Forschung – Flüssigkeitsbeatmung der Lunge

Flüssigkeit in der Lunge – das mag zunächst ungewöhnlich klingen. Doch auch ein Fötus im Mutterleib hat, solange er wächst, Flüssigkeit in der Lunge. Forscher gehen also davon aus, dass die Atmung auch mithilfe von speziell angereicherten Flüssigkeiten funktionieren kann. Allerdings ist das Verfahren bisher eine rein experimentelle Alternative zur konventionellen Beatmung in der Akutmedizin, die bei Frühgeborenen oder schwer lungenkranken Patienten zum Einsatz kommt.

Dazu wird die Kohlenwasserstoffverbindung Perfluorcarbon (PFC) in die Lunge gepumpt. Diese Flüssigkeit ist für den Körper gesundheitlich unbedenklich und besitzt die Fähigkeit, sehr hohe Mengen an Sauerstoff zu lösen (ca. das 20-fache im Vergleich zu Wasser). „Die Idee dahinter ist, dass die vergleichsweise sehr hohe Schwerkraft der Flüssigkeit im Vergleich zur Luft viel einfacher in kollabierte Lungenbereiche eindringen kann, diese wieder öffnet und somit die Versorgung der ehemals kollabierten Lungenbereiche mit Sauerstoff wieder ermöglicht“, erklärt Dr. Katrin Bauer vom Institut für Mechanik und Fluiddynamik in Freiberg.

Viele Parameter für den Einsatz der Flüssigkeitsbeatmung sind bislang jedoch unbekannt: Wie verteilt sich das PFC in der Lunge? Und wie verhalten sich wiederum die Atemgase Sauerstoff und Kohlendioxid im PFC? Diesen Fragen nimmt sich nun das Projekt „Instationärer Gastransport während der Flüssigkeitsbeatmung“ unter Leitung von Bauer an. Sie will den Transport von gelöstem Sauerstoff bei der Flüssigkeitsbeatmung mit PFC durch ein Modell der oberen Atemwege untersuchen. Dafür kommen neuartige Methoden, wie die bildgebende Messung der Sauerstoffkonzentration mittels sauerstoffsensitiver Tracer-Partikel zum Einsatz. „Analog zur Untersuchung der Sauerstoffverteilung soll auch das Strömungsverhalten der Flüssigkeit in der Lunge mittels optischer Messmethoden untersucht werden“, erläutert die Wissenschaftlerin das Vorgehen. „Nur wenn wir das Transportverhalten der gelösten Gase kennen, können wir die Beatmungsparameter bei der Flüssigkeitsbeatmung optimal einstellen.“

Das Projekt ist auf 2 Jahre angelegt und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Fachliche Beratung auf medizinischem Gebiet erhält das Projekt auch von Prof. M. Rüdiger von der Neonatologie der TU Dresden, der intensiv auf dem Gebiet der Flüssigkeitsbeatmung forscht.

Nach einer Mitteilung der Technischen Universität Bergakademie Freiberg