Flüssigatmung – Sciene Fiction oder Realität?

Im Jahr 1989 erschien James Cameron´s Science-Fiction Film „Abyss – Abgrund des Todes“. In einer Szene wird einem Taucher mittels Flüssigatmung mit Sauerstoff versorgt. Die Lunge wird also mit einer sauerstoffhaltigen Flüssigkeit gefüllt und bezieht daher den lebensnotwendigen Sauerstoff nicht aus der Luft, sondern eben aus dieser Flüssigkeit.

Dabei handelt es sich nicht ganz um reine Science-Fiction. Da die Lunge des menschlichen Fötus im Mutterleib mit Flüssigkeit gefüllt ist, haben Wissenschaftler schon lange vermutet, dass der Gasaustausch auch über mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeiten, die in die Lunge gefüllt werden, möglich sein müsste. Die Forschung zu Flüssigatmung mit Perfluorkarbon begann in den 1960er Jahren im Rahmen des Space Race, als Wissenschaftler nach neuen Methoden suchten, um Astronauten in extremen Umgebungen zu schützen. In den folgenden Jahrzehnten wurden zahlreiche Studien durchgeführt, um die Wirksamkeit und Sicherheit der Flüssigatmung zu untersuchen.

Ein bedeutender Meilenstein in der Geschichte der Flüssigatmung war die Entwicklung von Liquid Breathing Systemen (LBS), die es den Patienten ermöglichten, in einem geschlossenen System zu atmen.
Im Jahr 2000 konnte erstmals in Europa einem erwachsenen Menschen mit Hilfe der Flüssigatmung das Leben gerettet werden. Nachdem die herkömmliche künstliche Beatmung zuvor erfolglos geblieben war, wurden ihm fünf Tage lang zwei Liter „Liquivent“ in die funktionsuntüchtigen Lungen gefüllt und ihm damit das Leben gerettet.

Chemisch gesehen handelt es sich bei den zur Flüssigatmung verwendeten Substanzen um Perfluorkarbone. Diese einfachen chemischen Verbindungen haben eine sehr niedrige Oberflächenspannung. Daher verbreiten sie sich sehr gut in der Lunge. Außerdem haben diese Kohlenwasserstoffverbindungen eine etwa doppelt so hohe spezifische Dichte wie Wasser und können in hohem Maße die Atemgase Sauerstoff und Kohlendioxid aufnehmen.

Perflourkarbone senken sich allein durch ihr hohes spezifisches Gewicht ohne großen Druck in die Lunge. Durch die genannten Eigenschaften verteilen sie sich dort sehr schnell auch in geschädigten Lungenbläschen und können diese so reaktivieren.

Bei totalem Lungenversagen stoßen herkömmliche Beatmungstechniken oft an ihre Grenzen. Der Druck, der damit aufgebracht werden müsste, ist so groß, dass die Lunge dem möglicherweise nicht standhalten kann. Bei spezifischen Krankheitsbildern kann daher eine Beatmung über Flüssigatmung große Vorteile bringen, zumal es sich um eine für die Lunge eine sehr schonende Beatmungsmethode handelt. Der Gedanke von Flüssigkeit in der Lunge als Heilmethode ist durchaus gewöhnungsbedürftig, in bestimmten Fällen aber dennoch vielversprechend.

Tauchen mit Flüssigatmung

Zumindest was das Tauchen betrifft, ist die Flüssigatmung bis heute Science-Fiction – und wird es wohl auch noch eine Weile bleiben. Zum einen würde es dem Taucher ermöglichen, tiefer zu tauchen. Da die Lunge mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird die Atmung durch den höheren Außendruck nicht oder zumindest deutlich weniger beeinträchtigt. Zum anderen könnte ein Taucher auch länger unter Wasser bleiben, da das Perfluorkarbon eine höhere Sauerstoffkapazität hat als Luft. Es gibt jedoch zahlreiche Probleme, die so schnell wohl nicht gelöst werden. Diese reichen von der Verträglichkeit der Flüssigkeit, das Gefühl des Ertrinkens, bis zur Schwierigkeit, das Perfluorkarbon sicher aus dem Körper zu entfernen, wenn der Taucher wieder an die Oberfläche zurückkehrt. Es gibt auch Bedenken hinsichtlich der möglichen Toxizität von Perfluorkarbonen und der Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem.

Auf absehbare Zeit werden wir also auch weiterhin komprimierte Luft in unseren Tauchflaschen haben.

 

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