E-Zigaretten als medizinischer Inhalator

Inhalatoren sind wichtige Therapiebegleiter für beispielsweise Asthma-Patienten, deren Erkrankung zu den häufigsten chronischen Leiden in Deutschland zählen. Sowohl die Therapiemöglichkeiten erweitern sich stetig als auch das Angebot an Inhalatoren.

Thermische Aerosolgewinnung medizinisch nutzen

„Unsere Forschungen drehen sich insofern um die Frage, wie man bestimmte Tröpfchengrößen erreicht, die in den Atemwegen zu sinnvollen Stellen transportiert werden“, so Scheunemann, „ denn je kleiner die im Inhalator gebildeten Tröpfchen, desto tiefer können sie grundsätzlich in die Lunge eindringen.“ Die Tröpfchengröße reguliert also, ob sich Wirkstoffe im Mund, Rachen oder in den Bronchien absetzen. Sind die Wirkstoffe robust gegen thermische Verdampfung, haben sie einen Vorteil gegenüber mechanischen Sprays. Eine genaue Dosierung kann zudem über Mikrocontroller bei elektrischen Inhalatoren erfolgen und reduziert so die Gefahr von Fehldosierungen beispielsweise bei Kindern. Das Team konnte zudem einen Ansatzpunkt für die Verringerung der Schädlichkeit von E-Zigaretten herausfinden. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forscher auf einer Tagung der australischen University of Queensland und online unter dem Titel „Aerosol Generation by Condensation in Laminar Boundary Layers for Inhalers“.

 „Interessant ist die Technologie der thermischen Aerosolgewinnung vor allem, weil die Geräte durch Massenproduktion günstig sind und die Dosierung gut kontrollierbar ist“, erklärt Patrick Scheunemann, Professor des Fachbereiches Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften der Fachhochschule Südwestfalen. Der Maschinenbauprofessor untersucht die Stoffübertragung, Wärmeverteilung und Strömung von Inhalatoren mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und überträgt die Erkenntnisse in strömungsmechanische Simulationsmodelle. Das neuseeländische Team untersucht den anschließenden Eintrag in die menschlichen Atemwege. Mit Hilfe von Magnetresonanztomographie-Aufnahmen von menschlichen Lungen konnten Simulationsmodelle für verschiedene Lungen-Geometrien erstellt werden, die die Aerosolverteilung für männliche und weibliche Lungen unterschiedlichen Alters analysiert.