Der leuchtende Beatmungstubus mit Miniatur-LEDs soll Krankheitserreger mit blauen LEDs reduzieren beziehungsweise abtöten.
Jedes Jahr infizieren sich in Deutschland ca. 420.000 Personen mit den so genannten „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 % 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 € 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.
Quelle: Technische Hochschule Ulm
