Wo bleibt die künstliche Lunge?

Zusammenfassung

Der maschinelle Gasaustausch ist durch die Erfindung und Anwendung der Herz-Lungen-Maschine traditionell ein Gebiet der Herzchirurgie. Dieses Gebiet wird zunehmend durch andere Disziplinen der Medizin behandelt, trotzdem ist der Herzchirurg selbst oder über eingebundene Kardiotechniker involviert. Auch die Lungentransplantation ist ein Gebiet der Herzchirurgie, und es besteht weiterhin ein gesteigertes Interesse, an dieser Thematik mitzuwirken. Es existiert eine Reihe von Verfahren zum dauerhaften Organersatz, z. B. für Herz und Nieren. Für die Lunge stehen allerdings nur Methoden zur temporären Unterstützung zur Verfügung. Lungenunterstützungsverfahren werden hauptsächlich durch eine Form der extrakorporalen Zirkulation („extracorporeal membrane oxygenation“, ECMO) für einen limitierten Zeitraum von einigen Wochen bis hin zu wenigen Monaten realisiert. Der vorliegende Beitrag gibt einen aktuellen Überblick über den gegenwärtigen Stand der Forschung; auch historische Projekte wie z. B. die peritoneale Lunge werden erläutert. Große Hoffnung liegt in dem kürzlich initiierten und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunktprogramm „Towards an Implantable Lung“. Diese interdisziplinäre Forschungsgemeinschaft wird in den nächsten Jahren verstärkt an der Realisierung einer künstlichen Lunge an mehreren Standorten in Deutschland arbeiten. Aktuell ist allerdings noch keine künstliche, implantierbare und mehr als temporäre Lunge am Horizont zu sehen.

Abstract

The mechanical gas exchange traditionally belongs to cardiac surgery due to the invention and establishment of the heart-lung machine. Even though this field is increasingly being taken over by other medical disciplines, cardiac surgeons are still involved either themselves or through associated cardiac technicians. In addition, lung transplantation is another important field of cardiac surgery; therefore, supporting the lungs with a machine is still in the field of interest for cardiac surgeons. Durable artificial organ replacement is an established procedure, e.g. for hearts with assist devices and kidneys with dialysis; however, for the lungs only temporary assist procedures are available. Artificial lung support exists only for relatively short periods of time in the region of weeks or months. The most frequently applied method to support gas exchange is extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). The following article provides an overview of the ongoing research in the field of artificial lungs. In addition, historical approaches of artificial gas exchange, such as the peritoneal lung are also included. The recently established interdisciplinary and multicenter German research project “Towards an implantable lung” will hopefully represent an important step forward. This interdisciplinary research community will intensively concentrate on the realization of an artificial lung; however, currently no durable artificial implantable and more than temporary lung can be seen on the horizon.