Sydney – Forschende der University of Sydney und des Heart Research Institute haben eine patientenspezifische „Arterie-auf-dem-Chip“-Plattform entwickelt, die die individuellen Gefäßstrukturen und Strömungsverhältnisse der Halsschlagader nachbildet. Das als „physical twin“ bezeichnete System soll die Vorhersage des Risikos für ischämische Schlaganfälle verbessern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Cell Biomaterials veröffentlicht (DOI: 10.1016/j.celbio.2026.100541).
Ischämische Schlaganfälle entstehen, wenn ein Blutgefäß im Gehirn durch ein Gerinnsel oder eine Plaque verstopft wird. Die Embolisation – das Ablösen und Wandern eines Thrombus – hängt von individuellen Faktoren ab und ist bislang schwer vorherzusagen. Auch Patienten, die als risikoarm eingestuft werden, können schwere oder tödliche Ereignisse erleiden.
Das Team rekonstruierte die Halsschlagadern von sechs Patienten mit unterschiedlich starker Erkrankung. Mithilfe computergestützter Strömungssimulationen berechneten die Forschenden die lokalen Blutflussverhältnisse. Trotz vergleichbarer Verengungsgrade zeigten sich deutliche Unterschiede in den Strömungsmustern. Nach einer gezielten Verletzung der darunterliegenden Kollagenschicht mit einem Laser beobachteten sie stark variierende Gerinnungsverhalten, die von der dreidimensionalen Form der Arterie abhingen.
Nach Einschätzung der Autoren spielen die räumliche Gefäßgeometrie und lokale Strömungsstörungen eine größere Rolle als der reine Verengungsgrad. Die Plattform nutzt Zellen, die die Dynamik des Blutflusses realistischer nachbilden.
Die Forschenden hoffen, mit dem System künftig Medikamente zur Schlaganfallprävention testen und personalisierte Behandlungen auf Basis der individuellen Anatomie entwickeln zu können. Derzeit werden Schlaganfallpatienten für eine klinische Studie rekrutiert. Das Verfahren könnte auch für andere kardiovaskuläre Erkrankungen wie periphere arterielle Verschlusskrankheit, tiefe Venenthrombosen oder Aneurysmen eingesetzt werden.
