Philippa Ngaju Makobore entwickelt elektronisch gesteuertes Schwerkraftinfusionssystem (ECGF-IS) in Kampala, Uganda; Sicherheit und Wirksamkeit in zwei Studien belegt
Presseinformation - Elektronisch gesteuertes Schwerkraftinfusionssystem für Entwicklungsländer
Elektronisch gesteuertes Schwerkraftinfusionssystem für Entwicklungsländer
Infusionstherapien werden bei verschiedensten Erkrankungen, Notfallmaßnahmen, Dehydrationen und auch bei Covid-19-Patientinnen eingesetzt. Durch die Verabreichung bestimmter Medikamente und Nährstoffe kann den Patientinnen so schnell geholfen werden. Von den unterschiedlichen Formen von Infusionstherapien kommt die Schwerkraftinfusion am häufigsten zum Einsatz. Hierbei wird den Patient*innen über einen erhöht angebrachten Infusionsbeutel eine mit Salzen, Nährstoffen und Medikamenten angereicherte Flüssigkeit durch einen Infusionsschlauch verabreicht. Im Gegensatz zu Infusionspumpen, über die eine automatisierte Kontrolle der Infusions-Flussrate erfolgen kann, muss die Tropfrate bei der Schwerkraftinfusion manuell eingestellt und permanent kontrolliert werden.
Insbesondere in Entwicklungsländern ist eine ausreichend häufige Kontrolle aufgrund von Personalmangel in den Kliniken nicht immer möglich. Die Folgen sind verheerend: Fehlerhafte Dosierungen können im schlimmsten Fall zum Tod führen – vor allen Dingen bei Kindern, die besonders anfällig für Fehldosierungen sind. Der Einsatz von Infusionspumpen ist aber in Entwicklungsländern aufgrund von unbeständigen Umgebungsbedingungen, wie einer häufig unzureichenden Stromversorgung, nicht möglich. Außerdem sind Handhabung und Reparatur der Geräte kompliziert und teuer.
Um für mehr Sicherheit bei Infusionstherapien zu sorgen, wird im Rahmen des Projekts ECGF-IS (Electronically Controlled Gravity Feed Infusion Set) ein Gerät entwickelt, das eine automatisierte Dosierung der Infusionsflüssigkeit vornimmt. Gemeinsam mit der Initiatorin des Projekts, Philippa Ngaju Makobore, die Forscherin am Uganda Industrial Research Institute in Kampala, Uganda ist, entwickeln die Forscher*innen der Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie PAMB in Mannheim, die zum Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA gehört, ein kostengünstiges elektronisch gesteuertes Schwerkraftinfusionssystem.
Das neue Gerät kann die Tropfen mithilfe eines Sensors selbstständig zählen. Durch einen Aktor, der die bisherige Rollklemme ersetzt, kann außerdem der Infusionsschlauch blockiert werden, sodass eine richtige Dosierung der Medikation sichergestellt werden kann. Verwendet werden kann das neue Tropfsensorsystem ganz einfach, indem es an einen standardmäßigen Infusionsbeutel drangeklemmt wird. Über ein Display kann das medizinische Personal alle wichtigen Einstellungen vornehmen. Das Gerät wird über eine Batterie betrieben. Eine solarbetriebene Ladestation wird aktell entwickelt, sodass es überall einsetzbar ist. Um die Strukturen vor Ort zu stärken, wird bei der Entwicklung außerdem darauf geachtet, dass alle Komponenten des Infusionssystems in Uganda selbst verfügbar sind.
Für diese nachhaltige und innovative Lösung wurden die Wissenschaftler*innen aus Deutschland und Uganda vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF mit dem Deutsch-Afrikanischen Innovationsförderpreis 2020 ausgezeichnet. Nachdem die Sicherheit und Wirksamkeit bereits in zwei klinischen Studien nachgewiesen werden konnten, erfolgt nun die Optimierung des Prototyps. Und auch weitere Kooperationsprojekte und ein akademisches Austauschprogramm zwischen den beiden Ländern sind geplant – um zusätzliche Low-Cost-Medizingeräte zu entwickeln, das Wissen in der Lehre über Medizintechnologie in Entwicklungsländern weiterzugeben und weiterhin eine so leistungsstarke Forschung sicherzustellen.