AIRCHILL-FIRST

Erste gerätespezifische Studie zur Atemwegssicherheit und Leistungsfähigkeit am Menschen

Protokollstatus: Planungssynopse, Version 0.1, 24. August 2026. Keine Rekrutierungsankündigung. Population, Dosis, Fallzahl, Abbruchregeln und Verfahren müssen vor einer klinischen Anwendung mit Behörden, Ethik, Prüfärzten, medizinischem Monitor und unabhängiger Sicherheitsüberwachung abgestimmt werden.

Entwicklungsziel

Gezeigt und quantifiziert werden soll, ob AIRCHILL über einen endotrachealen Beatmungskreislauf eine klinisch nutzbare respiratorische thermische Dosis bereitstellen kann, während Beatmung, Gasaustausch, Atemwegsintegrität und kardiovaskuläre Stabilität erhalten bleiben. Zusätzlich soll geprüft werden, ob kleine akute Veränderungen der Atemwege nach Expositionsende reversibel sind.

Voraussetzungen

Eine Humanexposition beginnt erst nach abgeschlossener einschlägiger Geräteverifikation, Risikomanagement, Bewertung der Biokompatibilität und des Atemgaswegs, eines verlängerten endotrachealen Sicherheitsprogramms an Großtieren sowie eines vereinbarten Wegs für die klinische Prüfung. Mechanistische Ergebnisse aus COLD-DOSE sollen, sofern vorhanden, die Biomarkerwahl unterstützen.

Studiendesign

Prospektive gestufte frühe Machbarkeits- und Sicherheitsprüfung mit Sentinel-Einschluss und unabhängiger Überprüfung jeder Kohorte.

Vorläufige Eskalationsfolge

• Kohorte A: 6–10 Teilnehmende bei −10 °C.
• Prüfung durch ein unabhängiges Safety Review Committee.
• Kohorte B: 6–10 bei −15 °C.
• Unabhängige Prüfung.
• Kohorte C: 6–10 bei −20 °C.
• Erweiterung: ungefähr 20–40 zusätzliche Teilnehmende mit der ausgewählten, qualifizierten Exposition.

Alle Zahlen und Temperaturen sind ANNAHMEN und keine regulatorischen Zusagen. −20 °C ist der derzeit vorläufige untere Sollwert der ersten Generation, weil die zugehörige AIRCHILL-spezifische verlängerte endotracheale präklinische Evidenz am stärksten ist. Daraus wird ausdrücklich keine biologische Schädigungsgrenze für Menschen abgeleitet.

Erste Studienpopulation

Die erste gerätespezifische Studie soll in einer kontrollierten klinischen Umgebung bei intubierten Personen erfolgen, in der Einwilligung, Basisuntersuchung, kontinuierliches Beatmungsmonitoring und Nachuntersuchung der Atemwege möglich sind. Die genaue elektive Population wird mit Prüfärzten und Behörden so ausgewählt, dass fremde Risiken und Verzerrungen möglichst gering sind.

Notfallpatienten nach Herzstillstand sollen nicht zur Entdeckung der grundlegenden Dosis-Wirkungs-Kurve der Atemwege eingesetzt werden. Sie gehören in eine spätere Machbarkeitsstudie nach Qualifikation der gerätespezifischen Exposition.

Primäre Endpunkte

Beatmung und Atemwegsfunktion

• Klinisch relevante, AIRCHILL zurechenbare Behandlungsunterbrechung.
• Atemwegswiderstand und dynamische/statische Compliance.
• Spitzen- und Plateaudrücke der Atemwege.
• Tidal- und Minutenventilation.
• Genauigkeit der FiO₂-Abgabe.
• SpO₂ und arterieller bzw. angemessener Gasaustausch.
• Interventionspflichtiger Bronchospasmus.

Gerätesicherheit

Schwerwiegende gerätebezogene unerwünschte Ereignisse und vorab festgelegte unerwünschte Atemwegs-/Lungenereignisse innerhalb der definierten Nachbeobachtungszeit.

Biologische Sicherheitsendpunkte

• CC16 und vorab bestimmte Marker einer Epithelschädigung.
• Entzündungsbiomarker.
• FeNO, sofern interpretierbar.
• Sekretmenge, Sekretviskosität und Absaugaufwand.
• Optionale Bronchoskopie bzw. Schleimhautbewertung nur bei ethischer Rechtfertigung.
• Bronchoalveoläre Lavage (BAL) oder Sputum nur in einer begründeten mechanistischen Teilgruppe.
• Vorab definierte Bewertung der mukoziliären bzw. Zilienfunktion.

