Gesundheit

Am HZI entwickelte App zur Seuchenbekämpfung wird erweitert, um
Verbreitung des Erregers zu stoppen

Ende Dezember 2019 wurden erste Fälle von Lungenentzündungen, die durch
ein neuartiges Coronavirus ausgelöst werden, aus der chinesischen Stadt
Wuhan gemeldet. Seitdem traten auf mehreren Kontinenten Krankheitsfälle
mit dem Erreger auf. Strenge Maßnahmen zur Seuchenkontrolle sollen eine
weitere Verbreitung stoppen. Dazu leistet nun auch die am Helmholtz-
Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig entwickelte App
SORMAS (Surveillance, Outbreak Response Management and Analysis System)
einen Beitrag. Die Braunschweiger Forscher haben das mobile
Informationssystem zur Seuchenüberwachung um ein Modul zur Bekämpfung der
Coronavirus-Epidemie erweitert. Das neue Coronavirus-Modul steht in
Nigeria und Ghana, wo SORMAS bereits eingesetzt wird, zur Nutzung bereit.
Es kann in jedem weiteren Land, das SORMAS zukünftig nutzen möchte,
implementiert werden.

Wissenschaftler der Abteilung „Epidemiologie“ am HZI unter der Leitung von
Prof. Gérard Krause haben gemeinsam mit deutschen und internationalen
Partnern das mobile Informationssystem SORMAS entwickelt. Das System wird
als App auf Mobiltelefonen betrieben und eignet sich besonders für den
Einsatz in Regionen mit schwacher Infrastruktur. Mithilfe von SORMAS
können Daten zum Krankheitsausbruch lokal erfasst und an
Gesundheitsbehörden übermittelt werden. So können die Behörden
Risikoeinschätzungen treffen und Maßnahmen zur Seuchenbekämpfung
koordinieren.

„Die aktuelle Epidemie zeigt, wie dringend detaillierte Daten für die
Risikoeinschätzung benötigt werden und auch, wie groß der Bedarf für ein
strukturiertes Management der Eindämmungsmaßnahmen ist“, sagt Krause. Eine
systematische Übersicht hat kürzlich ergeben, dass die Integration eben
dieser beiden Funktionen ein Alleinstellungsmerkmal von SORMAS gegenüber
anderen eHealth-Tools in diesem Bereich ist.

Mit dem neuen Coronavirus-Modul ist die Anwendung für 20 verschiedene
Infektionskrankheiten – darunter Ebola, Lassafieber, Affenpocken,
Vogelgrippe, Denguefieber, Gelbfieber, Masern, Meningitis, Pest, Cholera,
Tollwut und Milzbrand – anwendbar. SORMAS kam bereits erfolgreich bei der
Bekämpfung dreier parallel auftretender großer Ausbrüche in Nigeria zum
Einsatz und wird nun auch in Ghana betrieben.

„Aufgrund des flexiblen ‚Bausteinkonzeptes‘ von SORMAS konnten wir das
spezifische Coronavirus-Modul bereits innerhalb weniger Tage aktivieren“,
sagt die Virologin Dr. Juliane Dörrbecker, die die Konzeption des neuen
SORMAS-Moduls leitete. Das Coronavirus-Modul erlaubt es, auch in
entlegenen Regionen Einzelfälle frühzeitig zu erfassen, klinische Details
und Laborbestätigungen zu dokumentieren, alle Kontaktpersonen prospektiv
zu begleiten und frühzeitig eine Therapie anbieten zu können – für den
Fall, dass sie ebenfalls erkranken. SORMAS regelt diese Prozesse und
generiert zugleich gut validierte Daten in Echtzeit für eine fortlaufende
Risikobewertung auf nationaler und internationale Ebene.

Die Pressemitteilung und weiterführende Informationen finden Sie auf
unserer Homepage: <https://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/news-
detail/article/complete/neues-coronavirus-modul-in-sormas/>

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen
Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was
Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll
den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern.
Das HZI ist Mitglied im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF).
<www.helmholtz-hzi.de>

Deutsche gehen häufiger zum Arzt als die Bürger anderer Industriestaaten.
Laut OECD kam jeder Bundesbürger im letzten Jahr durchschnittlich auf zehn
Arztbesuche, in Frankreich sind es nur sechs und in Schweden sogar nur
drei. Doch auch innerhalb Deutschlands gibt es große Unterschiede: So
nehmen Hamburger 30% mehr ambulante Leistungen in Anspruch als
Brandenburger. Oft wird dieses Verhalten durch eine regionale Über- oder
Unterversorgung  begründet. Eine aktuelle Studie des RWI – Leibniz-
Instituts für Wirtschaftsforschung und der Universität Tilburg zeigt
jedoch, dass die Unterschiede hauptsächlich auf Eigenschaften der
Patienten zurückzuführen sind – und nicht auf die ärztliche Versorgung.

