Flüssigkeitsatmung: Keine Science-Fiction
Was im Hollywoodklassiker „The Abyss“ noch sehr weit hergeholt schien, ist im Laufe der Zeit allerdings bereits in mehr oder weniger greifbare Nähe gerückt.
Die Flüssigkeitsatmung, wurde erstmals durch den Film „The Abyss“ einem breiten Publikum bekannt. Virgil „Bud“ Brigman, dargestellt von Ed Harris, bekommt in James Camerons Science-Fiction-Kultfilm aus dem Jahre 1989 einen experimentellen Tauchanzug zur Verfügung gestellt, durch den ein Taucher mittels Flüssigkeitsatmung mit Sauerstoff versorgt wird. Dieses Verfahren ermöglicht einem Bud einen Tauchgang in hunderten Meter Tiefe, da die Lungenflügel aufgrund der atembaren Flüssigkeit vom zunehmenden Wasserdruck nicht zusammengedrückt werden. 1
Grundlagen der Flüssigkeitsatmung
Bei der Flüssigkeitsatmung wird die Lunge mit einer Flüssigkeit gefüllt, die Perfluorcarbone (PFCs) enthält. Diese PFCs sind in der Lage, sehr hohe Mengen an Sauerstoff zu transportieren, was den Gasaustausch im Körper ermöglicht. Dr. Katrin Bauer von der Technischen Universität Freiberg dazu: „Bei der sogenannten Flüssigkeitsatmung befindet sich in der Lunge keine Luft, sondern eine Flüssigkeit. So können sehr hohe Mengen an Sauerstoff transportiert werden, während der Druck auf die Lunge gering ist.“
Dies könnte es Tauchern ermöglichen, tiefer als die derzeitigen 40 Meter zu tauchen, ohne dass die Lunge durch den äußeren Wasserdruck gequetscht wird.
Medizinische Anwendungen
In der Medizin wird die Flüssigkeitsatmung als potenzielle Therapie für Patienten mit schwerer Ateminsuffizienz, ARDS (Akutes Atemnotsyndrom) und bei Neugeborenen mit Atemproblemen untersucht. Erste Experimente an Mäusen und klinische Studien an Menschen haben gezeigt, dass die Flüssigkeitsatmung tatsächlich möglich ist und in einigen Fällen zur Genesung von Patienten beigetragen hat. Dr. Bauer berichtet jedoch auch von erheblichen Herausforderungen: „Die in der Flüssigkeit enthaltenen Perfluorcarbone können zwar deutlich mehr Sauerstoff aufnehmen als Luft, jedoch beinhalten diese eine größere Menge CO2.“ Dies erschwert das Abatmen des CO2 und belastet den Körper zusätzlich durch das hohe Gewicht der Flüssigkeit. 2
Herausforderungen und Rückschläge
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse gibt es noch erhebliche Herausforderungen. Eine der größten Hürden ist die Langzeitwirkung der Perfluorcarbone. In einigen Fällen wurden gesundheitsschädliche Rückstände des Perfluorcarbons noch nach 10 Jahren in den Lungen der Patienten gefunden. Dies bedeutet einen erheblichen Rückschlag für die Forschung hat dazu geführt, dass Projekte wie das von Dr. Bauer in den Hintergrund gerückt sind.
Zukünftige Forschungsrichtungen
Die Forschung zur Flüssigkeitsatmung ist jedoch noch lange nicht abgeschlossen. Aktuelle Forschungsrichtungen konzentrieren sich auf die Verbesserung von Perfluorocarbons, die Entwicklung besserer Inhalationstechniken sowie die Untersuchung der langfristigen Auswirkungen und der optimalen Einsatzbedingungen. Forscher weltweit arbeiten weiterhin an der Thematik und suchen nach neuen Erkenntnissen und Möglichkeiten, um die Flüssigkeitsatmung sicherer und effektiver zu gestalten. 3
Die Forschung bleibt spannend und es bleibt abzuwarten, welche neuen Erkenntnisse und Durchbrüche in den kommenden Jahren erzielt werden können.
1 The Abyss (1989)
https://de.wikipedia.org/wiki/Abyss_(Film)
2 Janke, Thomas, Schwarze, R., Bauer, K. (2018)
„Qualitative in vitro measurements of dissolved oxygen concentrations in perfluorocarbon during liquid ventilation.“
https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/279237
3 Katrin Bauer, Thomas Janke & Rüdiger Schwarze (2022)
„Oxygen transport during liquid ventilation: an in vitro study“
https://www.nature.com/articles/s41598-022-05105-1
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