Erholung als Endpunkt

AIRCHILL-FIRST prüft ausdrücklich die Reversibilität. Physiologische und Biomarkermessungen werden nach Ende der Exposition fortgeführt, um festzustellen, ob akute Abweichungen zum Ausgangswert zurückkehren. Anhaltende oder verzögerte Änderungen gelten auch bei klinisch beschwerdefreien Teilnehmenden als Sicherheitssignale.

Kardiovaskuläre Überwachung

Kontinuierliches EKG-/Arrhythmie-Monitoring, Blutdruck- und der Population angepasste hämodynamische Beurteilung sind Bestandteil der Prüfung. Atemwegssicherheit ist nicht das einzige potenzielle Risiko einer Kälteexposition. Externe Studien zu Gesichts-/oronasaler Kaltluft und Herz-Kreislauf-Reaktionen dienen der Gefahrenidentifikation, nicht als unmittelbarer Beleg für einen endotrachealen AIRCHILL-Kreis.

Rekonstruktion der Exposition

Für jede teilnehmende Person werden gespeichert:

• am Gerät eingestellte Solltemperatur;
• inspiratorische Gastemperatur am Patienten;
• absolute Feuchte;
• Gasfluss und inspiratorischer Spitzenfluss;
• Minutenventilation;
• FiO₂;
• Atemwegsdruck und -widerstand;
• Expositionsdauer;
• Unterbrechungen;
• kumulative respiratorische thermische Dosis und Wasserverlust-Dosis;
• Verlauf der Körperkerntemperatur bzw. eines geeigneten Surrogats für die Hirntemperatur.

Die Temperatur allein beschreibt die Exposition nicht ausreichend.

Regeln für die Eskalation

Jede tiefere Temperaturstufe wird erst nach unabhängiger Prüfung der vorherigen Kohorte freigegeben. Das Safety Review Committee erhält je nach Charta verblindete bzw. unverblindete Daten und bewertet unerwünschte Ereignisse, Atemwegsmechanik, Gasaustausch, epitheliäre/entzündliche Antworten, Sekrete und mukoziliäre Befunde, kardiovaskuläre Daten, Erholung und Gerätemängel.

Numerische Abbruchgrenzen müssen im finalen Protokoll für die tatsächliche Population, die Ergebnisse der Geräteverifikation und die medizinisch-regulatorische Abstimmung festgelegt werden. Sie dürfen nicht aus Studien mit gesunden Wintersportlern abgeleitet werden.

Statistischer Rahmen

Dies ist eine Sicherheits- und Leistungsprüfung, keine Wirksamkeitsstudie. Anzugeben sind kohortenspezifische Schätzungen mit Konfidenzintervallen, individuelle Verläufe und Veränderungen gegenüber dem Ausgangswert aus wiederholten Messungen. Die tatsächlich zugeführte Dosis wird zusätzlich zur nominellen Kohortentemperatur als kontinuierliche Variable modelliert. Das Ausbleiben statistischer Signifikanz ist kein Sicherheitsbeweis.

Eine Erweiterungskohorte kann die Präzision für häufigere unerwünschte Ereignisse sowie physiologische/Biomarkerreaktionen verbessern, aber sehr seltene Schäden nicht ausschließen. Im endgültigen Protokoll ist die Logik nachweisbarer bzw. oberer Ereignisraten explizit darzustellen.

Besuchs- und Untersuchungsablauf

Vor der Exposition: Einwilligung/Eignung, pulmonaler Ausgangszustand, EKG/Vitalzeichen, Blut/Biomarker und geplante Atemwegsmessungen. Während der Exposition: kontinuierliche Gerätedaten, Beatmung, Gasaustausch und Herz-Kreislauf-Überwachung. Unmittelbare Erholung: Atemwegsmechanik, Gasaustausch, soweit möglich Beschwerden, Biomarker/Atemwegsbefunde gemäß Plan. Spätere Erholung: wiederholte Biomarker- und Mukoziliaruntersuchungen zu biologisch begründeten Zeitpunkten. Nachverfolgung: verspätete pulmonale bzw. gerätebezogene unerwünschte Ereignisse und bestätigte Erholung.

Mindestdatensatz im CRF

Eignung, relevante Lungen-/Herzanamnese, Indikation des Eingriffs, Ausgangsbeatmung, Expositionsdaten, sämtliche Geräteeinstellungen, Temperatur/Feuchte, Atemwegsmechanik, Blutgase, Oxygenierung, EKG/Vitalzeichen, Biomarker, Sekrete/Absaugen, Bronchoskopie/BAL falls erfolgt, mukoziliärer Endpunkt, Begleitmedikation, unerwünschte Ereignisse, Gerätemängel, Protokollabweichungen und Erholungsstatus.

