Zwei Verfahren gegen die Atemnot in Erprobung

Im Jahr 2020 wird die COPD nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO die vierthäufigste, zum Tode führende Erkrankung sein. Zur Therapie dieser chronischen, nicht heilbaren Lungenkrankheit gehören der konsequente Verzicht auf das Rauchen und bestimmte Medikamente, die die Atemwege erweitern. Wenn das nicht ausreicht, müssen sich die Patienten außerdem einer Sauerstofflangzeittherapie unterziehen. Unter den Betroffenen gibt es allerdings auch Patienten, die allen Therapiemaßnahmen zum Trotz von stärkster Luftnot gequält werden. Um diesen Menschen zu helfen, erforscht der Lungenfacharzt Prof. Helgo Magnussen, Ärztlicher Direktor des Krankenhauses Großhansdorf, zusammen mit anderen Wissenschaftlern aus Deutschland und den USA derzeit zwei unterschiedliche Behandlungsansätze.

Ein Ziel ist die Weiterentwicklung der so genannten Membranlunge - einer künstlichen Lunge, die ursprünglich von einer Regensburger Firma entwickelt wurde und das übermäßige Kohlendioxid (CO2) aus dem Blut der schwer kranken Patienten mit COPD entfernt. „Das soll dazu führen, dass die Patienten innerhalb kurzer Zeit weniger Luftnot haben und sich deutlich wohler fühlen“, erklärt Magnussen. Wie im Hamburger Abendblatt vom 22.1.09 zu lesen ist, handelt es sich bei der künstlichen Lunge um ein kleines Kästchen, das spezielle Membranen enthält, um das CO2 aus dem Blut zu entfernen. Dazu wird das Gerät über zwei Katheter an die Arterie in der Leiste des Patienten und an eine Vene angeschlossen. Durch den Blutdruck in der Arterie wird das Blut dann durch das Gerät in die Vene gepumpt und währenddessen das Kohlendioxid (CO2) an den Membranen herausgefiltert.

Wenn sich zu viel CO2 im Blut ansammelt, wird das Zentrum für die Atemregulation im Gehirn alarmiert und treibt die Lunge vermehrt zum Abatmen an. Daher kämpfen die betroffenen Patienten mit jedem Atemzug – sie versuchen das Kohlendioxid aus der kranken Lunge abzuatmen, allerdings ist das Ausatmen bei dieser chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung typischerweise erschwert. Dieser Kräfte zehrenden Arbeit ist die Atemmuskulatur dann bald nicht mehr gewachsen - es kommt zum Lungenversagen, und der Patient muss künstlich beatmet werden.

„Solche Patienten, die beatmet werden müssten, wollen wir so schnell wie möglich an die künstliche Lunge anschließen, um so die invasive Beatmung über einen direkt von außen in die Luftröhre führenden Schlauch so kurz wie möglich halten zu können“, berichtet Magnussen. Ziel ist es, die Entwöhnung von der künstlichen Beatmung zu erleichtern, bzw. die Verwendung eines Beatmungsschlauches wo möglich zu vermeiden und stattdessen eine Atemmaske zu benutzen. Schließlich sind 40 Prozent der Komplikationen einer Beatmung durch den Schlauch in der Luftröhre bedingt. „Unser langfristiges Entwicklungsziel ist ein kleines tragbares Gerät mit einer Pumpe, die es ermöglicht, die künstliche Lunge an eine Vene anzuschließen, ähnlich wie bei der Dialyse“, fasst Magnussen zusammen

Ein anderes Forschungsprojekt, das Magnussen leitet, beschäftigt sich mit neuen Methoden, um krankes – das heißt durch Luft aufgeblähtes, aber funktionsuntüchtiges - Lungengewebe stillzulegen. „Beim Lungenemphysem finden sich in der Lunge zerstörte Areale, die in der Regel größer sind als gesundes Gewebe, denn diese vergrößerten Areale enthalten zu viel Luft“, erläutert Magnussen. „Diese so genannte Lungenüberblähung führt dazu, dass die umliegenden Anteile der Lunge zusammengedrückt und dadurch in ihrer Leistungsfähigkeit noch stärker beeinträchtigt werden.“ Vor zehn Jahren noch wurden solche überblähten Lungenanteile operativ entfernt. Dann stellte sich allerdings heraus, dass diese Methode nur dann helfen kann, wenn ausschließlich die oberen Anteile der Lunge durch das Lungenemphysem verändert sind.

Deshalb haben Magnussen und seine Mitarbeiter vor fünf Jahren damit begonnen, Ventile zu entwickeln, die in einen Die unteren Atemwege eingesetzt nur das Ausatmen zulassen, sich beim Einatmen aber verschließen. Wenn die Luft aus dem betroffenen Lungenareal hinausströmt, aber nicht mehr hineinfließt, sollte die überblähte Lunge zusehends schrumpfen, da die hinter dem Ventil liegende Luft aufgrund des sich aufbauenden Unterdruckes vom umgebenden Körpergewebe aufgesaugt wird. Leider hatte diese Methode aber nicht den gewünschten Effekt gebracht. „Das liegt an den Querverbindungen zu Nachbargebieten, die sich innerhalb der zerstörten Lunge bilden, so dass die Atemluft aus benachbarten Arealen aufgenommen wird“, erklärt Magnussen. Mittlerweile hat der Lungenfacharzt zusammen mit Spezialisten des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston und aus zwei weiteren, deutschen Zentren ein neues Verfahren mit speziellen biologischen Gelen entwickelt, die in die Lunge eingebracht an definierten Stellen aktiviert werden können und dann das umliegende Gewebe gezielt schrumpfen lassen. Dadurch werden die Querverbindungen, an denen die Ventilmethode ursprünglich gescheitert war, geschlossen und können keinen kontraproduktiven Ärger mehr anrichten.