Vobster-Chef bringt Kreislaufgeräte auf die Intensivstation

Die Tauch-Rebreather-Technologie wurde eingesetzt, um das Leben von Intensivpatienten zu retten – dank des Tauchers Martin Stanton, Geschäftsführer des Binnentauchplatzes Vobster Quay in Somerset. 

Der NHS hat gerade die erste Bestellung über 1000 seiner 3CPAP-Beatmungsgeräte aufgegeben, um Patienten mit schweren Atembeschwerden zu helfen.

Stanton hatte die Idee, das jahrhundertealte Prinzip des Sauerstoffrecyclings mithilfe eines Rebreathers – das erstmals im Ersten Weltkrieg von Marinetauchern eingesetzt wurde – auf das NIV-Gerät (Non Invasive Ventilation) anzuwenden, das in der Intensivpflege von Krankenhäusern so wichtig ist Einheiten.

Solche Beatmungsgeräte werden bei etwa 60 % der Patienten mit akuter Lungenentzündung – dem Hauptgrund für die Krankenhauseinweisung von Covid-19-Patienten – sowie bei anderen Erkrankungen wie akuter Grippe eingesetzt. Als Krankenhäuser jedoch zu Beginn der Pandemie einen Mangel an Beatmungsgeräten und Sauerstoff für Patienten meldeten, machte sich Stanton daran, eine Lösung zu finden.

Als gelernter Software-Ingenieur war er zuvor Besitzer und Leiter von Vobster Marine Systems (VMS) und verfügte bereits über langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Rebreathern.

„Was 3CPAP anders macht – und es ist wirklich eine Premiere – besteht darin, dass ein Rebreather CPAP durchführt“, sagte Stanton Divernet. CPAP steht für Continuous Positive Airway Pressure. „Die sauerstoffsparenden Fähigkeiten eines Rebreathers sind gut bekannt, aber der Trick ist: Wie hält man sowohl das Atemvolumen als auch den Atemdruck automatisch aufrecht?

„Bei einem Rebreather ist das Hinzufügen von Volumen einfach – wir verwenden normalerweise ein ADV [Automatic Diluent Valve]. Aber es loszuwerden ist schwieriger. Wir als Taucher lassen das Volumen im Allgemeinen durch unsere Nase oder unseren Mund ab. 

„Das können wir von einem Patienten nicht erwarten, und bei CPAP ist das eigentlich unmöglich, weil man eine versiegelte Maske trägt.“ Die erste Erfindung, die ich patentieren ließ, war ein automatisches Volumenregelventil, das das ideale Volumen im Atemkreislauf aufrechterhält.“

Den Druck aufrechterhalten

Stantons zweite Herausforderung bestand darin, einen Weg zu finden, den Druck im Gerät aufrechtzuerhalten. „CPAP erfordert, dass wir einen konstanten Druck in den Atemwegen ausüben, aber ein Rebreather arbeitet bei Umgebungsdruck“, erklärte er. „Also musste ich eine Möglichkeit entwickeln, einen Druck zu erzeugen, der über dem Umgebungsdruck liegt, aber innerhalb eines geschlossenen Systems. 

„Das war nicht so schlimm, und mit Hilfe des Kabinettsbüros und einiger Freunde hatte ich im April 2020 ein System zum Laufen gebracht. 

„Allerdings muss der Druck während des gesamten Atemzyklus so nahe wie möglich am Zielwert bleiben. Beim Ein- und Ausatmen muss es jedoch möglich sein, den zugeführten Druck in Echtzeit zu ändern, um die Änderungen der zugeführten Drücke auszugleichen. ” Stanton sagt, er habe diesen Aspekt des Systems bis Januar 2021 perfektioniert.

Das Ergebnis, sein leicht zu transportierendes 3CPAP-Beatmungsgerät, verfügt über einen Natronkalkbehälter zur Wiederverwertung des ausgeatmeten Sauerstoffs und kostet etwa 3,300 £ – eine enorme Ersparnis im Vergleich zu den 12,000 £, die ein typisches VC70-Intensivbeatmungsgerät kostet.

Auch die Einsparung an benötigtem Sauerstoff wird deutlich. Ein Standard-CPAP-System könnte 50 Liter Sauerstoff pro Minute verbrauchen, was bei einer durchschnittlichen Abgaberate von etwa 3,000 Litern pro Minute an allgemeine Krankenhäuser im Vereinigten Königreich die Behandlung von nur 60 Patienten ermöglicht. 

„Mit einem Rebreather-basierten System können wir über 1,000 Patienten behandeln“, sagte Stanton. „Das ist relevant, denn das durchschnittliche Krankenhaus in Großbritannien verfügt über 300–400 Betten, und wenn man die Grenzen des Sauerstoffsystems überschreitet, neigt es dazu, abzuschalten – und die Patienten haben überhaupt keinen Sauerstoff mehr.“

Behandlung überall

Ein NHS-Bericht von Ende 2021 zeigte, dass CPAP die Wahrscheinlichkeit, dass ein Patient intubiert wird, um 18 % senkte und das Ergebnis für diejenigen, die eine Intubation benötigten, um etwa 16 % verbesserte, sagte Stanton. Die Überlebenschancen einer Intubation liegen bei Patienten mit akuter Lungenentzündung bei etwa 50-50.

Ein weiterer Vorteil von 3CPAP besteht darin, dass es sogar mit einem Sauerstoffkonzentrator betrieben werden kann, der üblicherweise in Pflegeheimen zur O-Verabreichung verwendet wird₂ für Patienten mit geringen Lautstärken, kann aber in einer klinischen Umgebung nur in Verbindung mit einem Rebreather verwendet werden. 

„Dadurch können wir diese lebensrettende Behandlung überall durchführen, solange wir Natronkalk zur Entfernung des CO haben₂und Macht“, sagte Stanton. „Natronkalk ist immer noch ein Verbrauchsmaterial, aber er ist viel einfacher zu transportieren als Hochdrucksauerstoff.“

Die behördlichen Tests des 3CPAP seien fast abgeschlossen, sagte er, und die Patientenstudien in Großbritannien sollen im August beginnen. Nach Abschluss der NHS-Bestellung beginnen die Bewerbungen für die verschiedenen Zertifizierungen, die für den Export von 3CPAP erforderlich sind.

Das neue System „hat das sehr reale Potenzial, die Verabreichung von akutem CPAP mithilfe von Sauerstoffkonzentratoren beim Transport und in Ländern mit begrenzter Sauerstoffversorgung zu ermöglichen“, sagt das Medical Devices Testing Evaluation Centre.

Stanton, der das Produkt letzte Woche beim Cheltenham Science Festival ausstellte, erhielt von Innovate UK und Millfield Medical Electronics eine Entwicklungsförderung in Höhe von 130,000 £.

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