02.04.2020 10:24 |

Schnell einsatzbereit

TU Wien entwirft einfaches Sauerstoff-Gerät

Es ist eine der aktuell größten Sorgen im Zusammenhang mit der Corona-Pandemie: Intensivstationen haben nur eine begrenzte Anzahl an Beatmungsgeräten. An der TU Wien wurde daher nun ein Sauerstoffgerät entwickelt, das auf einfachen, vielfach erprobten Komponenten beruht und in wenigen Tagen fertiggestellt werden könnte. Die Luft, die von einem handelsüblichen Kompressor kommt, wird mit einer speziellen Membran mit Sauerstoff angereichert, um dann dem Patienten beim Atmen zu helfen.

Wenn die Lunge den Körper nicht mehr mit ausreichend Sauerstoff versorgen kann, dann muss sie unterstützt werden. Im Extremfall muss man intubieren und ein Beatmungsgerät verwenden. In vielen Fällen ist es aber ausreichend, die Funktionsfähigkeit der Lunge zu unterstützen, indem man den Patienten mit einem ausreichend starken Luftstrom mit hohem Sauerstoffgehalt versorgt. Genau das lässt sich laut TU Wien mit einem relativ einfachen Konzept erreichen.

„Die meisten Komponenten unseres Geräts findet man in einem ganz gewöhnlichen Baumarkt“, sagt Margit Gföhler, Leiterin des Forschungsbereichs für Biomechanik und Rehabilitationstechnik, die das Gerät zusammen mit Professor Michael Harasek entworfen hat. Medizinisch beraten wurden sie dabei vom Beatmungsspezialisten Dr. Alexander Aloy.

Nötig sind demnach ein ölfreier Kompressor, ein Luftfilter, die Verrohrung und ein Behälter zum Befeuchten der Luft - und ein Modul mit einer Spezialmembran zum Erhöhen des Sauerstoffanteils. „Diese Membran ist der einzige nicht ganz alltägliche Bauteil - aber auch diese Membranen sind in der Industrie heute nichts Ungewöhnliches, sie sind kommerziell erhältlich und in ausreichender Menge verfügbar“, ist Harasek überzeugt.

Membrantechnologie: Sauerstoff von Stickstoff trennen
Harasek arbeitet am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften schon lange an Membrantechnologien zum Trennen von Gasen: „Normalerweise leitet man Luft durch eine solche Membran, um Stickstoff zu gewinnen und den Sauerstoff abzuscheiden. Das ist eine schon lange bekannte Technik. Wir müssen dieses Prinzip hier einfach nur umkehren: Wir verwenden nicht den Stickstoff, sondern den angereicherten Sauerstoff.“

Einer Mitteilung der TU Wien vom Donnerstag zufolge erreicht man so eine Sauerstoffkonzentration von ca. 40 Prozent. Die Luft wird dann temperiert und befeuchtet und mit erhöhtem Druck über zwei Silikonschläuche oder einer Atemmaske in die Nase des Patienten geleitet. Ein einziger Kompressor kann demnach sauerstoffangereicherte Atemluft für 20 erkrankte Personen und mehr liefern.

Keine Sauerstoffflaschen nötig
Ein entscheidender Vorteil des Geräts ist, dass es ohne Sauerstoffflaschen auskommt - der Sauerstoff kommt einfach aus der Umgebungsluft. „Das ist wichtig, weil es für das Krankenhauspersonal sehr schwierig ist, immer im Auge zu behalten, welche Sauerstoffflaschen getauscht werden müssen. Und auch die Versorgung mit einer ausreichenden Zahl an Sauerstoffflaschen kann schwierig werden“, sagt Harasek.

Gföhler zufolge sei man bereits mit Firmen im Gespräch, die sich für diese Technik interessieren. „Aus unserer Sicht ist es technisch jedenfalls möglich, solche Geräte in kurzer Zeit in Betrieb zu nehmen, falls es nötig sein sollte und die derzeit in den Krankenhäusern verfügbaren Technologien nicht mehr ausreichen.“

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