Eine neuartige Staub- bzw. Atemschutzmaske könnte Pferden mit Asthma – einer verbreiteten Atemwegserkrankung, die oft durch eingeatmete Partikel wie Schimmelsporen in staubigem Heu ausgelöst wird – deutliche Linderung verschaffen.

Die speziell entwickelte Staubschutzmaske bedeckt nur die Nüstern, während das Maul zum Fressen und Trinken frei bleibt. Foto: Screenshot Youtube-Video

Asthma bei Pferden ist – ebenso wie beim Menschen – häufig mit einer allergischen Sensibilisierung gegenüber luftgetragenen Reizstoffen verbunden. Obwohl es eine Reihe von Behandlungsmöglichkeiten gibt, ist die effektivste Strategie nach wie vor einfach: die Exposition gegenüber den auslösenden Partikeln zu minimieren. Dies wird üblicherweise durch Einweichen oder Bedampfen von Heu versucht, um die Staubbelastung in der Luft zu reduzieren. Forscher der Purdue University sind jedoch noch einen Schritt weiter gegangen und haben ein tragbares Gerät entwickelt, das schädliche Partikel herausfiltern kann, bevor sie die Atemwege des Pferdes erreichen.

Das Herzstück dieser Innovation ist ein Pferde-Atemschutzgerät – sprich: eine speziell entwickelte Atem- bzw. Staubschutzmaske, die direkt am Zaumzeug oder Halfter des Pferdes befestigt wird. Das Gerät ermöglicht dem Pferd, gefilterte Luft durch einen Einlass über dem Nasenrücken einzuatmen, während die Ausatmung über Ventile in der Nähe der Nüstern erfolgt.

Stute Leila hat sich beim Foto-Shooting als ,Model' bewährt. Foto: Tim Brouk

Nach Hunderten von Ideen wurden sieben verschiedene Prototypen im 3D-Druckverfahren hergestellt und für verschiedene Pferderassen angepasst. Eine weiche Silikondichtung sorgt für einen sicheren Sitz der Atemschutzmaske, und ein spezieller Filter reduziert Staub und andere Partikel, die die Lunge des Tieres schädigen, deutlich. Der 3D-gedruckte Kunststoff ist flexibel und passt sich bequem der Nase und Oberlippe des Pferdes an.

Die Forscher ließen die Tiere während des Tests verschiedenen Aktivitäten ausgesetzt – insbesondere beim Trinken und Fressen. Sensoren wurden in die Atemschutzmasken eingebaut, um die Partikelkonzentration innerhalb und außerhalb der Maske zu messen.

Wie sich zeigte, ermöglichte das Design es den Pferden, mit der Atemschutzmaske ganz normal zu fressen und zu trinken, was auch in zahllosen Versuchsreihen ausgetestet wurde. Dadurch eignet sich die Maske auch für den Dauereinsatz in staubigen Umgebungen wie Ställen oder Reithallen. Tatsächlich gewöhnen sich die Tiere mit der Zeit an das Tragen der Maske. „Pferde können ihrem normalen Leben nachgehen und die Maske rund um die Uhr tragen – genau das ist das Ziel“, sagte Couëtil.

Das Projekt entstand aus einer interdisziplinären Zusammenarbeit. Dr. Jae Hong Park, außerordentlicher Professor für Gesundheitswissenschaften, arbeitete an der Entwicklung von Beatmungsgeräten für Menschen, insbesondere für Schweißer in Produktionsstätten. Seine Forschung erregte die Aufmerksamkeit von Dr. Laurent Couëtil, Professor für Innere Medizin bei Großtieren an der Veterinärmedizinischen Fakultät, der sich fragte, ob ein ähnlicher Ansatz auch für Pferde zielführend sein könnte.

Neue Dynamik erhielt das Projekt, als Chang Geun Lee, Doktorandin der Gesundheitswissenschaften mit einem Hintergrund in Maschinenbau und Industriedesign, in Parks Labor eintrat. Lee brachte eine einzigartige Kombination aus technischen Fähigkeiten und praktischer Designerfahrung mit, die sich als entscheidend für die Entwicklung eines funktionalen und komfortablen Beatmungsgeräts für Pferde erwies.

Das Team, zu dem auch Laura Murray, RVT und Forschungstechnologin in der Abteilung für Veterinärmedizinische Klinische Wissenschaften, gehört, verbrachte Monate mit der Entwicklung, dem Bau von Prototypen und der Verfeinerung des Atemschutzgeräts. Ihre Bemühungen gipfelten in einem praktischen Werkzeug, das die Lebensqualität von Pferden mit Atemwegserkrankungen – insbesondere solchen, die regelmäßig staubigen Umgebungen ausgesetzt sind – deutlich verbessern könnte.

Tatsächlich sind Pferde mit Asthma vor allem beim Fressen einer besonders großen Reizstoff-Belastung ausgesetzt. Die meisten Pferde fressen Heu, das Staub und andere schädliche Partikel enthält, die beim Fressen durch die Nüstern eingeatmet werden. Manche Pferdebesitzer und -trainer investieren in einen Heubedampfer, der Staub aus dem Heu wäscht, doch die Ausrüstung kostet einiges, und das fortwährende Bedampfen ist zeitintensiv. Andere Besitzer füttern ihre Pferde mit Heupellets, die aber nicht von allen Tieren gut vertragen werden und mitunter die Darmgesundheit beeinträchtigen können. „Die Atemschutzmaske war eine elegante Lösung, um nicht ständig Medikamente einnehmen zu müssen – Medikamente, die teuer sind, aber auch Nebenwirkungen haben können“, so Dr. Couëtil.

Durch die Kombination von Fachwissen aus Gesundheitswissenschaften, Veterinärmedizin und Ingenieurwesen verdeutlicht diese Zusammenarbeit die Leistungsfähigkeit interdisziplinärer Forschung bei der Lösung realer Probleme – und könnte einen bedeutenden Fortschritt in der Behandlung von Asthma bei Pferden darstellen.

Das Forschungsteam prüft nun, ob die Atemschutzmaske für einen breiteren Einsatz verfügbar gemacht werden kann. Das Design wurde mittlerweile patentiert, und Dr. Couëtil hat begonnen, Unternehmen zu kontaktieren, die in die neuen Schutzmasken investieren möchten. „Wir arbeiten mit einem Unternehmen zusammen, das weitere Geräte zur Behandlung von Pferden herstellt, wie zum Beispiel Vernebler“, so Dr. Couëtil. „Sie prüfen derzeit das Gerät und prüfen, ob eine Kommerzialisierung möglich ist. Sie kennen den Markt offensichtlich sehr gut. Es wäre schön, dies als Produkt anbieten zu können, das die Leute kaufen können.“

Hier die Vorstellung der neuen Atemschutzmaske der Purdue University/College of Veterinary Medicine.