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Flüssigbeatmung

Nicht von Hollywood erfunden: Das Atmen durch Flüssigkeiten ist schon lange keine Science-Fiction mehr

Schon in den 60er Jahren tauchten die amerikanischen Ärzte Clark und Kylstra Mäuse für über 17 Stunden in eine Flüssigkeit, ohne dass diese erstickten. Die damals veröffentlichte Arbeit trug den Namen „Von Mäusen als Fischen“. Die Atmung erfolgte ausschließlich über die die Mäuse umgebende spezielle Flüssigkeit, die über die Lunden der Versuchstiere aufgenommen wurde.

Gerüchten zufolge soll die amerikanische Marine auch schon zu dieser Zeit Versuche mit Menschen unternommen haben. Das Ziel dieser Versuche soll die Entwicklung einer revolutionären Atemtechnik gewesen sein, die das Tauchen in bis dahin unerreichbare Tiefen ermöglichen sollte. Denn die Tauchtiefe ist ja gerade durch die Tatsache, dass wir Luft atmen, begrenzt. Heute zeichnet sich eine große Zukunft für die Flüssigbeatmung in der Behandlung von Patienten mit akutem Lungenversagen und Frühgeborenen mit unreifen Lungen ab.

Wie kann das funktionieren?

Für die Atmung ist es offensichtlich nicht wichtig, ob Luft oder Flüssigkeit geatmet wird. Wichtiger ist es, dass genügend Sauerstoff zugeführt und das Kohlendioxid abtransportiert werden kann. In speziellen Flüssigkeiten, den Perfluorocarbonen, ist sowohl Sauerstoff als auch Kohlendioxid sehr gut löslich. Für die totale Flüssigbeatmung werden die Lungen vollständig mit einer Flüssigkeit aus Perfluorocarbonen gefüllt. Mit Wasser ist eine Flüssigbeatmung übrigens nicht möglich, da sich in Wasser viel zu wenig Sauerstoff löst. In einem speziellen Beatmungsgerät wird diese Flüssigkeit mit Sauerstoff angereichert und das abgeatmete Kohlendioxid entfernt. Ein wichtiger Vorteil der Beatmung mit Flüssigkeit gegenüber der Beatmung mit Luft ist die Tatsache, dass sich die Lunge mit einem viel niedrigeren Druck entfalten lässt, als dies mit Luft möglich ist.

Wann kann Flüssigbeatmung eingesetzt werden?

In den USA wird die Flüssigbeatmung bereits in über 30 Kliniken erprobt. Momentan wird sie nur bei Frühgeborenen mit noch unreifen Lungen und bei Erwachsenen mit akutem Lungenversagen eingesetzt.

Eigentlich klingt die Idee, dass frühgeborene Babys Flüssigkeit atmen sollen, recht plausibel, denn in der Gebärmutter ist die kindliche Lunge über neun Monate lang mit Fruchtwasser gefüllt. Die Sauerstoffversorgung findet aber nicht über das Fruchtwasser, sondern ausschließlich über die Nabelschnur statt. Trotzdem „üben“ Ungeborene bereits das Atmen mit Fruchtwasser. Wenn sie zu früh geboren werden, ist die Umstellung von flüssiger Umgebung auf eine gasförmige besonders kritisch.

Unglücklicherweise sind die Lungen dieser Frühgeburten meist noch nicht ausreichend entwickelt, um die Anpassung zu schaffen. Sie entfalten sich nicht vollständig oder fallen wieder zusammen. Ein wichtiger Grund hierfür ist die hohe Oberflächenspannung. Der Wechsel von einer flüssigen Umgebung in eine andere flüssige Umgebung aus Perfluorochemikalien ist unter diesen Umständen leichter, bis die Lungen stark genug sind für den Wechsel auf eine gasförmige Umgebung.

Auch bei Erwachsenen kann es manchmal zu akutem Lungenversagen kommen. Die Inhalation von giftigen Gasen oder Flüssigkeiten, eine Blutvergiftung, ein schwerer Unfall und viele andere Ursachen können die Lunge so schwer schädigen, dass sie sich mit Flüssigkeit füllt und die Lungenbläschen zusammenfallen. Oft wird diese Flüssigkeit fest und letztendlich zu unelastischem Bindegewebe umgebaut. Die Schädigung ist dann irreversibel geworden. Diese und andere Mechanismen führen dazu, dass das Atmen unmöglich wird.

Heute werden die Lungen bei akutem Lungenversagen meist mit Überdruck wieder eröffnet. Das wiederum schädigt die Lunge ebenfalls beträchtlich. Eröffnet man die verschlossenen Lungenbläschen aber mit Flüssigkeit, geht das meistens, ohne einen Schaden zu verursachen. Außerdem wird so die Lunge ständig gespült, und Lungenentzündungen sind seltener.