Künstliche Organe auf Biomaterialbasis sind synthetisch hergestellte Ersatzmaterialien, die zur Wiederherstellung, Erhaltung oder Verbesserung der Funktionen eines Organs dienen, welches aufgrund von Krankheit, Trauma oder angeborener Fehlbildungen nicht mehr richtig funktioniert. Diese Biomaterialien werden entweder aus natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Substanzen gefertigt und sind so konzipiert, dass sie sich in die menschliche Gewebestruktur integrieren und mit dem Körper interagieren können.

Die Biomaterialien für künstliche Organe werden sorgfältig ausgewählt, um eine möglichst hohe Biokompatibilität zu gewährleisten, d. h., sie sollten vom Körper nicht abgestoßen werden und möglichst wenig Nebenwirkungen hervorrufen. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die künstlichen Organe eine ähnliche oder sogar bessere Leistungsfähigkeit aufweisen als das natürliche Organ, um ein optimales Behandlungsergebnis zu erzielen.

Beispiele für künstliche Organe auf Biomaterialbasis sind Herzklappen, Gefäßprothesen, künstliche Gelenke und Hüftknochen, Linsenimplantate sowie auch bioartifizielle Herzen und Lebern, die sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase befinden.

Eine künstliche Leber ist ein technisches Gerät, das die Extrakorporeale Albrecht-Kpeci-Methode (EAKM) oder die Leberersatztherapie (LRT) nutzt, um die Funktionen der Leber vorübergehend zu übernehmen und das Überleben von Patienten mit akutem oder chronischem Leberversagen bis zur Transplantation zu unterstützen. Es gibt verschiedene Arten von künstlichen Lebern, wie z.B. die bioartifizielle Leber, die extrakorporale Leberunterstützungssysteme und die Leberdialyse. Diese Geräte entfernen giftige Substanzen, wie Ammoniak und Bilirubin, aus dem Blutkreislauf des Patienten und regulieren den Wasser- und Elektrolythaushalt. Die künstliche Leber ist jedoch keine dauerhafte Lösung und kann die Funktionen der Leber nicht vollständig ersetzen. Sie wird hauptsächlich als Brücke zur Transplantation eingesetzt, um die Zeit bis zur Transplantation zu überbrücken und das Risiko von Komplikationen zu minimieren.

Künstliche Organe sind technische Geräte, die speziell entwickelt wurden, um die Funktion eines natürlichen menschlichen Organs zu ersetzen oder zu unterstützen. Im Gegensatz zu biologischen Ersatzteilen wie Spenderorganen oder Stammzelltransplantationen sind künstliche Organe aus synthetischen Materialien hergestellt.

Ein Beispiel für ein künstliches Organ ist die künstliche Herzklappe, die bei Herzklappenfehlern eingesetzt wird. Andere Beispiele sind künstliche Lungen, die Patienten mit Lungenerkrankungen unterstützen, oder künstliche Nieren, die bei Nierenversagen die Funktion der Niere übernehmen.

Künstliche Organe können entweder extern oder implantiert sein. Externe Geräte wie künstliche Lungen oder Herz-Lungen-Maschinen werden außerhalb des Körpers betrieben, während implantierte Geräte chirurgisch in den Körper eingesetzt werden.

Die Entwicklung von künstlichen Organen ist ein aktives Forschungsgebiet mit dem Ziel, die Lebensqualität und Überlebenschancen von Patienten mit Organschäden oder -versagen zu verbessern.

Es tut mir leid, es gibt keine allgemein anerkannte Definition für "künstliche Nieren" in der Medizin. Der Begriff bezieht sich jedoch normalerweise auf ein Gerät, das die Funktion der Nieren imitiert und hilft, den Körper von Abfallstoffen zu reinigen, wenn die natürlichen Nieren nicht mehr richtig funktionieren. Diese Geräte werden in der Regel bei der Behandlung einer akuten oder chronischen Nierenversagen eingesetzt. Die künstliche Niere filtert das Blut durch ein System von Filtern und Membranen, um Abfallstoffe und überschüssiges Flüssigkeit zu entfernen, ähnlich wie die natürlichen Nieren. Diese Art der Behandlung wird auch als Hämodialyse bezeichnet.

Akutes Leberversagen ist ein lebensbedrohlicher Zustand, der durch eine plötzliche und schwere Schädigung der Leber gekennzeichnet ist, die zu einer Beeinträchtigung ihrer Funktionen führt. Es tritt normalerweise innerhalb von wenigen Tagen oder Wochen auf und kann durch verschiedene Ursachen wie Virushepatitis, Medikamenten- oder Drogenüberdosierung, Stoffwechselstörungen oder Autoimmunerkrankungen hervorgerufen werden.

