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Projekt beendet

LED-ETT

Selbstdesinfizierende LED-Endotrachealtuben

Thema Photonik für Lebenswissenschaften

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.04.2019 - 31.01.2023

Projektvolumen 692768

Förderquote zu 100,0 % durch das BMFTR gefördert

Beschreibung

Tödliche Krankenhauskeime – resistent gegen Antibiotika aber nicht gegen Licht?

Jedes Jahr infizieren sich in Deutschland über 400.000 Personen mit den oft besonders Antibiotika-resistenten „Krankenhauskeimen“, von denen der Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) der bekannteste, aber leider nicht der einzige ist. Diese Infektionen führen zu längeren Krankenhausaufenthalten, zu höheren Kosten im Gesundheitswesen und in über 7.500 Fällen jährlich zum Tod.

Auf Intensivstationen ist die künstliche Beatmung einer der Hauptrisikofaktoren für lebensbedrohliche Infektionen. Dem Patienten wird ein sog. Beatmungstubus in die Luftröhre eingeführt, der dort für Tage oder Wochen verbleibt. In dieser Zeit können sich Krankheitserreger auf der Innen- und Außenseite des Tubus vermehren, in die Lunge wandern und dort schwere Infektionen auslösen. Antibiotika helfen hier nur begrenzt; zum einen wegen der möglichen Resistenz der Erreger, zum anderen aber auch, weil die Antibiotika diese Keime im und um den Tubus nicht erreichen.

Überraschenderweise deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass einige dieser gefährlichen, Antibiotika-resistenten Keime jedoch bei Bestrahlung mit sichtbarem, für den Menschen anscheinend harmlosem Licht, absterben.

Leuchtende Beatmungstuben für bessere (Überlebens-) Aussichten

In diesem wissenschaftlichen Vorprojekt wird zunächst die desinfizierende Wirkung verschiedener Lichtwellenlängen und -intensitäten auf eine Reihe von Krankheitserregern, darunter fünf der wichtigsten „Krankenhauskeime“, untersucht. Zusätzlich erfolgen Bestrahlungsversuche mit sichtbarem Licht auf Zellkulturen menschlicher pulmonaler Epithelzellen, d. h. Zellen, die die Oberfläche der Luftröhre bilden, um deren Schädigung auszuschließen.

Auf der Basis dieser Versuche werden dann Beatmungstuben mit eingebauten Mikro-LEDs (LED-ETT) aufgebaut, um zu erforschen, ob sich Keime auf den inneren und äußeren Tubus-Oberflächen sowie ggf. in der Luftröhre so bekämpfen lassen. Zusätzlich sollen geeignete Luftröhrenmodelle entwickelt werden, an denen die LED-ETT und ihre anti-mikrobielle Wirkung getestet werden können.

Verläuft dieses Forschungsprojekt erfolgreich, so wäre das Ziel späterer Forschungsaktivitäten ein System, das während der tage- und wochenlangen Beatmung eines Patienten seine Luftröhre von innen gleichmäßig mit Licht bestrahlen kann, und das die Krankenhauskeime abtötet, ohne den menschlichen Zellen zu schaden.

Zukünftig könnte man Langzeitbeatmungen auf Intensivstationen möglicherweise mit leuchtenden Beatmungstuben durchführen und so die Anzahl tödlich verlaufender Krankenhausinfektionen deutlich verringern. Dies könnte auch Krankenhausaufenthalte verkürzen und zu einer großen finanziellen Entlastung des Gesundheitssystems führen.

Koordinierender Projektpartner

Prof. Dr. Martin Heßling

E-Mail: hessling@hs-ulm.de

Weitere Infos
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