University thesis:
Dissertation, Universität Freiburg, 2021
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Abstract: Mechanische Beatmung zählt zu den wichtigsten lebenserhaltenden Maßnahmen. Dennoch kann sie mit Komplikationen einhergehen. Deshalb steht die Entwicklung protektiver Beatmungsstrategien im Fokus wissenschaftlicher und medizinischer Forschung. Ein Ansatz setzt sich mit dem zeitlichen Verlauf der Exspiration auseinander. Die Exspiration erfolgt hierbei kontrolliert mit einem entschleunigtem Druckverlauf und reduzierten exspiratorischen Spitzenflüssen und nicht wie bei konventionellen Beatmungsmodi passiv, verbunden mit schnellen Druckabfällen und hohen Spitzenflüssen während der Exspiration. Im ersten Teil der Arbeit werden lungenprotektive Effekte verschiedener exspiratorischen Verläufe und die zu Grunde liegenden Mechanismen sowohl im Tiermodell als auch in physikalischen Modellen im Vergleich zu konventionellen Beatmungsmodi, untersucht. Es zeigte sich, dass die Oxygenierung, die CO2-Eliminierung und auch die Dehnfähigkeit der Lunge höher und der Score für inflammatorische Prozesse geringer bei der Beatmung mit kontrollierter Exspiration waren. Dies lässt sich neben einem höheren Mitteldruck und einem höheren mittleren Volumen, auch auf die höhere Homogenität der Beatmung mit kontrollierter Exspiration zurückführen.<br>Im zweiten Teil der Arbeit wird auf die Diaphragmadysfunktion, einer weiteren beatmungsassoziierten Komplikation, eingegangen. Diese „Schwächung“ des Diaphragmas kann bei Inaktivierung, wie z.B. bei längeren Operation unter Narkose auftreten. Im Kleintiermodell sind die Effekte von einer periodischen transkutanen elektromagnetischen Stimulation auf das Diaphragma im Vergleich zur konventionellen Beatmung ohne elektromagnetische Stimulation nach neun Stunden Beatmungszeit untersucht wurden. Es zeigte sich, dass durch die elektromagnetische Stimulation die Diaphragmakraft höher war und auch die Dicke des Diaphragmas größer war bei Tieren, die stimuliert wurden im Vergleich zu nicht-stimulierten Tieren.<br>Diese zwei Ansätze zeigen Strategien zur protektiven Beatmung von Lunge und Diaphragma auf und stellen zugleich die Grundlage für weitere Untersuchungen dar. Zudem wurden Mechanismen der protektiven Effekte bei der Beatmung mit kontrollierter Exspiration offengelegt. So könnten beatmungsassoziierte Komplikationen in Zukunft verringert werden