Zu den interessantesten Anwendungen von 3D Druck im Angesicht der Corona-Krise gehört zweifellos die Möglichkeit, Zubehör für Beatmungsgeräte schnell und kostengünstig zu fertigen. Dabei sind jedoch einige Fallstricke zu beachten, wie wir Ihnen an einem konkreten Fallbeispiel verdeutlichen möchten.
Es war Freitag, der 13.März 2020, als Enrico Castro-Camus, ein mexikanischer Gastwissenschaftler an der Philipps-Universität Marburg, seinem Chef Martin Koch den Vorschlag unterbreitete, improvisierte Beatmungsgeräte zu entwickeln und deren Pläne zu veröffentlichen. Deren Bauteile sollten dann einfach am 3D Drucker zu fertigen seien. Schließlich entwickelten sich gerade in jenen Tagen die Dinge derart dramatisch, dass allgemein befürchtet wurde, die verfügbaren Beatmungsgeräte könnten schon bald nicht mehr für alle Patienten ausreichen. Koch jedenfalls willigte ein und stellte am folgenden Montag (dem 16.März) ein Team für diese neuartige Aufgabe zusammen. Und so entwickelten in jenen Räumen, in denen sich normalerweise alles um Halbleiter-Photonik dreht, Physiker, Maschinenbauer und Informatiker gemeinsam mit Medizinern eigene Konzepte für Beatmungsgeräte.
Schnelle Erfolge dank Schlafmedizin
In der Tat konnte das Marburger Team innerhalb nur weniger Tage einen Protottypen entwickeln, welcher den kontinuierlichen Luftstrom so reguliert, dass er dem Ein- und Ausatmen eines potenziellen Patienten entspricht. Atemfrequenz und Luftdruck lassen sich einstellen. Zudem ertönt ein Alarm, sollte das Gerät einmal ausfallen.
Der entscheidende Hinweis war von einem Kollegen aus dem Schlafmedizinischen Zentrum gekommen, der vorgeschlagen hatte, sogenannte CPAP-Geräte mit einem Zusatzgerät auszustatten. Diese versorgen Patienten mit einem kontinuierlichen Luftstrom, sollten sie etwa im Schlaf unter Atemstörungen leiden. Diese Geräte sind insbesondere in Kliniken und Schlaflaboren weit verbreitet, so dass sie eine gute Basis für eine schnelle Verbreitung versprechen konnten.
Kein Ersatz für eine professionelle Maschine
Allerdings: Mit einer Profi-Ausrüstung kann der Marburger Prototyp keinesfalls mithalten. „Wenn jemand mit blauen Lippen ins Klinikum kommt, muss er an ein professionelles Gerät angeschlossen werden“, so Martin Koch. Erst nach ein paar Tagen, sollte der Patient sich in dieser Zeit erholt haben, könnte dieser Erweiterung übernehmen und die Hightech-Maschine könnte dem nächsten Schwerkranken zur Verfügung gestellt werden.
Tatsächlich erfuhr dieses Konzept sogleich Zuspruch von Oberärzten und Intensivmedizinern. „Bevor ich überhaupt gar keine andere Möglichkeit habe und ein Patient stirbt, würde ich natürlich eure Geräte einsetzen“, hieß es etwa.
Schwachpunkt Zulassungsverfahren
An einen entscheidenden Punkt hatten die Marburger Forscher allerdings nicht gedacht. „Dass wir ein medizintechnisches Gerät bauen, das ein Zulassungsverfahren braucht, diesen Gedanken hatten wir am Anfang gar nicht“, so Martin Koch rückblickend.
So erhielten die Entwickler vom zuständigen Bundesamt für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) die vorläufige Auskunft, die Geräte seien so nicht praxistauglich. Diese würden nicht die nötige Performance liefern, die bei der komplexen Beatmung von Covid-19-Patienten nötig sei. „Zusätzlich bestehen hygienische Bedenken, aufgrund derer eine Gefährdung des anwendenden Personals nicht ausgeschlossen werden kann.“ Darauf antwortete das Marburger Team Anfang April, zumindest die hygienischen Bedenken ließen sich technisch lösen.
Dennoch entschied sich Martin Koch schließlich, die Baupläne vorerst nicht ins Internet zu stellen. Zu groß sei das Risiko, Nutzer könnten diese fehlerhaft nachbauen oder ohne ärztliche Aufsicht verwenden. Letzteres könnte immerhin Menschenleben gefährden.
Zusammenarbeit mit Optik-Firma
Immerhin suchte das Marburger Team die Zusammenarbeit mit einer Optik-Firma, mit deren Hilfe diese Entwicklung doch noch teilweise zur Umsetzung kommen könnte. Diese Firma übernahm schließlich die Entwicklung eines Designs zu einer Erweiterung jener Maschine und führt nun selbst die Verhandlungen mit dem BfArM in Sachen Zulassung.