25.05.2023 Ι Ein einzigartiges mobiles Atmungssystem ermöglicht Forschern, Ablagerungen von Aerosolen in der Lunge in neuer Tiefe zu sehen. Das dem menschlichen Atemwegssystem nachgebildete Versuchsinstrument ist im 3D-Druck entstanden. Wei-Chung Su, PhD, hat MALDA (Mobile Aerosol Deposition Apparatus) gemeinsam mit seinem Team an der UTHealth Houston School of Public Health entwickelt.

Die Mobileinheit MALDA ermöglicht Experimente in realen Umgebungen und liefert wertvolle Daten für Gesundheitsstudien, insbesondere zu Lungenproblemen durch Aerosole.

Aerosole in den Atemwegen

Der hochmoderne Mobile Aerosol Deposition Apparatus (MALDA) besteht aus einem Kopf-Atemweg, tracheobronchialen Atemwegen und einem repräsentativen Alveolen-Abschnitt. Das sind winzige Luftsäcke der Lunge, die für den Gasaustausch sorgen. Das System ist mit zwei Partikelmessgeräten gekoppelt. Sie messen die Partikelgrößenverteilung des fraglichen Aerosols in den menschlichen Atemwegen, um die Lungenablagerungen des schädlichen Aerosols in der Umgebungs- oder Arbeitsplatzluft zu untersuchen.

“Durch ein besseres Verständnis der chemischen Zusammensetzung des Aerosols werden wir in der Lage sein, die Inhalationsdosis einiger im Aerosol enthaltener toxischer Substanzen abzuschätzen und dann die Gesundheitsrisiken für Menschen zu bewerten, die beruflich oder in der Umwelt exponiert sind”, so Su.

Aerosol-Studien unter realen Bedingungen

Durch die Platzierung des Atemwegssystems und der Partikelmessgeräte auf einem Laborwagen mit einer batteriebetriebenen Vakuumpumpe ist MALDA vollständig mobil. Dadurch sind die Forschenden in der Lage, Experimente zur Aerosolablagerung in den Atemwegen in jeder realen Umwelt- und Arbeitsumgebung durchzuführen. MALDA ist eine Lösung für aerosolbezogene Gesundheitsstudien, um Daten an unwirtlichen oder gefährlichen Ort zu sammeln.

“MALDA kann nützliche experimentelle Daten für die Gesundheitsforschung liefern, insbesondere für Lungenprobleme, die durch Aerosolbelastung verursacht werden”, sagte Su.

Die “künstliche” Lunge im Einsatz

Die nachgebildeten Atemwege von MALDA reichen bis zur 11. Atemwegsverzweigung, was eine genauere Untersuchung der Aerosolablagerung ermöglicht. MALDA wurde bereits in mehreren Studien zur Umwelt- und berufsbedingten Aerosolbelastung eingesetzt, um die Aerosolablagerungen in den Atemwegen abzuschätzen, darunter Forschungen zu Schweißdämpfen, E-Zigaretten-Aerosol, ultrafeinen Partikeln in der Gemeinde und Aerosol, das bei Zahnreinigungen entsteht. Su und sein Team arbeiten derzeit an der Verbesserung des MALDA-Experiments zur effizienten Erfassung von Aerosolmassen in den Atemwegen.

“Ich bin der UTHealth Houston dankbar, dass sie mir ein fantastisches Forschungsumfeld und Ressourcen zur Verfügung stellt, die es mir ermöglichen, meine Träume zu verwirklichen”, sagte Su. “MALDA wurde nicht in einem Laden hergestellt, sondern in den Labors der UTHealth Houston mit modernster Technologie.”