Methodik zur Lebensdaueruntersuchung der Membran eines pulsatilen künstlichen Herzens

Eine wichtige Therapiemöglichkeit für Patienten mit terminaler Herzinsuffizienz ist die Implantation eines künstlichen Herzens. Bei einem solchen Produkt müssen höchste Maßstäbe an die Lebensdauer gesetzt werden. Mittels beschleunigter Lebensdauerversuche einzelner kritischer Komponenten wird zum einen die Zuverlässigkeit des gesamten Systems erhöht und zum anderen der Designprozess des Produkts beschleunigt. Anhand der Membran des Kunstherzens wird in dieser Arbeit eine Vorgehensweise für die beschleunigte Lebensdauertestung eines viskoelastischen Bauteils vorgestellt.
Um die Anforderungen für den Lebensdauerprüfstand zu erstellen, wurde zunächst die klinische und technische Umgebung, in der das Kunstherz ReinHeart eingesetzt wird, analysiert. Daraufhin wurde die Beanspruchung der kritischen Komponente Membran innerhalb des Systems betrachtet. Hierfür wurden die Belastung und das Verhalten der Membran im Ventrikel untersucht. Anschließend wurden die Eigenschaften und somit das viskoelastische Verhalten des Membranmaterials analysiert. Die sich daraus ergebende spezifische Anforderungsliste diente als Grundlage zur Konstruktion des Prüfstands. Die Funktionsfähigkeit des Lebensdauerprüfstands zur beschleunigten Testung der Membran wurde verifiziert und die Übertragbarkeit auf den realen Lastfall validiert. Die erarbeitete Methodik zur Schadensanalyse erlaubt es, die Plausibilität der Schäden zu überprüfen. Die Schäden an den Membranen traten in Bereichen auf, die in der Systemanalyse als kritisch identifiziert wurden. Abschließend wurde ein Leitfaden für die Planung und Durchführung der beschleunigten Lebensdauerprüfung eines Bauteils eines künstlichen Herzens erstellt.