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Innovative NIV-Therapie mit Auswaschung der Atemwege

Die Effizienz und Verträglichkeit der nichtinvasiven Beatmung (NIV) bei akuter hyperkapnischer Ateminsuffizienz hängt wesentlich von dem Maskendesign ab: Passform, Leckage und Totraum beeinflussen CO2-Rückatmung und Ventilation. Der Artikel stellt ein neues Vollgesichtsmasken-Design mit exspiratorischer Auswaschung vor und fasst experimentelle sowie klinische Daten zu CO2-Clearance, Ventilationseffizienz und Komfort zusammen.

Die NIV ist eine zentrale Therapie der akuten hyperkapnischen Ateminsuffizienz und erfolgt über nichtinvasive Schnittstellen wie oronasale Masken. Die Maskenwahl ist entscheidend für Effektivität, Komfort und Verträglichkeit. Das Maskendesign und -größe beeinflussen Passform, Leckage, Entlüftung und den instrumentellen Totraum. Oronasale Masken verursachen einen zusätzlichen Totraum mit potenzieller CO2-Rückatmung, abhängig von Konstruktion und Leckagen. Eine effektive exspiratorische Auswaschung der oberen Atemwege reduziert die Rückatmung und erhöht den Frischgasanteil im folgenden Atemzug, wodurch die alveoläre Ventilation verbessert werden kann.

Technologie zur Verbesserung der NIV-Versorgung

Die neue, bridge-free Vollgesichtsmaske F&P OptiNIV wurde entwickelt, um die Effektivität der NIV durch eine gezielte Auswaschung der oberen Atemwege zu verbessern. Die patentierte Technologie zielt darauf ab, den Totraum zu reduzieren und durch exspiratorische Auswaschung die Rückatmung von verbleibendem ausgeatmeten Gas zu minimieren.

Das weiche Maskenkissen passt sich an, dichtet zuverlässig auch um nasale und orogastrische Sonden ab und ermöglicht so eine stabile Leckagekontrolle. Durch den freibleibenden Nasenrücken werden Druckstellen in diesem Bereich vermieden und das Kopfband kann weniger straff eingestellt werden. Zusätzlich bietet das Design ein freies, offenes Sichtfeld.

Effekte des neuen Maskendesigns

In einer numerischen Strömungsanalyse1 und in Bench-Tests2 mit 3D-gedruckten Atemwegsmodellen und Atemsimulatoren wurde die CO2-Clearance verschiedener NIV-Maskendesigns untersucht.

Ergebnisse: Die neu entwickelte NIV-Maske zeigte eine signifikant verbesserte Auswaschung des ausgeatmeten Gases. In Simulationen wurde eine Reduktion der CO2-Konzentration um 44% in den Nasenhöhlen und um 28% in den gesamten oberen Atemwegen vorhergesagt.1 In Bench-Tests reduzierte die Maske das rückgeatmete CO2 unabhängig von unbeabsichtigten Leckagen um etwa 44% bei schlechter und bis zu 50 % bei optimaler Passform.2

Beide experimentellen Untersuchungen zeigen, dass das neue Maskendesign mit integrierter nasaler Spülung und optimierter Ausatemführung den internen Totraum reduziert und die CO2-Clearance deutlich gegenüber konventionellen NIV-Masken verbessert.

Abb. 1: Die innovative bridge-free Vollgesichtsmaske F&P OptiNIV mit freiem Nasenrücken und TubeFit™-Abdichtungszonen verringert den instrumen- tellen Totraum, verbessert die Auswaschung und erhöht den Komfort.

In einer randomisierten Pilot-Crossover-Studie mit 16 Patientinnen und Patienten mit schwerer stabiler COPD war die neuartige NIV-Maske mit exspiratorischer Auswaschung hinsichtlich der Reduktion des transkutanen CO2 (PtcCO2) vergleichbar mit einer konventionellen Maske (ΔPtcCO2 -0,74 mmHg; 95%-KI -2,81–1,33; p = 0,45). Gleichzeitig zeigte sich eine signifikante Reduktion des Tidalvolumens (-129 ml; p < 0,001) sowie des Atemminutenvolumens (-2,28 l/min; p < 0,001), was – bezogen auf typische Ausgangswerte – einer Größenordnung von rund 20% entspricht. Dyspnoe- und Komfortbewertungen unterschieden sich nicht, trotz höherer Leckage (+8,0 l/min; p < 0,001). Dies weist auf eine effizientere CO2-Clearance bei geringerem ventilatorischen Arbeitsaufwand hin.

Verbesserter Patientenkomfort

In einer Befragung von 104 Pflegefachkräften am Waikato Hospital (Hamilton, Neuseeland), die Rückmeldungen von NIV-behandelten Patientinnen und Patienten zusammenfasste, wurde die neue F&P OptiNIV im Vergleich zu konventionellen NIV-Masken deutlich positiver bewertet. Berichtet wurden ein höherer Patientenkomfort (91%), eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit (96%), eine gesteigerte Maskenfunktionalität (90%) sowie eine verbesserte Therapieabgabe (88%).

Resümee

Die exspiratorische Auswaschung der oberen Atemwege stellt einen funktionell relevanten Ansatz zur Optimierung der NIV dar. Die innovative F&P OptiNIV ermöglicht eine effizientere CO2-Elimination bei reduziertem ventilatorischen Aufwand und könnte damit insbesondere bei COPD-Patienten eine physiologisch günstigere und potenziell schonendere NIV-Therapie unterstützen.

Abb. 2: Die patentierte Technologie der F&P OptiNIV besteht aus drei Merkmalen, die in ihrer Kombination das exspiratorische Auswaschen der Atemwege optimieren (modifiziert nach Kung et al. 20243).

Quellen

  1. Clerk AR, O’Hagan LR et al. Respir Care 2025; 70(7): 801–09. DOI: 10.1089/respcare.12421
  2. Butterworth R, Vieira F et al. Influence of intentional and unintentional leaks and mask design in the clearance of CO2 during non-invasive ventilation: A bench study. Canadian Critical Care Forum; 2024; Toronto, ON, Canada.
  3. Kung S, Semprini A et al. Respir Care 2025; 70(1): 29–37. DOI: 10.1089/respcare.11876