Die wichtigsten Ergebnisse:

• Wie intensiv ambulante Leistungen genutzt werden, unterscheidet sich
stark zwischen einzelnen Regionen in Deutschland. Am stärksten nehmen
Menschen in Hamburg, Berlin und dem Saarland ärztliche Leistungen in
Anspruch, am wenigsten in Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-
Anhalt.

• Die RWI-Studie zeigt, dass dies zu über 90 Prozent auf Unterschiede
zwischen den Patienten zurückzuführen ist. Ein Hauptgrund für das
verschiedene Gesundheitsverhalten sind demnach die jeweiligen
Einstellungen und der Gesundheitszustand der Patienten. Die Zahl und die
Ausstattung der Arztpraxen in der Umgebung spielen dagegen nur eine
geringe Rolle.

• Für die Studie werteten die Autoren die ambulanten Leistungspunkte von
mehr als sechs Millionen Krankenversicherten aus. Dabei untersuchten sie
das Verhalten von Menschen, die innerhalb des Untersuchungszeitraums von
einer Region in eine andere umzogen: Im Durchschnitt nehmen Patienten nach
einem Umzug ebenso viele ärztliche Leistungen in Anspruch wie vorher, auch
wenn sich die ambulanten Versorgungsstrukturen zwischen den Wohnorten
unterscheiden.

• Frühere Studien zeigen, dass sich die ärztliche Versorgung
beispielsweise in den USA und den Niederlanden stärker auf das
Patientenverhalten auswirkt als in Deutschland. Das könnte daran liegen,
dass die Versorgung hierzulande stärker reguliert und auch in abgelegenen
Regionen vergleichsweise gut ist. Zugleich ist das Patientenverhalten kaum
beschränkt – dafür sorgen etwa die freie Arztwahl und die geringen
Zuzahlungen.

• Bei Fachärzten spielt die Versorgung eine größere Rolle als bei
Allgemeinmedizinern. Bei ihnen sind die regionalen Unterschiede von
ambulanten Behandlungen zu rund 32 Prozent auf die Versorgung
zurückzuführen, bei Allgemeinmedizinern nur zu 7 Prozent.

„Unsere Studie macht deutlich, dass ein höheres Angebot an Ärzten nicht
automatisch dazu führt, dass Patienten öfter zum Arzt gehen“, sagt RWI-
Gesundheitsökonom Ansgar Wübker, einer der Autoren der Studie.
„Stattdessen scheinen kulturelle Unterschiede und Einstellungen eine große
Rolle zu spielen. Das zeigt sich zum Beispiel daran, dass Menschen in
Ostdeutschland durchschnittlich deutlich weniger ärztlich behandelt werden
als im Westen.“ Allerdings könnte die ärztliche Versorgung in Zukunft eine
größere Rolle spielen, ergänzt Koautor Martin Salm von der Universität
Tilburg: „Angesichts der demografischen Entwicklung in ländlichen Regionen
dürfte die Frage, ob man zum Arzt geht oder nicht, künftig stärker von der
Versorgung abhängen als bisher.“

Die Analyse basiert auf Daten von 6,3 Millionen Versicherten einer großen
deutschen Krankenversicherungsgruppe. Beobachtet wurden Patienten ab 18
Jahren im Zeitraum von 2006 bis 2012. Darunter befanden sich rund 203.000
Patienten, die im beobachteten Zeitraum umgezogen sind.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Ansgar Wübker, Tel.: (0201) 81 49-242, Ansgar.Wuebker@rwi-
essen.de
Leonard Goebel (Kommunikation), Tel.: (0201) 81 49-210, leonard.goebel
@rwi-essen.de

Originalpublikation:
Dieser Pressemitteilung liegt die Studie „Sources of regional variation in
healthcare utilization in Germany“ von Martin Salm und Ansgar Wübker
zugrunde. Sie ist in der Januar-Ausgabe des Journal of Health Economics
erschienen.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016762961830866X?via%3Dihub

Bei akutem Lungenversagen muss sofort gehandelt werden. In einer solchen
Notfallsituation wird der Patient oft mit einer Herz-Lungen-Maschine
beatmet. Dabei wird das Blut in einem Kreislauf außerhalb des Körpers über
Membranen mit Sauerstoff angereichert und Kohlendioxid abgereichert. Ein
Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
hat neuartige Membranstrukturen entwickelt, die einen schnelleren
Gasaustausch ermöglichen, um die Blutoxygenation für den Erkrankten
schonender zu gestalten.

