Visual Universitätsmedizin Mainz

Die Arbeitsgruppe Akutes Lungenversagen/Beatmungstherapie untersucht klinisch-orientierte, experimentelle Fragestellungen zur Pathophysiologie und Therapie des akuten Lungenversagens (ARDS, acute respiratory distress syndrome). Schwerpunkte sind u.a.:

  • Beatmungsinduzierter Lungenschaden (VILI, ventilator-induced lung injury)
  • Optimierung der lungen-protektiven Beatmung
  • Sekundärschäden anderer Organsysteme durch ARDS (u.a. Gehirn, Niere, Multiorganversagen)

Aktuelle Fragestellungen

  • Zerebrale Auswirkungen des ARDS
    In Kooperation mit der Arbeitsgruppe Neuroprotektion werden die durch ein ARDS-induzierten inflammatorischen und morphologischen Veränderungen des Gehirns sowie neue therapeutische Strategien untersucht.
  • Sepsis und Beatmung
    Die Sepsis ist eines der häufigsten intensivmedizinischen Krankheitsbilder. In experimentellen Untersuchungen wird der Effekt unterschiedlicher Beatmungsregime in der Frühphase der Sepsis auf die systemische und pulmonale inflammatorische Antwort untersucht.
  • Neue Technologien zur Beatmungsoptimierung
    Die Anwendbarkeit der nicht-invasiv, strahlenfreien elektrischen Bedside-Verfahren elektrische Impedanz-Tomographie (EIT) und Vibration Response Imaging (VRI) zur Optimierung der Beatmung werden evaluiert. Die multiple Inertgas-Eliminationstechnik (MIGET) gilt als experimenteller Goldstandard zur Bestimmung des Ventilations-/Perfusions-Verhältnisses der Lunge. Das innovative, vereinfachte Verfahren per "micropore membrane inlet mass spectrometry" (MMIMS-MIGET) wurde etabliert und in laufenden Studien weiterentwickelt.
  • Atemzyklisches Rekrutieren und beatmungsinduzierter Lungenschaden
    Atemzyklisches Rekrutieren von Derekrutieren erzeugt über atemzyklisch einwirkende Scherkräfte ein Biotrauma und gilt als wichtige Komponente eines VILI im akuten Lungenversagen. Anhand atemzyklischer Schwankungen des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks kann dieses Phänomen in Echtzeit quantifiziert und der Einfluss unterschiedlicher Beatmungseinstellungen und Interventionen untersucht werden.
  • Inhalative Anwendung eines TNF-a abgeleiteten TIP-Peptids im ARDS
    Die inhalative Anwendung des von TNF-alpha abgeleiteten TIP Peptids gilt als innovativer Ansatz zur Behandlung eines Lungenödems im akuten Lungenversagen, welcher aktuell die frühe, klinische Studienphase durchläuft. Im Rahmen von experimentellen Studien wird der Effekt des TIP Peptids in verschiedenen Lungenschadensmodellen und Dosisregimen untersucht.
  • ARDS und Glykokalix-Funktion
    Die endotheliale Glykokalix überzieht das gesunde Gefäßendothel. Pathophysiologische Zusammenhänge zwischen gesteigerter Gefäßpermeabilität, Ödembildung und Schädigung der Glykokalix sind beschrieben. Mit dem Ziel des Erhalts der Glykokalix-Integrität wird experimentell der Einfluss verschiedener Beatmungsmodi und Lungenschadensmodelle untersucht.

Ausgewählte Publikationen:

  • Shi C, Boehme S, Bentley AH, Hartmann EK, Klein KU, Bodenstein M, Baumgardner JE, David M, Ullrich R, Markstaller K
    Assessment of Regional Ventilation Distribution: Comparison of Vibration Response Imaging (VRI) with Electrical Impedance Tomography (EIT).
    PLoS One. 2014; 9(1): e86638

  • Hartmann EK, Duenges B, Baumgardner JE, Markstaller K, David M
    Correlation of thermodilution-derived extravascular lung water and ventilation/perfusion-compartments in a porcine model.
    Intensive Care Med 2013; 39(7): 1313-7

  • Hartmann EK, Boehme S, Duenges B, Bentley A, KLein KU, Kwiecien R, Shi C, Szczyrba M, David M, Markstaller K
    An inhaled tumor necrosis factor-alpha-derived TIP peptide improves the pulmonary function in experimental lung injury.
    Acta Anaesthesiol Scand. 2013; 57(3):334-41

  • Klein KU, Boehme S, Hartmann EK, Szczyrba M, Heylen L, Liu T, David M, Werner C, Markstaller K, Engelhard K
    Transmission of arterial oxygen partial pressure oscillations to the cerebral microcirculation in a porcine model of acute lung injury caused by cyclic recruitment and derecruitment.
    Br J Anaesth. 2013; 110(2):266-73

  • Hartmann EK, Boehme S, Bentley AH, Duenges B, Klein KU, Elsaesser A, Baumgardner JE, David M, Markstaller K
    Influence of respiratory rate and end-expiratory pressure variation on cyclic alveolar recruitment in an experimental lung injury model
    Crit Care 2012; 16(1): R8

Leitung

Priv.-Doz. Dr. med. Erik Hartmann

Universitätsmedizin Mainz
Klinik für Anästhesiologie
Langenbeckstr. 1
55131 Mainz

Mitarbeiter

Priv.-Doz. Dr. med. Marc Bodenstein
Dr. rer. nat. Bastian Dünges
Dagmar Dirvonskis
Dr. med. Andreas Garcia-Bardon
Dr. med. Jens Kamuf
Dr. med. Dipl.-Biol. Alexander Ziebart

Kooperation

Professor James E. Baumgardner

Department of Anesthesiology
and Critical Care
University of Pennsylvania
Philadelphia, USA

Univ.-Prof. Dr. med. Klaus Markstaller
Ass.-Prof. Dr. med. Klaus-Ulrich Klein

Univ. Klinik für Anästhesie, Allgemeine Intensivmedizin u. Schmerztherapie
Medizinische Universität Wien

Priv.-Doz. Dr. med. Matthias David

Klinik für Anästhesiologie und operative Intensivmedizin
KRH Klinikum Siloah, Hannover