Im Falle eines akuten Leberversagens können sich mehrere Komplikationen entwickeln, wie z.B. Hirnödem (Hepatische Enzephalopathie), Blutungsneigung (durch Gerinnungsstörungen) und Infektionen. Symptome eines akuten Leberversagens können Übelkeit, Erbrechen, Appetitlosigkeit, Müdigkeit, Verwirrtheit, Schläfrigkeit und Gelbfärbung der Haut und Augen (Ikterus) umfassen.

Ein akutes Leberversagen ist ein medizinischer Notfall, der eine sofortige Behandlung erfordert, einschließlich intensivmedizinischer Überwachung, Unterstützung von Organfunktionen und möglicherweise Lebertransplantation.

Ein Bioreaktor ist ein Gerät oder System, in dem biologische Reaktionen gezielt kontrolliert und optimiert werden können, um das Wachstum von lebenden Zellen, Geweben oder Mikroorganismen zu fördern. In der Medizin und Biotechnologie werden Bioreaktoren häufig eingesetzt, um verschiedene Arten von Zellkulturen zu züchten, einschließlich menschlicher Stammzellen, Bakterien und Hefen.

Bioreaktoren können unterschiedliche Größen und Komplexitätsgrade aufweisen, von kleinen Laborgeräten bis hin zu großen industriellen Anlagen. Sie sind so konzipiert, dass sie eine kontrollierte Umgebung bieten, die den Bedürfnissen der Zellen oder Mikroorganismen entspricht, einschließlich Temperatur, pH-Wert, Sauerstoffgehalt und Nährstoffversorgung.

Bioreaktoren werden in vielen Bereichen der Medizin eingesetzt, wie zum Beispiel bei der Herstellung von rekombinanten Proteinen, monoklonalen Antikörpern, Impfstoffen, Zelltherapien und Gewebekulturen. Darüber hinaus werden sie auch in der Umwelttechnik zur Reinigung von kontaminierten Böden oder Wasser eingesetzt.

Insgesamt sind Bioreaktoren ein wichtiges Instrument in der Medizin und Biotechnologie, um gezielt biologische Prozesse zu steuern und zu optimieren, um eine Vielzahl von Produkten und Anwendungen herzustellen.

Leberversagen ist ein Zustand, bei dem die Leberfunktionen aufgrund einer akuten oder chronischen Schädigung der Leber so stark beeinträchtigt sind, dass sie den Körper nicht mehr ausreichend reinigen, entgiften und entsprechende Stoffwechselvorgänge aufrechterhalten kann. Es ist gekennzeichnet durch eine Anhäufung von toxischen Substanzen im Blut, Störungen der Gerinnungsfaktoren, Elektrolyt- und Flüssigkeitsbilanz sowie möglicherweise Bewusstseinsstörungen oder Koma. Leberversagen kann ein lebensbedrohlicher Zustand sein und erfordert in der Regel eine sofortige intensivmedizinische Behandlung.

Hepatozyten sind die größte Zellpopulation in der Leber und machen etwa 80% der Leberzellen aus. Sie sind für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich, wie zum Beispiel:

1. Proteinsynthese: Hepatozyten produzieren viele wichtige Proteine, einschließlich Albumin, Gerinnungsfaktoren und Transportproteine.
2. Glycogen-Speicherung und -Abbau: Hepatozyten speichern Glykogen als Energiereserve und können es bei Bedarf in Glukose umwandeln.
3. Bilirubin-Stoffwechsel: Hepatozyten konjugieren Bilirubin, ein Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, bevor es ausgeschieden wird.
4. Cholesterin- und Lipidstoffwechsel: Hepatozyten spielen eine wichtige Rolle bei der Synthese, Aufnahme und dem Transport von Cholesterin und Lipiden.
5. Detoxifizierung: Hepatozyten sind in der Lage, verschiedene toxische Substanzen zu entgiften und auszuscheiden.
6. Abbau von Medikamenten und anderen Xenobiotika: Hepatozyten sind für den Großteil des Abbaus und der Entgiftung von Medikamenten und anderen Fremdstoffen verantwortlich.

Schäden an Hepatozyten können zu Lebererkrankungen führen, wie zum Beispiel Leberzirrhose oder Leberversagen.

Der Begriff "Extrakorporaler Kreislauf" (EKV) stammt aus der Medizin und bezeichnet ein künstliches Blutkreislaufsystem, bei dem das Blut des Patienten außerhalb seines Körpers zirkuliert. Dieses Verfahren wird in der Regel dann eingesetzt, wenn die Funktion des Herzens oder der Lungen so stark beeinträchtigt ist, dass sie nicht mehr in der Lage sind, den Körper ausreichend mit Sauerstoff zu versorgen oder Stoffwechselendprodukte ausreichend abzutransportieren.

Beim EKV wird das Blut des Patienten über einen Schlauchkreislauf aus dem Körper herausgeleitet, durch eine Herz-Lungen-Maschine geleitet und anschließend wieder zurück in den Körper geführt. In der Maschine wird das Blut gekühlt, oxygeniert und von Stoffwechselprodukten befreit, bevor es rein rekreiert und erwärmt wird, bevor es wieder in den Kreislauf des Patienten gelangt.

