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Forscher entwickeln neues, einfaches Sauerstoffgerät

Neuentwicklung Sauerstoffgerät
Neues Sauerstoffgerät soll COVID-19-Patienten beim Atmen helfen. (179040780 / iStockphoto)

Forscher der Technischen Universität Wien (TU) haben nun ein einfach konzipiertes Sauerstoffgerät entwickelt, das Engpässen in der intensivmedizinischen Versorgung von COVID-19 entgegenwirken soll.

Obwohl die Zahl der Neuinfektionen mit SARS-CoV-2 seit einigen Tagen etwas abflacht, gibt es weiterhin einige schwere Krankheitsverläufe, die eine intensivmedizinische Behandlung notwendig machen. COVID-19 Patienten mit stark geschädigter Lunge sind oftmals auf ein Beatmungsgerät angewiesen. Eine der aktuell grössten Sorgen ist jedoch die nur begrenzte Anzahl dieser komplexen Geräte in  Krankenhäusern.

+++ Mehr zum Thema: Wie funktioniert künstliche Beatmung? +++

Was passiert, wenn das Virus die Lunge schädigt?

Die Lunge nimmt Sauerstoff aus der Luft auf. In den Lungenbläschen erfolgt der Sauerstoffaustausch zwischen Luft und Blut: der Sauerstoff geht ins Blut über und wird zur Aufrechterhaltung der Organfunktionen im gesamten Körper verteilt.

SARS-CoV-2 greift hauptsächliche die Lunge an: Sind die Lungenbläschen – der Ort des Sauerstoffaustauschs – durch das Virus bereits so geschädigt, dass sie ihrer Aufgabe nicht mehr nachkommen können, gerät der Patient in eine massive Sauerstoffunterversorgung, die sich letztlich auf alle Organe auswirkt.

Betroffene fangen an, schnell und hektisch zu atmen, der Kreislauf fällt ab, die Herzfrequenz steigt. Sinkt die Sauerstoffsättigung auf unter 90% (normalerweise 92-98%) muss der Patient beatmet werden.

Wie kommt der Patient zu Sauerstoff?

  • Sauerstoffgerät

Sauerstoffgabe über die Nase und eine Maske, durch die der Patient konzentrierten Sauerstoff einatmet. Eine solche Sauerstofftherapie kann schon in einem sehr frühen Stadium der stationären Versorgung begonnen werden und unter Umständen eine künstliche Beatmung verzögert oder sogar vermieden werden.

  • Beatmungsgerät

Reicht die Sauerstoffgabe nicht aus, muss der Patient in ein künstliches Koma gelegt und über ein Beatmungsgerät beatmet werden. Dafür wird ein Schlauch in die Luftröhre (Intubation) eingebracht und der Sauerstoff in die Lunge "gedrückt". Der Patient atmet also nicht selbst.

Neues einfaches Sauerstoffgerät in Entwicklung

Die TU Wien hat nun ein Gerät entwickelt, das beim Atmen hilft und damit den Einsatz eines Beatmungsgeräts hinauszögern kann und in vielen Fällen sogar überflüssig macht. Damit können wichtige Ressourcen geschont werden. Das Sauerstoffgerät ist so konzipiert, dass es aus leicht verfügbaren Materialien gebaut werden kann und sogar ohne Sauerstoffflasche auskommt. Statt der Flasche kommt eine Membran zum Einsatz, die die Luft mit Sauerstoff anreichert.

Das lässt sich mit einem relativ einfachen Konzept erreichen. Es beruht auf einfachen, zum Teil im Baumarkt erhältlichen, und vielfach erprobten Komponenten und kann in wenigen Tagen hergestellt werden.

Das Gerät besteht aus:

  • Ölfreier Kompressor
  • Luftfilter
  • Rohre
  • Behälter zum Befeuchten der Luft
  • Modul mit einer Spezialmembran zum Erhöhen des Sauerstoffanteils auf ca. 40%.

Diese Membran ist einzige nicht ganz alltägliche Bauteil, aber kommerziell erhältlich und in ausreichender Menge verfügbar.

Die Luft wird temperiert, befeuchtet und mit erhöhtem Druck über zwei Silikonschläuche oder einer Atemmaske in die Nase des Patienten geleitet. Entscheidender Vorteil dieser Technologie: Es sind keine Sauerstoffflaschen mehr nötig, da der Sauerstoff aus der Umgebungsluft gewonnen wird. Abhängig von der Kompressor- und Membrankapazität kann das neu entwickelte Gerät 20 Personen und mehr versorgen. Gespräche mit Firmen, die sich für die neue Technologie interessieren, wurden bereits begonnen.

+++ Mehr zum Thema: Unsere Welt ist gerade eine andere geworden +++

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Aktualisiert am:
Quellen

TU Wien, Stand 02.04.2020; https://www.tuwien.at/tu-wien/aktuelles/news/covid-19-tu-wien-entwirft-einfaches-sauerstoff-geraet/ (letzter Zugriff am 06.04.2020) 

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