Schrittmacher für den Darm

 
 

Was heute noch nach Science Fiction klingt, könnte bald Realität werden und vielleicht vielen Reizdarmpatienten helfen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt wollen Ärzte der Universitätsmedizin Mainz gemeinsam mit Wissenschaftlern des Fraunhofer Institutes für Biomedizinische Technik ein implantierbares Assistenzsystem für den Darm entwickeln. Dabei sollen aktiv vernetzter Mikroimplantate die Beweglichkeit des Darms im richtigen Takt halten. Das Ergebnis könnte demnach ein Pendant zum Herzschrittmacher für den Darm sein. Vor allem für Menschen mit Motilitätsstörungen des Darmes könnte der therapeutische Nutzen einer solchen Erfindung enorm sein. Viele Reizdarmpatienten gehören zu dieser Gruppe dazu.

Foto: Markus Schmidt / Quelle: Universitätsmedizin Mainz. Dr. Rizky Widyaningsih aus dem Mainzer Forscherteam zeigt, wie sich Mikroimplantate zur Regelung der Darmbeweglichkeit per Tablet steuern lassen.
Foto: Markus Schmidt / Quelle: Universitätsmedizin Mainz. Dr. Rizky Widyaningsih aus dem Mainzer Forscherteam zeigt, wie sich Mikroimplantate zur Regelung der Darmbeweglichkeit per Tablet steuern lassen.
 
 
 

 
 

Darmmotilität – was ist das?

Mit dem Wort ‚Motilität‘ bezeichnet die Medizin die unwillkürlichen Bewegungsvorgängen, die im Körper jedes Menschen stattfinden. Dazu zählen zum Beispiel die Bewegungen des Darms, die auch als Peristaltik bekannt sind. Die Motilität unserer Darmmuskulatur ist für die Durchmischung und den Transport der Nahrung durch den Darm verantwortlich. Damit die Mobilität problemlos funktioniert, ist ein komplexes Zusammenspiel zwischen dem Nervensystem des Darms, dem Gehirn und den Darmmuskeln nötig. Die Motilität umschreibt die wellenförmige Bewegung, mit der sich bestimmte Darmabschnitte zusammenziehen und entspannen, was den Nahrungsbrei immer weiter bewegt - ein Vorgang, der mit dem Ausdrücken einer Zahnpasta-Tube Ähnlichkeit hat. Arbeitet die Muskulatur des Magen-Darm-Traktes nicht mehr normal, spricht man von Motilitätsstörungen, die es – von leicht bis sehr schwer – in den verschiedensten Ausprägungen gibt. Wie Untersuchungen gezeig haben, leidet ein großer Teil der Reizdarmpatienten an meist leichteren, chronischen Bewegungsstörungen des Darmes, die für Leitsymptome des Reizdarmsyndroms wie Verstopfung und Durchfall mitverantwortlich sind.

 
 

Reizdarm und Motilität

Oft besteht eine gesteigerte nicht-propulsive Peristaltik und generelle Übererregbarkeit des Darmes im Sinne einer abnormal verstärkten Motilität auf Stimuli wie Nahrungsmittel, Streß und Medikamente. Insgesamt ist aber nur das Vorliegen von Motilitätsstörungen, weniger deren Art für das Reizdarmsyndrom charakteristisch. Beim Durchfall-Typ z.B. ist die Transportzeit des Nahrungsbreis durch den Darm verkürzt, während sie beim Verstopfungstyp verlängert ist. Ursache ist in beiden Fällen eine Störung der Motilität, die entweder erhöht (Durchfall) oder erniedrigt (Verstopfung) ist. Wie Untersuchungen zeigen, führen Motilitätsstörungen bei Reizdarmpatienten sehr oft zu Schmerzen und verstärkten Darmkontraktionen. Inwieweit Motilitätsstörungen eine Ursache oder eine Folge des Reizdarmsyndroms sind, ist allerdings noch unklar.

So könnte ein Implantat die Verdauung regeln

Geht es nach den Wissenschaftlern aus Mainz, könnten künftig aktiv vernetzte Mikroimplantate die Beweglichkeit des Darms im richtigen Takt halten – als „Schrittmacher“ sozusagen. „Unser Ziel ist es, Implantate zu entwickeln, die abwechselnd die anregenden, verzögernden und koordinierenden Funktionen des Verdauungssystems übernehmen“, erklärt der Leiter des Projektes Prof. Dr. Werner Kneist. Konkret sollen bis zu zwölf Mikroimplantate an verschiedenen Stellen im Verdauungstrakt die Beweglichkeit von Speiseröhre, Magen und Darm gewährleisten und durch elektrische Stimulation die Bewegungen der entsprechenden Verdauungsorgane herbeiführen. Darüber hinaus sollen sie miteinander vernetzt sein, miteinander kommunizieren können und von außen steuerbar sein, verbunden mit einer interaktiven Ankopplung an externe Datenbanken und Netze.

 

Kaum Nebenwirkungen - großer Nutzen

Der therapeutische Nutzen einer solchen Erfindung wäre nach Ansicht der Forscher groß. Verschiedene Funktionsstörungen des Verdauungstraktes könnten damit erfolgversprechend behandelt werden.
Mit dem Assistenzsystem ließen sich – so hoffen die Ärzte – eine Reihe von Störungen beheben und darüber hinaus z.B. auch Gewebeschädigungen im Verdauungstrakt überbrücken. Das könnte nicht nur Menschen mit Reizdarmsyndrom helfen, sondern auch Betroffenen mit schweren Motilitätsstörungen der Speiseröhre, des Magens und des Verdauungsapparates insgesamt. Nach der schonenden, minimalinvasiven Verlegung sollen die Implantate als intelligente Impulsgeber fungieren und damit zeitweise oder dauerhaft die Beweglichkeit des längsten menschlichen Organs gewährleisten. „Digitale Technologien zur Behandlung von Verdauungsstörungen einzusetzen, ist ausgesprochen vielversprechend. Denn diese als Electroceuticals bezeichneten interaktiven Mikroimplantate entfalten ihre Wirkung im Gegensatz zu Medikamenten ausschließlich auf lokaler Ebene und gelten als nebenwirkungsarm“, betont Prof. Kneist . Das Assistenzsystem soll so funktionieren, dass es sich nicht nur vom betreuenden medizinischen Fachpersonal, sondern auch vom Patienten steuern lässt.

Start der Studie in Kürze

„Dieses Projekt steht für eine völlig neue Form der Interaktion von Mensch und Technik“, betont Prof. Hauke Lang, Direktor der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie (AVTC) der Universitätsmedizin Mainz, Univ.-Prof. Dr. Hauke Lang. Erste Versuchsreihen für die Mikroimplantaten starten im ersten Quartal 2017. Gefördert wird das Exzellenzprojekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt rund 9,5 Millionen Euro. Wahrlich gut investiertes Geld!

Dr. Friedhelm Mühleib

 
 

 
 

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