MoBox - Sauerstoffversorgung für tragbare künstliche Lungen

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Felix Hesselmann

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Hintergrund

Der routinierte Einsatz von künstlichen Lungen, sogenannten Membranoxygenatoren, hat sich neben der Herzchirurgie auch bei chronischen Lungenerkrankungen etabliert. Infolge verbesserter Blutverträglichkeit und Stabilität der Oxygenatoren können dabei immer längere Wartezeiten auf Lungentransplantationen überbrückt werden. Bei dieser derzeit intensivstationären Behandlung ist die Mobilisierung der Patienten ein essenzielles Ziel der Forschung: Mittels kompakten und tragbaren Systemen kann somit Lebensqualität außerhalb des Krankenbettes – wie selbstbestimmte Bewegung, selbständige Nahrungsaufnahme und soziale Interaktion – zurückgewonnen werden.

Die Sauerstoffversorgung des Oxygenators ist elementarer Bestandteil der Peripherie einer künstlichen Lunge. Während Patienten in stationärer Behandlungen mittels klinikzentraler Reservoire versorgt werden, schränken Gewicht und Volumen der Gasflaschen bei ambulanten Systemen die Mobilität ein. Insbesondere für das langfristige Ziel – einer ambulanten Lungenunterstützung in der eigenen Wohnung – muss eine kompakte und eigenständig wiederbefüllbare Gasversorgung gewährleistet sein. Zudem können Sauerstoffbedarf und Kohlendioxidproduktion des mobilen Patienten je nach physischer Aktivität stark variieren. Eine mobile Sauerstoffversorgung muss dementsprechend selbstständig auf Änderungen der Partialdrücke im Blut reagieren können, um eine möglichst effektive Oxygenierung und Kohlendioxidentfernung gewährleisten zu können.

Projektziel

Ein zentrales Ziel der derzeitigen Forschung an der extrakorporalen Lungenunterstützung ist eine Dimensionierung der Peripherie, die dem Patienten zusätzliche Eigenständigkeit und eine gesteigerte Lebensqualität bei einer chronischen Lungenerkrankung ermöglicht.

Die Sauerstoffversorgung mittels herkömmlicher Gasflaschen ist nach wie vor die sperrigste Komponente dieser Peripherie, während die Miniaturisierung von Oxygenatoren und Blutpumpen längst in den Fokus führender Hersteller gerückt ist. Das Projektziel ist es, diese Forschungslücke zu schließen: Vor dem Hintergrund der tragbaren künstlichen Lunge soll ein Flüssigreservoir als kompakte Sauerstoffversorgung realisiert werden. Eingebettet in einen extrakorporalen Lungenkreislauf soll diese imstande sein, die Sauerstoffzuvor in Abhängigkeit der Sauerstoff- und Kohlendioxidsättigung im Blut zu regeln. Auf diese Weise kann der komprimierte Sauerstoff möglichst effektiv eingesetzt werden.

Förderer Dieses Forschungsprojekt wird durch das START-Programm der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen gefördert.