Jetventilation: Neue Beatmungstechnologie für Neugeborene – Wenn Atmen lebensgefährlich wird

Nicht immer sind Beatmungsgeräte lebensrettend. Bei Operationen wird Sauerstoff in der Lunge zwar dringend gebraucht – aber die Atembewegung stört. Der Eingriff mit dem Skalpell könnte Blutgefäße verletzen. Medizintechnik-Experten von ACUTRONIC Medical Systems Deutschland GmbH haben jetzt den Markt für Beatmungsgeräte revolutioniert: Jetventilation bannt die Gefahr bei der OP, weil die Thoraxexkursion komplett stillgelegt wird.

Herkömmliche Beatmungsmethoden können bei der Operation von Neugeborenen große Risiken bergen. Jetventilation minimiert die Risiken.
Herkömmliche Beatmungsmethoden können bei der Operation von Neugeborenen große Risiken bergen. Jetventilation minimiert die Risiken. Bild: Shutterstock

Es ist ein Horrorszenario für Eltern: Das Baby kommt mit einem respiratorischen Versagen auf die Welt. Dies stellt eine der häufigsten und schwerwiegendsten Komplikationen nach Geburt eines Neugeborenen dar. Jede Minute ist kostbar – ein Wettlauf gegen die Zeit beginnt. Jeder Handgriff der Ärzte muss sitzen.

Auch Anomalien in den Atemwegen treten häufiger auf und müssen operiert werden – und das birgt hohe Risiken: „Operationen bei Säuglingen sind hochgefährlich, da der Atemweg sehr kurz und eng ist. Vor allem ihre Atmung erschwert präzise Eingriffe am Thorax“, erklärt Fatih Yüksel, Geschäftsführer von ACUTRONIC Medical Systems Deutschland GmbH. Als Marktführer liefert das Unternehmen weltweit Beatmungsgeräte der Jetventilation und Membran-/ Hochfrequenztechnologie.

Fatih Yüksel Geschäftsführer von ACUTRONIC Medical Systems Deutschland GmbH
Fatih Yüksel
Geschäftsführer von ACUTRONIC Medical Systems Deutschland GmbH

Um solche heiklen Operationen an Neugeborenen risikofreier durchzuführen, forscht ACUTRONIC in Kooperation mit ThoraTech und der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) Gießen an Beatmungstechnologien, die Sauerstoff mit minimalen Scherkräften in den Körper pumpen. So können Chirurgen präziser arbeiten und Verletzungen durch OP-Instrumente verbeugen.

Behutsame Beatmung für Neugeborene

Bei der Beatmung, der sogenannten Intubation, wird der Kopf der kleinen Patienten überstreckt, sodass Mund und Rachen mit den Atemwegen eine Linie bilden. Eine Maschine pumpt dann den Sauerstoff in die Lunge. Bei der endobronchialen Intubation über den Mund, führt der Arzt den Tubus gezielt in einen Lungenflügel ein. Üblicherweise hat ein Tubus einen Durchmesser zwischen drei und sechs Millimeter und stört deshalb erheblich bei Operationen an Babys. Anders bei der Jetventilation: „Weil der Schlauch nur etwa zwei Millimeter Durchmesser hat ist er kaum wahrnehmbar“, so Yüksel. Das bedeutet der Patient kann während der Operation problemlos Mund und Nase geöffnet halten, „weil wir durch die Zirkulation keinen Druck in der Lunge brauchen“, berichtet Yüksel. Jetventilation bietet aber noch einen zusätzlichen Vorteil: „Weil der Körper sich nicht bewegt lassen sich auch die notwendigen Messungen aller Werte viel präziser durchführen“, so der Geschäftsführer.

„Wir sind schon auf einem guten Weg. Die Bildung von Netzwerken im Bereich Medizinwirtschaft – das Zusammenbringen von Wissenschaft, Forschung und Unternehmen, die die Ideen schließlich in Produkte umsetzen und vermarkten, muss dennoch weiter forciert und unterstützt werden.“
Dr. Andreas Weißflog Geschäftsführer Thora Tech GmbH
Dr. Andreas Weißflog
Geschäftsführer Thora Tech GmbH

 Thora Tech: Innovationspartner der THM

Die Thora Tech GmbH plant, gestaltet und produziert innovative Medizingeräte und medizinische Baugruppen am Anwenderzentrum für Medizintechnik der Technischen Hochschule Mittelhessen in Gießen. Neben der Entwicklung eigener Produkte und Softwarelösungen für medizinische Anwendungen, bietet das Unternehmen Service und Support bei technischen und regulatorischen Anforderungen an neue Medizingeräte.

