OxyBench - Testbett für implantierbare künstliche Lungen

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Felix Hesselmann

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Hintergrund

Chronische Lungenerkrankungen sind die dritthäufigste Todesursache weltweit. Ein Mangel an Spenderorganen und lange Wartezeiten für eine Lungentransplantation führen dazu, dass die technische Alternative der extrakorporalen Lungenunterstützung (ECLA) zunehmend in den Fokus rückt. Da aktuelle technische Systeme aufgrund mangelnder Hämokompatibilität und Langzeitstabilität noch über eine eingeschränkte zugelassene Anwendungsdauer von bis zu 30 Tagen verfügen, wird verstärkt daran geforscht, diese Einschränkung zu überwinden.

Die Entwicklung von neuartigen, potenziell langzeitstabilen, künstlichen Lungen zur Behandlung chronischer Lungenerkrankungen bleibt jedoch ohne Aussage, solange keine Testmethoden zur Beurteilung des Langzeitverhaltens von Oxygenatoren in Blutkontakt zur Verfügung stehen.

Projektziel

Um eine schnelle und sichere Validierung neuartiger oder in der Forschung befindlicher künstlicher Lungen zu ermöglichen, wird eine In-vitro-Methode zur reproduzierbaren und vergleichbaren Beurteilung langfristiger Hämokompatibilität entwickelt. Das Potenzial neuartiger Konzepte soll bereits im präklinischen Stadium ohne Durchführung von Tierversuchen erkannt werden und die Forschung und Entwicklung zielführend vorangetrieben werden. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Testplattform für eine deutlich sicherere und schnellere Entwicklung künstlicher Lungen.

Methodik

Es soll systematisch untersucht werden welche Faktoren für die Hemmung des Gasaustauschs im Oxygenator über die Zeit verantwortlich sind und wie das klinische Schadensbild valide nachgebildet werden kann.

Teilziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines Testfluids für Langzeitmessungen an Membranoxygenatoren. Dafür sind Abbildungen der Proteinadsorption als auch der Gerinnungskaskade für die Testung notwendig. Mithilfe des speziell entwickelten Testfluids sollen im weiteren Verlauf des Projektes 30-tägige Tests durchgeführt werden. Intermittierende Gastransfertests erlauben eine Aussage über die Langzeitstabilität des Gasaustausches des Oxygenators abhängig von Proteinadsorption und Thrombenentwicklung. Für eine Validierung der Testmethode werden die Oxygenatoren histologisch untersucht und mit klinisch eingesetzten Membranoxygenatoren von ECMO-Patienten verglichen.

Kooperationspartner Klinik für Anästhesiologie an der Uniklinik RWTH Aachen
Förderer Dieses Forschungsprojekt wird durch das START-Programm der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen gefördert.