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Atem aus Flüssigkeit

Dieses Lungenmodell wird im Projekt für die Simulation einer flüssig-Beatmung eingestezt. Foto: TU Bergakademie Freiberg/Dr. Katrin Bauer.

Dieses Lungenmodell wird im Projekt für die Simulation einer flüssig-Beatmung eingestezt. Foto: TU Bergakademie Freiberg/Dr. Katrin Bauer.

Sächsische Forscher wollen mit Sci-Fi-Beatmern Lungenkranken und Frühchen helfen

Freiberg/Dresden, 13. Januar 2014: Können Sie sich noch an den US-Film „Abyss“ erinnern, in dem Ed Harris als Unterwasserforscher einen Tauchanzug mit Flüssigkeit-Atmung benutzt, um seine Kollegin durch die Tiefsee zu schleppen? Was in den 1980ern noch Science-Fiction war, rückt langsam in greifbare Nähe: Forscher der TU Dresden und der Bergakademie Freiberg arbeiten an eben solchen Flüssigkeits-Beatmern, um zum Beispiel Patienten mit kollabierten Lungenflügeln und frühgeborenen Babys im Notfall retten zu können.

Schonendere Sauerstoff-Zufuhr als mit Druckluft

Katrin Bauer. Foto: TU Bergakadmie Freiberg

Katrin Bauer. Foto: TU Bergakadmie Freiberg

„Patienten mit Erkrankungen der Lunge können von der Flüssigkeitsbeatmung profitieren“, schätzte Dr. Katrin Bauer vom Institut für Mechanik und Fluiddynamik ein. „Denn sie arbeitet mit weitaus geringeren Drücken als es bei der Überdruckbeatmung der Fall ist, die heute bei Atemnot meist angewandt wird.“ Der Vorteil dabei sei, dass diese Flüssigbeatmung schonender als Luftbeatmung sei, da sie alle Lungenbläschen gleichmäßig aufbläht und mit Sauerstoff versorgt.

Kanadier experimentieren bereits am Menschen

Das Vorbild war wieder einmal die Natur, denn auch ungeborene Kinder im Mutterleib haben bis zur Geburt Flüssigkeit in der Lunge. Eingesetzt werden darauf aufsetzende Verfahren gelegentlich in Kanada für medizinische Zwecke am Menschen – allerdings noch in einem sehr frühen, experimentellen Stadium, wie Bauer betont. In Sachsen forscht auch Professor Mario Rüdiger, der Neonatologie-Leiter am Universitätsklinikum Dresden, seit einigen Jahren an Methoden, die Flüssigbeatmung für Frühchen einzusetzen.

Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit transportiert puren Sauerstoff in die Lungenbläschen

Die Forscher in Freiberg und Dresden setzen dabei auf eine flüssige Kohlenwasserstoff-Verbindung: Perfluorcarbon (PFC) gilt als gesundheitlich unbedenklich und kann fast 20 Mal soviel Sauerstoff lösen wie Wasser. Etwa 50 Milliliter Sauerstoff pro 100 Milliliter sind es beim PFC, in Wasser dagegen nur zirka drei Milliliter.

„Tracer“ machen O2-Transport in Kunstlunge sichtbar

Für ihre Experimente pumpen die Forscher um Dr. Bauer die Spezialflüssigkeit in künstliche Silkon-Lungen. Durch die eigene Schwerkraft verteilt sich das PFC dann viel gleichmäßiger als Luft in der Lunge. Weil die Flüssigkeit mit sauerstoffempfindlichen Markierpartikeln durchsetzt sind, kann das Team dann bildgebende Verfahren einsetzen, um die Verteilung des Sauerstoffs im Lungenmodell studieren. Diese Transport-Untersuchungen sollen helfen, experimentelle Flüssigbeatmer zu verbessern, um sie dann an Tieren und schließlich am Menschen ausprobieren zu können.

Erste Euphorie ist indes erlahmt

Allerdings bremst Prof. Mario Rüdiger allzu großen Erwartungen: „Das ist eine sehr faszinierende Methode, die Menschen bei schwerem Lungenversagen vielleicht helfen könnte. Aber die Euphorie, die noch um die Jahrtausendwende um diesen Ansatz herrschte, ist deutlich abgekühlt.“ Nachdem nämlich klinische Studien nicht zu erhofften Erfolgen führten, erlahmte das Interesse der Medizintechnik-Industrie an der Weiterentwicklung der Flüssigbeatmer. „Ohne industrielle Unterstützung kommen wir aber nicht weiter“, schätzte Mario Rüdiger ein. So wurde auch das Freiberger Forschungsprojekt letztlich durch die „Deutsche Forschungsgemeinschaft“ mit 200.000 Euro finanziert und nicht durch Unternehmen.

Prof. Mario Rüdiger. Foto: privat

Prof. Mario Rüdiger. Foto: privat

Dresdner Experte rechnet mit Renaissance durch Stammzell-Therapien

Dennoch erwartet der Dresdner Experte eine Renaissance dieser Beatmungstechnik: „Sie könnte dabei helfen, neue Medikamente oder Stammzellen in Lungen zu transportieren“; meint er. „Dafür ist aber noch viel Grundlagenarbeit zu leisten.“ Autor: Heiko Weckbrodt

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