Flow statt Druck: Jetventilation schont Lunge

Die Jetventilation basiert auf dem Venturi-Prinzip: In einem Rohr ist die Geschwindigkeit des Flows dort am größten, wo der Querschnitt des Rohrs am kleinsten ist. Bei der Jetventilation spielt sich dies allerdings in einem echten Kreislauf ab: Durch einen engen Tubus pumpt die Maschine das komprimierte Volumen aus dem Gerät in die Lunge, die damit umspült wird. Anhand der Vitalwerte von Neugeborenen, steuert der Neonatologe bei Operationen, wie viele künstliche Atemzüge die Maschine auslöst. Die Werte schwanken zwischen drei und 500 pro Minute. Zum Vergleich: Ein Erwachsener benötigt nur 150 pro Minute. Da die Atemwege unverschlossen bleiben, stellt sich eine Ventilation ein: Sauerstoff diffundiert in die Lungenbläschen, den Aveolen der Bronchien, und mit jedem weiteren Stoß wird Kohlenstoffdioxid herausgespült.

Besonders für die empfindlichen, kleinen Atemwege von Neugeborenen, eignen sich Jetventilatoren gut, weil sie keinen peripheren Luftdruck in der Lunge erzeugen. Das schont die Atemwegsorgane. Der Unterschied von Jetventilation für Neugeborene – im Vergleich zur Beatmung von Erwachsenen – liegt in der richtigen Portionierung des Sauerstoffs. Diese muss je nach Lungenvolumen des Patienten angepasst werden. Yüksel: „Für Säuglinge müssen wir kleine Volumina dosieren – und das geht nur durch eine spezielle Membrantechnologie.“ Dabei schwingt in einem Luftspeicher, bei dem niedrige Beatmungsdrücke herrschen, eine Membran in einer sehr hohen Frequenz – ähnlich wie eine Lautsprechermembran. Das sorgt dafür, dass das Volumen in einer Strudelbewegung nach Außen weitergegeben wird. Diese kann sich dann effektiv entlang der gesamten Atemwege entfalten.

„Würde ich das Gerät ohne Bedenken an meinem Kind anwenden? Erst wenn wir diese Frage mit einem klaren JA beantworten können, bringen wir das Produkt auf den Markt.“
Dr. Andreas Weißflog
Geschäftsführer Thora Tech GmbH

Innovation der Medizintechnik im Bereich Neonatologie

Die medizintechnischen Entwicklungen und Produkte entstehen in einem Netzwerk in Mittelhessen: Seit 2017 kooperiert ACUTRONIC Medical Systems Deutschland GmbH mit der THM und mit der ThoraTech GmbH. Das ebenfalls in Gießen ansässige Unternehmen ist für den gesamten Lebenszyklus von Medizingeräten zuständig – auch für die allgemeine Supply-Chain. Das Team besteht aus Ingenieuren, Technikern und Medizinern und steht für Innovationen in der Medizintechnik. Gemeinsam hat sich das Duo aus ACUTRONIC und ThoraTech und auf Hochfrequenz-, Neonatalogie- und Jetventilation spezialisiert – und die Experten kennen sich schon lange: „Seit der Studienzeit vereint uns der Wunsch lebensrettende Geräte zu entwickeln“, berichtet Yüksel. Bis solche Technologien klinische Erfolge erzielen, dauert es aber Jahrzehnte, zumal nicht an lebenden Menschen getestet werden kann. Tierversuche werfen ethische und moralische Fragen auf, was die Forschung zusätzlich erschwert. Anhand klinischer Daten, werden die Geräte schließlich getestet. Die Erfolge und Emotionen auf Neugeborenen-Stationen motivierten das Team um Fatih Yüksel auf diesem Gebiet weiter zu arbeiten. Aber: „Die Forschung an neuen Beatmungstechnologien für Frühgeborene ist ein sehr sensibles und emotionales Thema“, sagt Yüksel – nicht nur für die Eltern, auch für das gesamte Team. Yüksel: „Nur indem wir weiterforschen und den regulativen Aufwand gerecht werden, können wir noch effektivere Geräte entwickeln und somit den Menschen von morgen helfen.“ Der Fortschritt in Technik und Industrie der Neonatologie liegen dem Geschäftsführer sehr am Herzen – vor allem weil Neugeborene nicht für ihre Umstände verantwortlich sind.

Firmenporträt

ACUTRONIC Medical Systems AG

Die ACUTRONIC Medical Systems AG produziert und vertreibt Beatmungs- und Überwachungslösungen für Intensivstationen und Intensivpflege. Sie ist der führende Produzent von Beatmungstechnologie in den Bereichen Neonatologie, Pädiatrie und Jet-Beatmung.

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