Interview mit Prof. Colin E. Sullivan von Kathe G. Henke, PhD, und Amanda J. Piper, PhD erschienen in:
Sleep Tracks, Advance for Managers of Respiratory Care, Dezember 2001*
Wer hat die nächtliche Überdruck-Beatmung = CPAP-Therapie erfunden und entwickelt ?
Colin Sullivan
Wir drucken hier ein Interview der Schweizer-SAS-Selbsthilfegruppe mit dem australischen Schlafmedizinier und Entwickler und Erfinder der CPAP-Therapie ab.
Interview mit Prof. Colin E. Sullivan von Kathe G. Henke, PhD, und Amanda J. Piper, PhD erschienen in:
Sleep Tracks, Advance for Managers of Respiratory Care, Dezember 2001*
Schlafen ! Vielleicht auch träumen ! – Ja, da liegt’s – (Shakespeare, Hamlet)
Sullivan Colin, Pionier der nCPAP-Behandlung und wie es weiterging: Dr. Peter Farrell, ResMed Sydney
Die Geschichte seiner Erfindung, die heute Millionen Menschen zu einem guten Schlaf und normalen Tageslauf verhilft
Heutzutage ist der Gebrauch von nasal Continuous Positive Airway Pressure (nCPAP) für Fachleute eine Routineangelegenheit, um die oberen Luftwege von Patienten diagnostiziert mit Obstruktivem Schlafapnoe Syndrom (OSAS) offenzuhalten. Jedoch war vor 30 Jahren die Tracheostomie (Luftröhrenschnitt) noch die einzige wirkungsvolle Behandlung von OSAS. Wir sprachen in Sydney, Australien mit Prof. Colin E. Sullivan PhD, BSC(Med), MB, FRACP, dem Erfinder des n CPAP, der vor *20 Jahren als erster die Idee hatte, Schlafapnoe auf diese Weise zu behandeln. So erinnert er sich an die Anfangszeiten:
Frage: Wie sind Sie auf die Idee des CPAP gekommen?
Antwort: Nachdem ich in Toronto mit dem Schlafforscher Eliot Phillipson gearbeitet hatte, kehrte ich 1979 nach Australien zurück und setzte meine Forschung an den oberen Luftwegen fort. Mein Interesse galt schon lange den oberen Luftwegen, im speziellen in Bezug auf den >Plötzlichen Kindstod (>SIDS).
Zurück in Australien, konzentrierte ich mich anfänglich anhand von Versuchen an Hunden auf das Vergleichen von Reaktionen auf Blockierungen in der Nase und der Luftröhre. Als Folge dieser Versuche wurden wir ziemlich geschickt im Fertigen von Masken aus Fiberglas für die Schnauze der Hunde. Zur Befestigung der Masken benutzten wir Silastic™ Material. Kurze Zeit später schlossen sich Faiq Issa und Michael Berthon-Jones dem Forschungsteam an, die nun zusammen mit mir am Menschen den Verschluss der Atemwege während des Schlafes erforschten.
1980 hatten wir ein Symposium in Sydney, welches Forscher und Experten aus der ganzen Welt zusammenbrachte und an welchem wir die neuesten Erkenntnisse in Bezug auf Atemprobleme während des Schlafes diskutieren konnten. An diesem Symposium präsentierten die Schlafpioniere Elliot Weitzmann und Christian Guilleminault unabhängig voneinander wunderbar aufschlussreiche fotografische Aufnahmen, welche den Verschluss der oberen Luftwege während des Schlafes aufzeigten. Diese Aufnahmen lösten ausgedehnte Diskussionen unter den Fachleuten aus, ob nun diese Fotos einen passiven Kollaps des oberen Luftweges oder ein aktives Zusammenziehen des Muskels während des Schlafes aufzeigten. Wir fanden die Antwort dazu nicht, doch die Fragestellung fesselte mich.
Die Fragestellung bezüglich des Mechanismus hinter dem nächtlichen Verschluss der Atemwege beschäftigte mich über die nächsten Wochen weiter. Wir setzten unsere Experimente mit Patienten während des NREM und REM Schlafes fort und untersuchten die Reaktionen vor und nach >Tracheostomien. Eines Nachmittages bereiteten wir eine nächtliche Studie an einem Patienten mit schwerer OSA vor, der für eine Tracheostomie vorgesehen war. Er nahm an einer Serie von nächtlichen Studien teil, welche vor und nach dem Eingriff die Atmung auswertete.
Während dem Vorbereitungsgespräch wollte der Patient wissen, ob es irgendeine Alternative zum geplanten Eingriff geben könnte. Mit Blick auf die Schläuche und Masken im Raum habe ich vermutlich laut gedacht und es fiel mir ein, dass Druck auf die oberen Luftwege diese offen halten könnte.