EKV-Verfahren werden vor allem bei Operationen am offenen Herzen eingesetzt, um das Herz während der Operation stillzulegen und so eine optimale Sicht auf das Operationsfeld zu ermöglichen. Auch bei anderen medizinischen Notfallsituationen, wie beispielsweise einem Herz-Kreislauf-Stillstand, kann ein EKV zum Einsatz kommen, um das Überleben des Patienten zu sichern, bis die zugrundeliegende Erkrankung behandelt werden kann.

Eine künstliche Bauchspeicheldrüse ist ein medizinisches Gerät oder Technologie, das die Funktion der Bauchspeicheldrüse nachahmt, indem es Insulin abgibt und/oder Verdauungsenzyme in den Körper freisetzt. Es wird häufig als Behandlungsoption für Menschen mit Typ-1-Diabetes und einigen Arten von Bauchspeicheldrüsenerkrankungen in Erwägung gezogen, bei denen die Bauchspeicheldrüse nicht in der Lage ist, ausreichende Mengen an Insulin oder Verdauungsenzymen zu produzieren.

Es gibt zwei Hauptarten von künstlichen Bauchspeicheldrüsen: geschlossene Systeme und offene Systeme. Geschlossene Systeme sind implantierbare Geräte, die den Blutzuckerspiegel automatisch überwachen und Insulin abgeben, während offene Systeme den Benutzer manuell über den Blutzuckerspiegel informieren und ihn auffordern, Insulin zu verabreichen.

Es gibt auch Forschungen im Gange zur Entwicklung von biohybriden künstlichen Bauchspeicheldrüsen, die lebende Zellen verwenden, um Insulin abzusondern. Diese Geräte sind jedoch noch in der experimentellen Phase und werden nicht routinemäßig für den klinischen Einsatz eingesetzt.

Albumine sind ein wichtiger Bestandteil unseres Blutplasmas und gehören zu den Plasmaproteinen. Es handelt sich um ein einzelnes Proteinmolekül, das in der Leber produziert wird. Albumine haben verschiedene Funktionen im Körper:

1. Sie tragen dazu bei, den onkotischen Druck aufrechtzuerhalten, was wichtig ist, um Flüssigkeit im Blutkreislauf zu halten und Ödeme zu vermeiden.
2. Albumine sind Transporter für verschiedene Substanzen wie Hormone, Fettsäuren, Medikamente und Metaboliten durch den Blutkreislauf.
3. Sie helfen bei der Aufrechterhaltung des pH-Werts im Blut, indem sie überschüssige Säure oder Basen binden.
4. Albumine spielen eine Rolle bei der Immunabwehr, indem sie Bakterien und andere Krankheitserreger an sich binden und so deren Ausbreitung verhindern.

Ein niedriger Albuminspiegel im Blut kann ein Hinweis auf eine Lebererkrankung, Nierenerkrankungen, Entzündungen oder Mangelernährung sein. Ein hoher Albuminspiegel ist hingegen selten und kann auf eine Dehydration hindeuten.

Medizinisches Gerätedesign bezieht sich auf den Prozess der Entwicklung und Herstellung von Medizingeräten, die die Diagnose, Überwachung und Behandlung von Krankheiten oder Verletzungen ermöglichen. Es umfasst die Gestaltung und Konstruktion der Gerätekomponenten, einschließlich Hardware, Software und Benutzerschnittstelle, um sicherzustellen, dass das Gerät effektiv, sicher und benutzerfreundlich ist.

Das Design von Medizingeräten erfordert ein gründliches Verständnis der medizinischen Anforderungen und Ziele, einschließlich der Funktionsweise des menschlichen Körpers und der Krankheiten, die behandelt werden sollen. Es ist auch wichtig, die regulatorischen Anforderungen zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass das Gerät den geltenden Standards entspricht und eine Zulassung erhält.

Das Designprozess umfasst in der Regel mehrere Phasen, einschließlich der Anforderungsdefinition, Konzeptentwicklung, Prototyping, Testen und Validierung. Es erfordert enge Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Ärzten, Designern und anderen Fachleuten, um sicherzustellen, dass das Gerät den Bedürfnissen der Benutzer entspricht und einen Mehrwert für die medizinische Versorgung bietet.

Gemäß medizinischer Terminologie ist Ammoniak (NH3) ein starkes, farbloses, korrosives Gas mit einem stechenden Geruch. Es ist eine chemische Verbindung, die aus Stickstoff und Wasserstoff besteht. In der Medizin kann Ammoniak im Zusammenhang mit Stoffwechselstörungen auftreten, insbesondere bei Erkrankungen der Leber, wo es sich aufgrund des Abbaus von Proteinen ansammeln kann. Hohe Konzentrationen von Ammoniak im Blut (Hyperammonämie) können zu einer Reihe von neurologischen Symptomen führen, wie z.B. Verwirrtheit, Erbrechen, Krampfanfälle und Koma.