Hyper-protektive Beatmung durch Gasaustausch-optimierende Beatmungsmuster

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Schumann
• Fachliche Zuordnung: Anästhesiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491044344

Die mechanische Beatmung ist die wichtigste lebenserhaltende Maßnahme, wenn ein Patient sich unter Narkose befindet oder aufgrund einer Lungenerkrankung nicht mehr selbst atmen kann. Allerdings kann die mechanische Beatmung auf Grund der nicht-physiologischen Verhältnisse lungenschädigend wirken. Durch hohe Tidalvolumina und damit verbunden hohe Drücke, hohe Flussraten, inhomogene Gasverteilung und atemzugsweise Rekrutierung/Derekrutierung von Lungengewebe kommt es zu einer zyklischen mechanischen Belastung, die das Lungenparenchym überbeanspruchen kann. Unter konventioneller mechanischer Beatmung, mandatorisch oder in Form von augmentierter Spontanatmung, folgt der Verlauf der Exspiration einer rapiden exponentiellen Abklingfunktion, deren Zeitkonstante von der Compliance und dem Widerstand des (mitunter krankhaft veränderten) respiratorischen Systems bestimmt wird. Die in unserer Arbeitsgruppe entwickelte „Flusskontrollierte Exspiration“ (FLEX) sowie die sinusförmige Beatmung (SINE) zeichnen sich durch eine aktive Kontrolle des zeitlichen Verlaufs des gesamten Atemzugs aus.In Kleintier- und Großtiermodellen des beatmeten respiratorischen Systems führten FLEX und SINE zu geringerem Lungenschaden und zu reduzierter fokaler Entzündung sowie zu einer verbesserten Compliance und einem effizienterem Gasaustausch im Vergleich zu konventioneller Beatmung mit passiver Exspiration. Basierend auf unseren Vorarbeiten entwarfen wir einen neuen Ansatz zur Optimierung des zeitlichen Musters der Beatmung mit dem Ziel, den pulmonalen Gasaustausch zu optimieren. Dafür kombinierten wir einen linearen mit einem sinusförmigen Beatmungsverlauf (LINUS). In unserem Projekt werden die Effekte des LINUS Beatmungsmusters in Bezug auf eine Verbesserung des Gasaustauschs und das lungenprotektive Potential untersucht. Dabei liegt der Fokus auf der Reduktion von Atemfrequenz und Tidalvolumen sowie auf der lungenprotektiven Wirkung des entschleunigten Beatmungsmusters an sich.Um einen umfassenden Einblick in die zugrundeliegenden Mechanismen und das lungenprotektive Potential des neuen Beatmungsmusters zu erhalten, werden die Versuchsreihen in Kleintiermodellen des mechanisch beatmeten gesunden respiratorischen Systems und des respiratorischen Systems im akuten Lungenversagen durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen