Für kurzfristig erhöhten Bedarf 15.06.2020, 07:00 Uhr

Ingenieure entwickeln günstige Notfallbeatmungsgeräte

Bei einer Pandemie durch eine Lungenerkrankung wie Covid-19 können professionelle medizinische Beatmungsgeräte knapp werden. Für solche Extremsituationen haben Wissenschaftler in Leipzig ein Notfallbeatmungsgerät entwickelt. Es soll zur kurzfristigen Entlastung beitragen.

Das Beatmungsgerät

Die Ingenieure und ihre Neuentwicklung: Das Beatmungsgerät könnte im Notfall Leben retten, auch wenn es professionelle Geräte nicht ersetzen kann.

Foto: HTWK Leipzig

Restaurantbesuche und Übernachtungen sind unter Auflagen wieder möglich. Freunde dürfen sich treffen und im Freien gemeinsam Sport treiben – die Einschränkungen, die eingeführt wurden, um die Verbreitung des Virus Sars-CoV-2 einzudämmen, werden nach und nach aufgehoben. Doch die vermeintliche Rückkehr zur Normalität ist trügerisch. Einige Experten warnen bereits vor einer zweiten Infektionswelle. Aktuell gibt es noch keinen einsatzfähigen Impfstoff oder nachweislich wirksame Medikamente. Mit jeder weiteren Lockerung steigt also das Risiko, dass auch die Infektionszahlen wieder zunehmen. Außerdem könnten ähnliche Situationen durch andere Corona-Viren oder potenzielle Mutationen von Sars-CoV-2 entstehen.

Aus den Erfahrungen der vergangenen Monate zu lernen, bedeutet daher auch, für Wiederholungen oder vergleichbare Fälle besser gewappnet sein. Ingenieure an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) wollen dazu einen Teil beitragen. Sie haben ein Beatmungsgerät entwickelt, das kurzfristig eingesetzt werden kann, falls es zu einem Engpass bei professionellen medizinischen Geräten kommen sollte.

Interdisziplinäres Team erarbeitet Notlösung für Extremsituationen

Die Lungenkrankheit Covid-19 stellt für die Gesundheitssysteme eine große Belastungsprobe dar. Denn auf der einen Seite verbreitet sich der Virus sehr leicht, was die Zahl an Infektionen schnell in die Höhe schießen lässt, falls keine Gegenmaßnahmen getroffen werden. Auf der anderen Seite kann es bei schweren Verläufen notwendig sein, die Patienten vorübergehend zu beatmen. Doch die Zahl an Beatmungsplätzen ist begrenzt. Wie lassen sich in solch einer Situation dramatische Entwicklungen wie in Italien vermeiden – wo das medizinische Personal entscheiden musste, wer durch Beatmung eine Überlebenschance erhält und wer nicht?

Ein Team aus Wissenschaftler der HTWK hat daher gezielt daran gearbeitet, eine Notlösung zu finden. Die Spezialisten für Mechatronik, Sensorik, Konstruktion, Fertigungstechnik, Software und Regelungstechnik arbeiteten Hand in Hand und bauten in nur drei Wochen den ersten Prototypen. Inzwischen liegt bereits ein optimiertes Modell vor. Die Forscher betonen, dass ihre Entwicklung nicht dafür gedacht sei, professionelles medizinisches Gerät zu ersetzen. „Beatmungsgeräte, die heute für schwer kranke Patientinnen und Patienten auf Intensivstationen eingesetzt werden, sind hoch entwickelte Geräte mit einer Reihe komplexer Funktionen, die die Atmung individuell unterstützen können“, erklärt Sven Bercker, stellvertretender Direktor der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin an der Uniklinik Leipzig. Das Notfallbeatmungsgerät der HTWK sei damit nicht vergleichbar. Es erfülle auch nicht die hohen rechtlichen Anforderungen, die für medizinische Geräte vorgesehen seien.

„Der Einsatz dieses Gerätes ist also nur vorstellbar, wenn es im absoluten Notfall keine anderen technischen Möglichkeiten mehr gibt, um einem Menschen das Leben zu retten.“

Monitoring kann über ein Tablet erfolgen

Auch wenn die Funktionen nicht den hohen Vorgaben des Gesetzgebers für medizinische Geräte entsprechen, kann das Gerät Patienten dennoch vollautomatisch beatmen. Zudem ist es in der Lage, kritische Situationen zu identifizieren und einen Alarm abzusetzen. Das medizinische Personal kann über ein Tablet sogar mehrere der Notfallbeatmungsgeräte kontrollieren und dafür die jeweilige Atemfrequenz und den Beatmungsdruck abrufen.

Entstanden ist das Projekt übrigens durch eine Anfrage des Krisenstabs der Stadt Leipzig. Clemens Schülke, Leiter des Amts für Wirtschaftsförderung der Stadt Leipzig, sucht daher bereits nach Industriepartnern in der Region, die in der Lage wären, die Beatmungsgeräte bei Bedarf in hohen Stückzahlen zu produzieren: „Aktuell sind unsere Kliniken in keiner Notlage. Aber falls sich das ändern sollte, sind wir gut vorbereitet“, sagt er. Unterdessen bereiten die Wissenschaftler eine Veröffentlichung der Bauanleitung vor. Sie soll frei im Internet verfügbar sein. „Damit Menschen auf der ganzen Welt das Gerät nutzen oder weiterentwickeln können. Sollte es eine zweite Welle geben oder sich die Situation in anderen Ländern weiter zuspitzen, könnte unsere Entwicklung so im Kampf gegen Covid-19 helfen“, sagt Dr. Hans-Martin Dörfler von der HTWK Leipzig.

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Von Nicole Lücke

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