ElmiCO2

Abstract

Patienten mit akutem schwerem Lungenversagen (ARDS) benötigen umgehend eine künstliche Atmungsunterstützung. Dabei kommt es immer wieder in besonderen Fällen vor, dass die im Rettungsdienst und Klinikum übliche Beatmungstechnik nicht mehr ausreicht. ECMO (extra corporale Membranoxygenierung) ist in vielen Fällen die einzige Erfolg versprechende Möglichkeit, um den Tod des Patienten abzuwenden. Bei dieser Behandlungsmethode wird dem Blut direkt durch halbdurchlässige Hohlfasermembranen Sauerstoff zugeführt und auf gleichem Wege Kohlendioxid entfernt. Dieser Vorgang findet außerhalb des menschlichen Körpers statt. Auf diese Weise kann die kranke Lunge ruhen, heilen und regenerieren.

Diese Therapiemöglichkeit steht weltweit jedoch nur in einigen wenigen spezialisierten Zentren zur Verfügung. Der Überwachungs- und Pflegeaufwand bei der stationären Behandlung mittels ECMO ist aufgrund des komplexen Aufbaus dieser Systeme erheblich. Darüber hinaus sind diese Systeme sehr groß und schwer (>150 kg) und können in der Regel nicht transportiert werden. Für viele Patienten sind diese lebensrettenden Systeme entweder gar nicht, zu spät, in jedem Fall aber nur mit einem erheblichem logistischen und medizinischen Aufwand zu erreichen.

An der TH Köln wurde im Rahmen des EXIST-Gründerstipendiums des BMWi eine Arbeitsgruppe gefördert, die sich mit der Entwicklung eines transportablen ECMO-Systems speziell für das Intensivtransportwesen befasst hat. Die sog. ILIAS-lung wiegt weniger als fünf Kilogramm und ist mobil, sowie äußerst wirtschaftlich. Es kann, im Gegensatz zu heutigen ECMO-Systemen, leicht von nur einer Person in einem kleinen Koffer getragen werden und beispielsweise im Rettungstransportwagen oder Rettungshubschrauber mitgeführt werden.

Im Rahmen der Förderlinie Transfer.NRW FH-Extra werden die Transfer-Raten der Gase untersucht und verfahrenstechnisch optimiert.

Aufgaben des Instituts

Die Aufgaben des Instituts für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr im Rahmen des Projekts umfassen vor allem die Gewinnung von wissenschaftlich fundierten Daten über die Gastransfer-Raten der Gase Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid an einer halbdurchlässigen Hohlfasermembran. In enger Zusammenarbeit mit der Firma ILIAS-medical GmbH aus Bochum werden diese Daten verarbeitet und genutzt, um noch weitere Optimierungspotenziale in der konstruktiven Ausgestaltung der künstlichen Lunge zu finden. Übergeordnete Ziele dabei sind:

• die Gewichtsreduzierung auf ein mobiles, tragbares System im Bereich des Intensivtransports und Hubschraubereinsatz mit maximal 5,5 kg Gewicht.
• der Einsatz kostengünstiger, biokompatibler Werkstoffe, um ein kostengünstiges ECMO-System für die Krankenhausgrundversorgung zu entwickeln.

Weiterführende Informationen

Das Projekt ElmiCO2 startete im September 2009 und wurde im Dezember 2011 nach einer Dauer von 27 Monaten beendet. Mit einer Projektsumme von ca. 150.000€ ist das Projekt vom Ministerium für Wirtschaft, Energie, Bauen, Wohnen und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen in Kooperation mit dem EFRE Strukturfond der Europäischen Union gefördert (Programm Ziel2-NRW).

Es ist das erste seiner Art im Bereich der Medizintechnik am Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr (IRG). Weitere Folgeprojekte im Bereich der Telemedizin, Transplantationsmedizin und ECMO befinden sich zurzeit in der Beantragungsphase. Für die Durchführung der Projekte nutzt das IRG sein neues Labor für Biomedizintechnik am ingenieurwissenschaftlichen Zentrum der TH Köln.