Der Patient war bereit, den Versuch zu wagen, und wir begannen um 3.30h nachmittags die Suche nach geeignetem Material. Wir nahmen einen Schlauch, in welchen wir Löcher schnitten und darin ein Nasenteil mit Silastic Kleber befestigten. Für die Herstellung des nötigen Luftdruckes brauchten wir nun noch ein Gebläse. Wir zweckentfremdeten einen (Blower) welchen wir für die Kalibrierung unseres Fleish Pneumotach benutzten und vermuteten, dass dies funktionieren könnte. Auf diese Weise wurde innerhalb weniger Stunden das erste nasale CPAP Gerät erfunden.
Wir waren sehr vorsichtig und zögerlich, da wir nicht wussten, was wir zu erwarten hatten, wie der Patient reagieren oder ob er sogar „explodieren“ würde. Deshalb hatten wir vor, mit dem angeschalteten Gebläse den Schlaf und die Atmung nur für kurze Zeit aufzuzeichnen und die Reaktionen zu beobachten, um dann mit dem ursprünglichen Experiment fortzufahren. Wir waren nicht gefasst darauf, wie schnell und einfach wir die oberen Luftwege öffnen konnten. Sobald wir den Druck erhöhten, verschwand die Blockierung und der Patient fiel augenblicklich in den >REM Schlaf. Reduzierung des Druckes bewirkte das klassische Muster mit den Atemaussetzern, welche wir beim Patienten in der Nacht zuvor beobachtet hatten. Erneute Erhöhung des Druckes brachte den Verschluss wiederum zum Verschwinden. Nach ein paar Wiederholungen wurde uns klar, welch fantastisches mechanisch-physiologisches Gerät wir nun zur Verfügung hatten, um die Obstruktive Schlafapnoe und ihre Mechanismen zu erforschen. Jedoch war mir zu diesem Zeitpunkt nicht bewusst, dass dieses Gerät für die Langzeitbehandlung von Patienten eingesetzt werden könnte. Ich war einfach nur begeistert über die grosse Anzahl weiterer Experimente, die wir nun aufgrund dieser Entwicklung durchführen könnten.
Obwohl wir ursprünglich geplant hatten, das Experiment mit der Überdruckbeatmung in jener Nacht nur für kurze Zeit durchzuführen, bewog uns das positive Ergebnis bezüglich Schlafqualität und Atmung sowie die gute Tolerierung durch den Patienten, mit dem Versuch für den Rest der Nacht fortzufahren. Weil das Experiment für fünf Minuten gut verlief, bedeutete es ja nicht, dass das nun automatisch auch für fünf Stunden so sein musste.
Sie müssen verstehen, vor 20 Jahren wussten wir, dass die Luftwege kollabieren, aber niemand wusste, wieso das so war. War es ein passiver Kollaps oder war es eine aktive Reaktion? Meine Theorie war die Folgende. Falls das Problem, welches wir beobachten, eine reflexive Reaktion ist, dann würde mit der Zeit eine Anpassung an die Überdruckbeatmung erfolgen. Falls es andererseits ein physiologisches Problem eines passiven Kollapses ist, dann würde CPAP wie eine Schiene funktionieren und keine Anpassung wäre möglich. (Wörtlich: I reasoned that if what we were seeing was a reflexive response, then adaptation to the continuous pressure would occur over time. On the other hand, if it was a physical problem of passive collapse, the >CPAP would act as a splint and no adaptation would be seen.)
Mir war klar, dass wir diese Frage am Ende der Nacht beantworten konnten. Deshalb fuhren wir mit der Überdruckbeatmung fort und der Patient war am Morgen extrem zufrieden und ausgeruht. Das Resultat war sonnenklar und ich wusste sofort, dass es sich um einen passiven Kollaps handelt, weil das andauernde Öffnen der oberen Luftwege so einfach war.
Frage: War Ihnen zu jenem Zeitpunkt bewusst, wie revolutionär Ihre Entdeckung war?
Antwort: Ich war wirklich aufgeregt in jener Nacht. Um vier Uhr morgens hatte ich bereits einen ersten Entwurf eines Berichtes für eine Fachzeitschrift verfasst. Aber etwas später wurde mir die potentielle Bedeutsamkeit unserer Entdeckung klar und ich entschied mich, mit der Veröffentlichung zu warten, bis wir weitere Daten zusammengetragen hätten. Anfangs sah ich diese Technik nur als gewaltiges Forschungsinstrument, welches uns die Möglichkeit gab, den Verschluss der oberen Luftwege an- und abzuschalten, um auf diese Weise die verschiedenen Reaktionen zu messen, ohne dabei die Luftröhre selbst mit einem Eingriff zu verändern.
