliches
Scharnier, das die Klappe mit dem Ring verbindet, an dem das Implantat ins Herz
genäht wird. Bei allen Versuchen mit künstlichen Herzklappen hatten sich an diesem
Scharnier Blutgerinnsel gebildet, die nach wenigen Tagen über die ganze Klappe
gewachsen waren. Lösten sich diese Gerinnsel, kam es unweigerlich zu einer
Thrombose. Die Versuchstiere starben an schweren Schlaganfällen. Das Kugelventil
war eine einfache und elegante Lösung. Weil die Kugel ständig in Bewegung war,
konnten sich keine Blutgerinnsel bilden. Edwards und Starr hatten sozusagen eine
selbstreinigende Herzklappe erfunden.
Ein neuer Weg mit Hindernissen
Wie wenig verbreitet dieser neue Ingenieursblick auf die Medizin in den 50er Jahren
war, macht eine Anekdote deutlich, an die Albert Starr sich erinnert:
„Um ein funktionierendes Ventil zu bauen, musste Edwards wissen, wie die
Flüssigkeit sich verhält, die durch das Ventil fließen wird. Er musste die
Viskosität des menschlichen Blutes kennen. Also versprach ich ihm, den
korrekten Wert nachzuschlagen. Nachdem ich eine Nacht lang die gesamte
Fachliteratur gewälzt hatte, stellte sich heraus: Wir wussten es einfach nicht.
Jeder weiß, dass Blut dicker ist als Wasser. Aber kein Arzt und kein Forscher
hatte jemals die tatsächliche Viskosität von Blut gemessen. Also
schickte mich Edwards am kommenden Tag zum Roten Kreuz, um eine
Blutkonserve zu besorgen. Die haben mich gefragt, für welchen Patienten ich
das Blut brauche. Ich habe geantwortet: „Ich brauche es nicht für einen
Patienten. Ich brauche es für einen Ingenieur.“ Die haben mich erst für
verrückt gehalten. Am Ende haben wir die Blutkonserve bekommen. Edwards
hat nachgemessen und ein Ventil entworfen, das funktioniert. Es gibt
Menschen, die immer noch mit einer Herzklappe leben, die ich ihnen 1965
eingesetzt habe.“
September 2015
Um seine Versuche durchzuführen und neue Prototypen zu entwickeln, hatte Lowell
Edwards sich ein Labor neben sein Wohnhaus gebaut. Hier entstanden oft über
Nacht die Ventile, die Albert Starr schon am nächsten Tag Versuchstieren
implantieren konnte. Nach einigen Anpassungen des ursprünglichen Designs
überlebten schon bald über 80 Prozent der Tiere die Operation. Im August 1960
wagte Starr erstmals den Eingriff bei einem Menschen. Einer 33-jährigen Frau, deren
irreparabler Herzklappenfehler in kurzer Zeit zum Tode geführt hätte, wurde das
Starr-Edwards-Ventil eingesetzt. Der Erfolg war nur von kurzer Dauer: 10 Stunden
nach der Operation starb die Patientin an einer Luftembolie. Starr zog die richtigen
Schlüsse. Er änderte nicht das Design des Ventils, sondern die Operationsmethode.
Einen Monat später, am 21. September 1960, erhielt der Farmer Philip Amundson als
zweiter Mensch der Welt einen Herzklappenersatz aus Teflon und Silikon. Amundson,
dessen Herzklappe vollständig zerstört war, überlebte mit dem Implantat zehn Jahre
bei guter Gesundheit. Er starb 1970, nachdem er beim Anstreichen seines Hauses
von der Leiter gefallen war.
In nur zwei Jahren vom Experiment zum Durchbruch
Nur zwei Jahre nach Lowell Edwards erstem Besuch in Albert Starrs Büro hatte das
ungleiche Gespann aus einem jungen Herzchirurgen und einem Ingenieur im
Ruhestand das Problem der künstlichen Herzklappe gelöst. In den kommenden
Jahrzehnten wurden weltweit über 250.000 Starr-Edwards-Ventile implantiert – mit
minimalen Veränderungen zum ursprünglichen Design.
Lowell Edwards starb 1982 im Alter von 84 Jahren. Albert Starr lebt bis heute in
Portland und ist als medizinischer Berater tätig. Gelegentlich trifft er sich mit
Patienten, die er in den vergangenen Jahrzehnten operiert hat. Einige von ihnen
tragen inzwischen seit 50 Jahren ein Starr-Edwards-Ventil in ihrem Herzen, ohne
dass jemals Probleme aufgetreten wären. Das Prinzip, Ingenieure und Mediziner
gemeinsam forschen zu lassen, lebt in dem von Lowell Edwards gegründeten
Unternehmen (heute Edwards Lifesciences) fort. Edwards Erbe, die Suche nach
neuen und überlegenen technischen Lösungen, sorgt heute auch dafür, dass nicht
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mehr jede Herzklappenoperation am offenen Brustkorb durchgeführt werden muss.
Inzwischen ist es möglich, eine künstliche Herzklappe wie einen Regenschirm
zusammenzufalten, durch eine Arterie in das schlagende Herz zu schieben und an
der richtigen Stelle auszuklappen. Von diesen Möglichkeiten hätten Starr und
Edwards vermutlich nicht zu träumen gewagt, als sie aus etwas Plastik und Metall die
erste funktionierende Herzklappe bauten.
Mr. Edwards & Dr. Starr
First Successful Mitral Valve
Dr. Edwards Starr
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Edwards Lifesciences ist seit über 55 Jahren der Pionier in der Behandlung von
Herzklappenerkrankungen und weltweit der führende Anbieter von Herzklappenprothesen.
Angetrieben von der Leidenschaft, Patienten helfen zu wollen, arbeitet das Unternehmen
eng mit Ärzten zusammen, um innovative Technologien zur Behandlung von Herz- und
Gefäßerkrankungen zu entwickeln, mit denen Leben gerettet und die Lebensqualität
verbessert werden kann. Weitere Informationen über Edwards Lifesciences finden Sie unter
www.edwards.com.
Für weitere Informationen und die Vermittlung eines Interviews mit Dr. Starr wenden
Sie sich bitte an:
Lennart Funck
Scholz & Friends Agenda
Tel.: 030/700 186 371
E-Mail: [email protected]
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