Leuchtender Beatmungstubus soll Infektionen reduzieren

Jedes Jahr infizieren sich in Deutschland rund 420.000 Personen mit „Krankenhauskeimen“, von denen der antibiotikaresistente Staphylococcus aureus der bekannteste, aber nicht der einzige ist. Diese Infektionen führen zu längeren Krankenhausaufenthalten, höheren Kosten und in geschätzten 7500 Fällen allein in Deutschland jährlich zum Tod.

Auf Intensivstationen führt die künstliche Beatmung am häufigsten zu solchen Infektionen. Der Patient erhält einen 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 LED – also mit sichtbarem und damit für die menschlichen Zellen unschädlichem Licht – reduziert beziehungsweise abgetötet werden können, bevor sie in die Lunge gelangen.

Hierzu integrierte Sicks 48 1,6 mm kleine Miniatur-LED 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 sechs bis neun 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.

Laut Sicks können 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.

Den Rahmen für die Forschungsarbeiten der Gruppe von Prof. Martin Heßling im Bereich der Keimbekämpfung mittels sichtbarem Licht bildet das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützte Projekt „Selbstdesinfizierende LED-Endotrachealtuben (LED-ETT)“. In diesem und weiteren Projekten arbeitet Heßling eng mit dem Universitätsklinikum Ulm zusammen.