Deshalb begannen wir sofort mit einer experimentellen Vorgehensweise, und es brauchte mehrere Patienten, bevor wir verstanden, dass dies etwas war, was Patienten bereit wären, längerfristig zu Hause anzuwenden. Tatsächlich war der erste Heimversuch der Hartnäckigkeit unseres ersten Patienten zu verdanken, der darauf bestand, das Gerät zu Hause auszuprobieren. Er war nämlich vom Resultat des Experimentes so begeistert, dass er alles versuchen wollte um eine Tracheostomie zu vermeiden.
Der Wunsch der Patienten, die Erfindung zu Hause langfristig anzuwenden, war ausschlaggebend für uns herauszufinden, wie dies praktisch umgesetzt werden konnte. Auf diese Weise entwickelte sich CPAP von einem interessanten und starken Forschungsinstrument zu einer wirkungsvollen, akzeptierten Heimtherapie.
Obwohl die ersten Geräte noch unpraktisch waren, nahmen die meisten Patienten das Konzept einer auf das Gesicht geklebten Maske, welche an einem Gebläse angeschlossen wird, gut an. Schliesslich spielt es ja keine Rolle, wie unmöglich auch immer sie um zehn Uhr nachts aussehen, wenn sie am nächsten Morgen die Maske spurlos wieder entfernen können. Die einzige Alternative dazu war für die Patienten eine unumkehrbare Tracheostomie. Wir erklärten den Patienten anfänglich, dass wir nicht wussten, wie lange die Therapie wirksam sein würde, und dass ein chirurgischer Eingriff in Zukunft nicht ausgeschlossen werden könnte.
Frage: Welche Art von Gerät stand anfangs zur Verfügung?
Antwort: Wir bauten die ersten Geräte mit einem modifizierten zweistufigen Staubsaugermotor. Zur Befestigung der Maske erprobten wir unzählige Möglichkeiten. Was damals für das Kopfteil am besten funktionierte, war das Innenteil eines Velohelmes. Die Masken produzierten wir in Einzelanfertigung und gaben den Patienten grosse Töpfe Silastic Paste mit auf den Weg, mit welcher sie die Masken ankleben konnten. Später verwendeten wir einen Vortex blower motor, welcher für Zahnbohrer entwickelt worden war und für unsere Zwecke sehr gut funktionierte. 1981 trat Jim Bruderer, ein Schweizer Werkzeugmacher, unserem Team bei. Seine Entwicklungen verbesserten Geräte und Masken für die Heimtherapie enorm. In 1984 hörten wir auf, Masken in Einzelanfertigung zu produzieren. Während 1980 nur eine Handvoll Patienten CPAP Heimtherapie verwendeten, waren es 1985 bereits über hundert.
Seit jenen ersten nächtlichen Experimenten im Jahre 1980 hat CPAP grosse Fortschritte gemacht. Verbesserungen an Geräten und Masken bewirkten mehr Komfort für die Patienten und grössere Akzeptanz. Technologische Entwicklungen wie bilevel pressure, selbstregulierender Druckausgleich, Atemluftbefeuchter und Compliance Kontrolle haben den Nutzen für die klinische Arbeit sowie für die Patienten mit Schlafapnoe weiter vergrössert.
Anmerkung der Autoren: Die Forschungsarbeit, in welcher die ersten Behandlungen mit CPAP an Patienten beschrieben wurde, erschien in: Lancet. 1981;1:862-65, Sullivan CE, ISSA FG, Berthon-Jones M, Eves L. Reversal of obstructive sleep apnea by continuous positive airway pressure applied through the nares.
Dr. Henke ist Vorstandsmitglied der American Sleep Apnea Association, praktiziert am Sleep Disorders Center of Virginia und studierte bei Dr. Sullivan.