Schwerkranke Lungenpatienten, die an akutem Lungenversagen leiden, werden
mithilfe eines medizintechnischen Geräts beatmet – Fachleute bezeichnen
diesen Vorgang als extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO), einer
Alternative zur klassischen maschinellen Beatmung. Dabei wird Blut über
eine Kanüle aus dem Körper abgenommen, außerhalb des Körpers mit einem
Membran-Oxygenator mit Sauerstoff angereichert, von Kohlendioxid befreit
und über eine zweite Kanüle wieder in den Blutkreislauf eingeführt. Dieser
Vorgang ist für die Betroffenen außerordentlich belastend und kann nur
über einen kurzen Zeitraum durchgeführt werden.

Asymmetrische Membranstrukturen für einen hohen Sauerstoffaustausch

Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IAP in Potsdam haben es sich zum
Ziel gesetzt, diesen Prozess für Patienten schonender zu gestalten. Im
Auftrag der österreichischen Firma CCORE Technology entwickeln sie
Membranmorphologien, mit denen sich die Beatmungsunterstützung
intensivieren lässt. Kommerzielle Membranen verfügen über eine
symmetrische Struktur und sind für einen langsamen Sauerstoffaustausch
ausgelegt. »Wir konzipieren daher asymmetrische Strukturen, die aufgrund
ihrer Eigenschaften einen wesentlich schnelleren Gasaustausch ermöglichen
als konventionelle Membranen«, sagt Dr.-Ing. Murat Tutuş, Wissenschaftler
am Fraunhofer IAP. »Unser Alleinstellungmerkmal ist es, aus verschiedenen
Polymeren eine gezielte Membranstruktur herstellen zu können.«

Anders als symmetrische Membranen, die in sich homogen sind, zeichnen sich
die asymmetrischen durch ihre inhomogene, uneinheitliche Porosität aus.
Zur Trennschicht hin prägen kleine Hohlräume die Struktur, darunter
befinden sich große, nach unten hin offene Hohlräume. Das Gas kann über
die großen und offenen Hohlräume in die Nähe der Trennschicht schnell
konvektiv transportiert werden, wo es anschließend nur einen kurzen Weg
langsam diffussiv zur Trennschicht über die kleinen Blasen zurücklegen
muss. Anschließend treten die Gase über eine ultradünne Schicht in das
andere Medium über. »Unsere Membranen weisen eine abgestimmte Struktur aus
dem gewünschten Membranmaterial auf. So besitzt unsere Membran einerseits
eine außerordentlich hohe Gasdurchlässigkeit und weist eine hohe
mechanische Stabilität auf und andererseits ist das Membranmaterial inert
und weich zugleich, wie es idealerweise im Kontakt mit Blut sein sollte«,
erklärt der Ingenieur.

Die Struktur wurde zunächst im Standard-Fällverfahren in Flachmembranen
umgesetzt, um später eine einfache und kostengünstige Aufskalierung
umsetzen zu können. Um die gewünschte Morphologie zu erzielen, verwendete
das Forscherteam sowohl konventionelle als auch unkonventionelle Polymere
und passte die Prozessparameter entsprechend an. »Der Sauerstofftransport
wurde unter den vorgegebenen Bedingungen um den Faktor 4 erhöht. Dabei
zeigten die hergestellten Membranen eine Druckstabilität von mindestens 7
bar, in der Regel aber größer 10 bar TMP (Transmembrane pressure)«, so
Murat Tutuş.

Membran in der Aorta platzierbar

Im nächsten Schritt wollen die Forscher die extrakorporale in eine
intrakorporale Blutoxygenation überführen. Das heißt, die Membran aus
Hohlfasern soll so miniaturisiert werden, dass sie sich in der Aorta
platzieren lässt, die einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter hat.
»Die Herausforderung besteht darin, Membranmorphologien zu erzeugen, die
über eine kleine Oberfläche einen sehr hohen Sauerstofftransport
gewährleisten können«, sagt Murat Tutuş. Über Flachmembranen lässt sich
das nicht realisieren, daher passen der Forscher und sein Team die
Struktur an Hohlfasermembranen an. Um dies umsetzen zu können, entsteht am
Institut in Zusammenarbeit mit dem Kollegen Dr. André Lehmann eigens eine
Hohlfaserspinnanlage, die Anfang 2020 ihren Betrieb aufnehmen wird.

Da sich die Membranmorphologien an gewünschte Vorgaben anpassen lassen,
eignen sich die Trennschichten ebenso für andere medizinische Anwendungen,
etwa für die Dialyse oder zur Bestimmung des Blutzuckers. Aber auch der
industrielle Einsatz ist denkbar, beispielsweise können die
Hohlfasermembranen für die Wasseraufreinigung oder als Luftfilter
adaptiert werden.