Veno-venöse extrakorporale Blut-Phototherapie zur Behandlung von Kohlenstoffmonoxidvergiftungen

• Antragstellerin: Dr. Anna Fischbach
• Fachliche Zuordnung: Anästhesiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425351607

Kohlenstoffmonoxid Vergiftungen, kurz CO für „carbon monoxide“ stellen die Haupttodesursache von Intoxikationen dar und führen in den USA jährlich zu mehr als 20.000 Vorstellungen in der Notaufnahme. Die Mortalitätsrate beträgt 1-3%, jedoch übersteigt die Morbiditätsrate mehr als 40%. Patienten, die eine CO-Vergiftung überlebt haben, leiden an neurologischen und kardialen Spätfolgen, die mit einer erhöhten Mortalität verbunden sind. Pro Jahr kommt es zu enormen wirtschaftlichen Einbußen von bis zu 1,3 Billionen Dollar, die aus direkten Kosten für den Krankenhausaufenthalt sowie aus Erwerbsunfähigkeit resultieren. CO wirkt toxisch, indem es durch eine 250-fach höhere Affinität zu Hämoglobin im Vergleich zu Sauerstoff, den Sauerstofftransport im Körper hemmt, was zu einer Gewebehypoxie führt. Das Haupttherapieziel für CO-Vergiftungen ist es, das CO durch Sauerstoff so schnell wie möglich aus dem Körper zu eliminieren. Durch die kompetitive Bindung von Sauerstoff an Hämoglobin, löst sich CO und wird in den Lungen ausgeatmet. Die Halbwertszeit für CO unter Raumluft beträgt 5 Stunden, unter 100% Sauerstofftherapie 2 Stunden und unter hyperbarer Sauerstofftherapie 30 Minuten. Dadurch, dass die hyperbaren Sauerstoffzentren, kurz HBO-Zentren weitläufig im Land verteilt sind, kommt es jedoch oft zu Therapieverzögerungen von bis zu mehreren Stunden. Aufgrund dieser Einschränkungen sind neue Therapiestrategien notwendig, um das Outcome von Patienten mit CO-Vergiftungen zu verbessern. Das Hauptziel dieses Projektes ist es, ein Gerät zu entwickeln, das das Prinzip der Kohlenstoffmonoxid Photodissoziierung und das der extrakorporalen Membranoxygenierung kombiniert, um die Kohlenstoffmonoxid Eliminierungsrate im Vergleich zu einer alleinigen Sauerstofftherapie zu steigern. In vorläufigen Studien, die von Dr. Zazzeron und von Dr. Zapol geleitet wurden, haben wir ein Gerät zur extrakorporalen Kohlenstoffmonoxid Entgiftung entworfen, dass die Halbwertszeit für Kohlenstoffmonoxid in Kleintierversuchen erheblich senken konnte. Um dieses Gerät auch am Großtiermodel und am Menschen einsetzen zu können, sind einige Modifikationen notwendig (Vergrößerung der Beleuchtungs- und Gasaustauschfläche sowie Erhöhung des Blutflusses). Das Gerät wird zunächst hinsichtlich seiner Gasaustauschkapazität sowie seiner CO Eliminierungsrate in einem in-vitro Modell getestet. Anschließend erfolgt die Testung im Schafmodell. Durch dieses Forschungsprojekt antizipieren wir, einen kleinen, tragbaren Prototyp entwickeln zu können, der bereits am Unfallort eingesetzt werden kann, um effizient Patienten mit CO Vergiftungen zu therapieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Warren Myron Zapol