Dr. Piper ist Physiotherapist am Centre for Respiratory Failure and Sleep Disorder University of Sydney, Australien. Aus dem Australischen ins Deutsche übersetzt von Monika Bielser, SHG Schlafapnoe Deutschschweiz, Basel
Dr. Peter Farrell
Und wie es weiterging . . . Dr. Peter Farrell übernimmt:
Durch einen Mitarbeiter, Chris Lynch, erfuhr der heutige Vorstandsvorsitzende und Gründer von ResMed Sydney, Dr. Peter C. Farrell von der neuen Erfindung:
„An der Medizinischen Fakultät der Universität Sydney gibt’s einen Pneumologen, der die Schnarchkrankheit mit einem umgedrehten Staubsauger behandelt“, sagte Lynch zu Farrell. „Ich glaube, mit diesem Mann solltest du dich mal unterhalten.“
Damals war Farrell noch für die amerikanische Medizintechnik-Firma Baxter Healthcare tätig und auf der Suche nach innovativen Produkten, die das Unternehmen weiterentwickeln und vermarkten konnte. Der Hinweis auf eine neue, nicht-invasive Behandlungsmöglichkeit der „Schnarchkrankheit“ machte ihn neugierig; denn bis dahin war die >Tracheostomie die einzig wirksame Therapie der obstruktiven Schlafapnoe gewesen. Also liess er sich von Colin Sullivan eines der ersten CPAP-Geräte demonstrieren. Der Urgrossvater der heutigen handlichen, leisen, eleganten Beatmungsgeräte wog fast sieben Kilo, sah aus wie eine Höllenmaschine und machte einen ebensolchen Krach – aber das Gerät funktionierte: Sullivan spielte Farrell eine Videoaufnahme von einem Schlafapnoe-Patienten vor, bei dem während des Schlafs Blutdruck und Herzfrequenz gemessen wurden. Plötzlich begann der Mann zu schnarchen und machte Geräusche wie ein Erstickender. 45 Sekunden lang rang er vergeblich nach Atem. Dann gab er ein lautes, prustendes Schnarchgeräusch von sich und bekam endlich wieder Luft.
Sein Blutdruck und seine Herzfrequenz waren während der Apnoe auf das Doppelte angestiegen. Als nächstes setzte Colin Sullivan dem Mann eine Maske auf und schloss ihn an sein Gerät an – plötzlich normalisierte sich die Atmung des Patienten. Um Farrell endgültig zu überzeugen, senkte er den Druck des Beatmungsgeräts ab: Sofort begann der Mann erneut zu schnarchen, und Blutdruck und Herzfrequenz schossen während der Atempausen wieder gefährlich in die Höhe. Peter Farrell war nicht nur von diesem Gerät beeindruckt, er erkannte auch, dass mit dieser Behandlung das Leben vieler unter der „Schnarchkrankheit“ leidender Menschen über ihre kühnsten (gestörten) Träume hinaus verlängert und erleichtert werden kann.
Als Colin Sullivan ihm erklärte, dass mindestens 2% der Weltbevölkerung an obstruktiver Schlafapnoe litten, stand Farrells Urteil fest: Bei dem neuen Beatmungsgerät handelt es sich offenbar tatsächlich um eine bemerkenswerte Erfindung, die eine wichtige Marktlücke schliessen würde. „Aber ich konnte mir immer noch nicht vorstellen, dass die Leute dieses Ding tatsächlich benutzen würden“, sagte er. Doch auch auf diese Frage wusste Sullivan eine Antwort: Er präsentierte ihm 100 Patienten, die sich ein Leben ohne n-CPAP-Gerät nicht mehr vorstellen konnten und den Lärm und die Unannehmlichkeiten gerne in Kauf nahmen, weil sie jetzt endlich wieder gut schlafen konnten. Einer der Patienten hatte sogar ein Loch in seine Schlafzimmerwand geschlagen und das Gebläse in die angrenzende Garage gestellt, um den Lärm des Geräts zu dämpfen.
Keine Frage: Die CPAP-Therapie war eine bahnbrechende Entdeckung und zudem fast völlig ohne Risiken und Nebenwirkungen; aber sie musste verbessert werden. Zuallererst einmal mussten die Geräte kleiner und leiser werden. Farrell schloss einen Vertrag mit Colin Sullivan und der Universität Sydney ab und begann mit der Entwicklung eines kleineren CPAP-Geräts und einer neuen, bequemeren Maske.
Doch im Jahr 1988 verkaufte Baxter sein Beatmungstherapie-Segment und
hatte daher kein Interesse mehr an dem CPAP-Projekt. Was tun? Farrell erhielt von Baxter ein attraktives Job-Angebot, das er jedoch ausschlug. Stattdessen kaufte er Baxter das CPAP-Projekt ab. Nun hatte er zwar einen Prototyp, aber keine adäquate Produktionsanlage, keine Mitarbeiter und erst recht keinen etablierten Markt, auf dem er sein Gerät verkaufen konnte. Also begab er sich auf Investorensuche und gründete im Jahr 1989 zusammen mit Chris Lynch und Colin Sullivan ein neues Unternehmen: ResMed. Dann ging es Schlag auf Schlag: ResMed verfeinerte und entwickelte die CPAP-Technologie immer weiter, machte sie bequemer und benutzerfreundlicher.
Quelle: Schlafmagazin 04-2009 Marion Zerbst und Werner Waldmann
Interview-Ende
Literatur:
CE, ISSA FG, Berthon-Jones M, Eves L. Reversal of obstructive sleep apnea by continuous positive airway pressure applied through the nares; Lancet. 1981;1:862-65, Sullivan