Optimierte künstliche Beatmung

Optimierte künstliche Beatmung

Mechanische Beatmung führt in Abhängigkeit von der Beatmungsstrategie zur Schädigung des Alveolarepithels und des kapillären Endothels. Ziel protektiver Beatmungsstrategien ist daher die Minimierung des Biotraumas bei Aufrechterhaltung des Stofftransports (O₂ and CO₂). Jedoch sind die Auswirkungen verschiedener Beatmungsstrategien auf diese Prozesse bislang weitgehend unerforscht.

Erst die Kenntnis über die Wirkung der mechanischen bzw. strömungsmechanischen Größen wie Zug-, Druck- und Scherspannungen auf die Zellen im alveolokapillären Bereich ermöglicht das Verständnis der pathophysiologischen Reaktionen.
Die Grundfrage lautet also: Wie beeinflusst die Biomechanik die Funktion der alveolokapillären Zellen und umgekehrt? Zu klärende Fragen sind:

Wie verlaufen die instationären Strömungsvorgänge in der Alveole und in ihren Kapillaren?
Wie wirken sich unterschiedliche Beatmungsstrategien auf die Morphometrie und Strömungsvorgänge in Alveolen und Kapillaren aus?
Welche mechanischen Spannungen und Dehnungen entstehen im alveolokapillären Bereich?
Welche zellulären Reaktionen werden dadurch induziert und wie beeinflussen diese wiederum die Strömung?

In einer engen Zusammenarbeit zwischen ingenieurwissenschaftlichen und medizinischen Arbeitsgruppen werden diese Fragen durch Bildung numerischer und experimenteller Strömungsmodelle und intravitalmikroskopische Untersuchungen aufgeklärt.
Es wird erwartet, dass Beatmungsstrategien identifiziert werden können, die eine Minimierung mechanischer Belastungen und pathophysiologischer Reaktionen mit einer Optimierung des Stofftransportes kombinieren.

Experiment mit Kapillarmodell,
avi-Film (4,44 MB)

Kapillarmodell

Experiment mit Kapillarmodell 1, Verzweigung avi-Film (23 MB)

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Ulrich Kertzscher
Dipl.-Ing. Kerstin Schirrmann

Kooperationspartner

Institut für Physiologie der Charité

Links und Publikationen

DFG-Forschungsprojekt „Protektive Beatmung“

gefördert durch

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