Katheter mit UV-Licht soll Klinikinfektionen stoppen
Gefahr lauert im Krankenhaus: Jedes Jahr sterben bis zu 20.000 Menschen an Krankenhauskeimen. Ein neuer Katheter soll das ändern. Wird die Technologie mit UV-Licht helfen?
Rund fünf Prozent der Patienten infizieren sich während eines Klinikaufenthalts mit Krankenhauskeimen. Einmalhandschuhe scheinen das zugrundeliegende Hygieneproblem nicht zu lösen, wenn sich dadurch die Desinfektionsfrequenz der Hände reduziert. Der Einsatz von Handschuhen mit antibakteriellen Substanzen stellt auch keine Alternative dar, da diese nur bei bestimmten Erregern wirksam sind.
Die fertigungsbedingt in Einmalhandschuhen auftretenden Löcher von bis zu fünf Mikrometer lassen beispielsweise Pseudomonasbakterien oder Pockenviren oder auch Hepatitiserreger ohne Probleme durch. Auch das Robert Koch Institut (RKI) sieht den Einsatz von Einmalhandschuhen und deren Desinfektion kritisch.
Sicherheit von Patienten gegen Krankenhauskeime muss erhöht werden
Krankenhauskeime, insbesondere multiresistente Erreger, stellen für Patienten sowie für das Gesundheitssystem insgesamt eine große Belastung dar. Eine der häufigsten Ursachen für eine Infektion sind invasive medizinische Geräte wie Katheter.
Viele multiresistente Keime in Krankenhäusern werden von Patienten eingeschleppt, die selbst nicht daran erkranken, weil ihr Immunsystem noch intakt ist. Das Team von Puray hat inzwischen eine kontinuierliche Katheterdesinfektion entwickelt, die mithilfe von UV-C-Licht erfolgt.
Mit einem kleinen, innovativen Gerät bietet das System Patienten mit Dauerkathetern Schutz vor Infektionen, und das ganz ohne den Einsatz von Antibiotika, welche letztlich oft zu Resistenzen führen und auch Organe wie die Leber so stark schädigen können, dass der Patient nur noch mit einer Transplantation gerettet werden können.
Der jetzt neu entwickelte Katheter, der an Hochschule München entstand, wo ab September 2022 die vertiefende Forschung erfolgte, stellt eine durchaus revolutionäre Lösung dar, denn sie löst nicht nur ein großes Problem für die betroffenen Patienten, sondern entlastet in der Konsequenz auch das Gesundheitssystem, indem Kosten für Behandlung von Komplikationen vermieden werden.
Die Herausforderung: eine Wellenlänge festlegen, die die gewünschte Wirkung erzielt, die mit den verfügbaren Materialeigenschaften technisch dauerhaft funktioniert und dem Menschen nicht schadet.
Mittels lichtleitender Fasern gelangt UV-C-Licht an die potenziell infektiösen Stellen, sodass sich der Katheter fortlaufend selbst desinfiziert, wodurch nosokomiale Infektionen, auch als Krankenhausinfektionen bekannt, im Gesundheitswesen erfolgreich bekämpft werden können.
Diese neu entwickelte Technik nutzt UV-Licht mit einer Wellenlänge von 222 nm, um effektiv Bakterien und Viren zu eliminieren, während menschliche Zellen unbeschädigt bleiben. Als Kathetermaterial will man perfluorierte Kunststoffe wie FEP oder Teflon einsetzen, die jedoch aktuell unter Beobachtung der Europäische Chemikalienagentur (ECHA) stehen.
Am Anfang stand die Frage, was man im Krankenhaus verbessern kann
Seinen Anfang nahm die Entwicklung im Jahre 2018 an der Technischen Universität München in einem interdisziplinären Kurs, in dem Teams über eine Observationsphase im Krankenhaus Verbesserungspotenziale identifizieren und dafür technische Lösungen erarbeiten sollten.
Schätzungen des RKIs zufolge sterben in Deutschland jährlich zwischen 10.000 und 20.000 Patienten an Infektionen mit Krankenhauskeimen. Ein großer Anteil dieser Infektionen, etwa 40–60 Prozent, ist mit medizinischen Schläuchen assoziiert, die als Schnittstelle zur Außenwelt dienen und Erregern das Eindringen in den Körper ermöglichen können, was zu schwerwiegenden Komplikationen führen kann.
Das jetzt entwickelte Produkt ist im Grunde ein medizinischer Schlauch, der während der Anwendung am Patienten kontinuierlich mit UV-Strahlung desinfiziert wird, um die gefürchteten nosokomialen Infektionen zu verhindern.
Jetzt arbeitet das Team im Anfang 2024 gemeinsam gegründete Start-up Puray daran, einen Harnwegkatheter zu entwickeln, der Ende 2025 in die klinische Studie gehen soll. Weitere Produkte wie Beatmungsschläuche und Ventrikeldrainagen sind derzeit in Planung.
Verschiedene Publikationen hatten zuvor schon die antimikrobiellen Eigenschaften bestätigt, die Licht einer bestimmten Wellenlänge hat. Auf dieser Basis erarbeitete das Team das Konzept eines neuartigen Katheters, der sich während der Anwendung im Körper aktiv und kontinuierlich desinfiziert.
Preise für die Neuentwicklung
Die Deutsche Gesellschaft für Biomedizinische Technik (VDE DGBMT) und das Aktionsbündnis Patientensicherheit zeichnen den neuen Ansatz aus und stellen im Zusammenhang fest:
Nicht selten stehen Fehler in Zusammenhang mit einer unzureichenden inhärenten Sicherheit und/oder Gebrauchstauglichkeit von Medizinprodukten. Dies bezieht sich sowohl auf die medizinischen Produkte und medizintechnischen Systeme selbst, als auch auf die korrespondierenden Nutzungsprozesse bei der Behandlung von Patienten. Inadäquate Sicherheit oder Gebrauchstauglichkeit von Medizinprodukten erhöht die Wahrscheinlichkeit von Benutzungsfehlern. Die Mängel beziehen sich oft auf die Schnittstelle zwischen technischem System und menschlichem Anwender.
Die gesetzlich geforderte integrierte Sicherheit beim Design von Medizinprodukten wird nicht bei allen Produkten erreicht, obwohl dies häufig durchaus möglich wäre.
Defizite in der Gebrauchstauglichkeit erhöhen die psychische und physische Belastung und vergrößern die Wahrscheinlichkeit von Anwendungsfehlern. Diese beeinträchtigen nicht nur die Patienten, sondern auch das ärztliche, pflegerische oder ggf. technische Personal, das in einen Behandlungsprozess involviert ist.
Zuvor erhielt das Team im Jahre 2021 schon den Strascheg Award, im Jahre 2022 den Health-i Award von „Die Techniker“ und Handelsblatt und im Jahre 2023 den Signal Iduna Health Award. Auch wenn die jeweils ausgelobten Summen jetzt die weitere Entwicklung nicht beschleunigen, helfen sie dabei, das Produkt in der Fachwelt bekannt zu machen.