Leuch­tender Beatmungs­tubus soll Infek­tionen reduzieren

Beatmungs­tubus in Bakterien-Testlösung. Foto: Technische Hochschule Ulm

Leuch­tender Beatmungs­tubus soll Infek­tionen reduzieren

Jedes Jahr infizieren sich in Deutschland ca. 420.000 Personen mit den sogenannten »Krankenhaus-Keimen«, von denen der Antibiotika-resis­tente Staphy­lo­coccus aureus der bekann­teste, aber nicht der einzige ist. Diese Infek­tionen führen zu längeren Kranken­haus­auf­ent­halten, höheren Kosten und in geschätzten 7.500 Fällen allein in Deutschland jährlich zum Tod. Auf Inten­siv­sta­tionen führt die künst­liche Beatmung am häufigsten zu solchen Infek­tionen. Der Patient erhält einen Beatmungs­tubus (Endotra­che­al­tubus), der für Tage oder Wochen in der Luftröhre bleibt. In dieser Zeit können sich Erreger auf der Innen- oder Außen­seite des Tubus vermehren, in die Lunge wandern und dort Infek­tionen auslösen.

In seiner Bachelor-Arbeit hat sich der Medizin­technik-Student Ben Sicks genau diesem Problem zugewandt. Er unter­suchte, wie bakte­rielle Krank­heits­er­reger mit blauen LEDs – also mit sicht­barem und damit für die mensch­lichen Zellen unschäd­lichem Licht – reduziert bzw. abgetötet werden können, bevor sie in die Lunge gelangen.

Hierzu integrierte er 48 1,6 mm kleine Miniatur-LEDs in einen handels­üb­lichen Beatmungs­tubus. Der blau-leuch­tende Tubus bestrahlte im Versuchs­aufbau eine Bakterien-Testlösung mit einer homogenen Bestrah­lungs­in­ten­sität und erreichte eine Reduzierung der Bakte­ri­en­kon­zen­tration um 99,9 Prozent innerhalb von 6–9 Stunden. Die mikro­biellen Tests hemmten somit das Wachstum der Bakterien am Endotra­che­al­tubus signifikant.

Dieser vielver­spre­chende Ansatz wurde nun mit dem Applied Photonics Award honoriert, der jedes Jahr durch das Fraun­hofer-Institut für Angewandte Optik und Feinme­chanik in Jena verliehen wird. Ben Sicks war sehr überrascht über den Nachwuchs­preis, da er selbst von seiner Nominierung erst kurz vorher erfuhr. Sein Professor und Leiter des Projektes, Prof. Heßling, schlug Sicks für den Award vor. Sicks freut sich über das Preisgeld in Höhe von 1000 Euro und vor allem auch darüber, dass seine Forschung bereits national viel Anerkennung bekommen hat.

Angetrieben durch den Preis und das spannende Projekt arbeitet Sicks nun auch während seines Master-Studiums als Wissen­schaftler in der Gruppe von Professor Heßling weiter und möchte seine Forschungen damit voran­treiben. So könnten, laut Sicks, weitere Forschungen darauf ausgelegt sein, den Beatmungs­tubus nicht nur bakterien‑, sondern auch virenfrei zu halten, was gerade in Zeiten von COVID-19 von beson­derer Bedeutung ist.

Textquelle: Franziska Lampert, Technische Hochschule Ulm

Bildquelle: Beatmungs­tubus in Bakterien-Testlösung. Foto: Technische Hochschule Ulm