Registrierungsfähige Ergebnisdefinitionen

Vorgeschlagener primärer Sicherheits-/Leistungsendpunkt (ANNAHME): Auftreten eines vorab festgelegten AIRCHILL-bezogenen Sicherheitsereignisses der Atemwege oder Beatmung von der Exposition bis zum definierten akuten Erholungsfenster. Die endgültige Definition sollte klinisch relevanten Bronchospasmus, Unterbrechung aus respiratorischen Sicherheitsgründen, bedeutsame Verschlechterung von Atemwegsdruck/-widerstand/Compliance oder Gasaustausch sowie schwerwiegende gerätebezogene unerwünschte Ereignisse erfassen. Alle Einzelkomponenten sind separat auszuweisen.

Wichtige sekundäre Endpunkte: kontinuierliche Atemwegsmechanik, Tidal-/Minutenventilation und Genauigkeit der FiO₂-Abgabe, arterieller bzw. geeigneter Gasaustausch, Veränderungen von CC16 und epithelialen/entzündlichen Markern gegenüber Ausgangswert, Sekret-/Absaugaufwand, Erholung der Mukoziliar-/Zilienfunktion, kardiovaskuläre Ereignisse, Gerätemängel, zugeführte thermische Dosis, thermische Reaktion und Anteil mit Rückkehr in vorab festgelegte Basis-/Erholungsgrenzen.

Untersuchungsplan

Fallzahl- und Präzisionsplan

Der gestufte Ansatz mit 6–10 Personen je Dosis sowie 20–40 in einer Erweiterungskohorte ist weiterhin eine ANNAHME. AIRCHILL-FIRST ist nicht auf Wirksamkeit ausgelegt. Im finalen Protokoll wird die Kohortengröße anhand der Präzision von Sicherheitsereignisraten und der operativen Eigenschaften von Stoppregeln gewählt. Bei null beobachteten Ereignissen ergibt die klassische Dreierregel ungefähr 3/N als obere 95-%-Konfidenzgrenze der zugrunde liegenden Rate. Das ist eine ABGELEITETE Planungshilfe und kein Beweis für Sicherheit. Exakte binomiale Konfidenzintervalle und Bayes-/sequenzielle Eigenschaften können mit der Statistikfunktion vorab festgelegt werden.

Charta des unabhängigen Safety Review Committee / DSMB

• Unabhängiger Vorsitz, Arzt/Ärztin aus Anästhesie/Intensivmedizin, Fachperson für Lunge/Atemwege und Statistik; Gerätekonstruktionskompetenz bei Bedarf als nicht stimmberechtigte Unterstützung.
• Prüfung jeder Sentinel-Person bzw. -Gruppe sowie formelle aggregierte Prüfung vor den Kohorten bei −15 °C und −20 °C.
• Erhalt von AE/SAE, Gerätemängeln, Beatmung/Gasaustausch, Hämodynamik/EKG, Atemwegsmechanik, Biomarkern, Sekreten/Mukoziliarbefunden und Erholungsverläufen.
• Befugnis zum Fortsetzen, Erweitern, Ändern der Expositionsdauer, Zurückstufen, Pausieren oder Beenden.
• Keine Eskalation, während ein möglicherweise zusammenhängendes schwerwiegendes Ereignis oder ein ungeklärtes verzögertes Atemwegssignal untersucht wird.
• Dokumentierte Empfehlung vor Öffnung der nächsten Kohorte.

Abbruchregeln auf Protokollebene

Die individuelle Exposition wird beendet, sobald eine vorab festgelegte klinisch relevante Verschlechterung von Beatmung/Gasaustausch, Bronchospasmus, Atemwegsdruck/-widerstand, Kreislaufstabilität, wesentlicher Gerätefunktion oder ein anderes vom Prüfarzt definiertes Sicherheitsereignis auftritt. Die Eskalation wird pausiert bei zusammenhängendem SAE, wiederholten klinisch wichtigen Ereignissen, unerwarteten epithelialen/mukoziliären Schädigungsmustern, fehlender Erholung innerhalb des definierten Fensters oder einem Gerätemangel mit Potenzial für schwerwiegenden Schaden. Exakte numerische Grenzen sind weiterhin eine DATENLÜCKE bis zur Festlegung von Population, Geräteverifikation und Behörden-/Ethikabstimmung.

Kriterien für den Übergang zur nächsten Stufe

Das Programm kann zur Notfall-Machbarkeitsprüfung übergehen, wenn die qualifizierte AIRCHILL-Einstellung reproduzierbar zugeführt werden kann, die wesentliche Beatmungsfunktion erhalten bleibt, akute biologische/physiologische Reaktionen akzeptabel sind, die Erholung den vorab definierten Sicherheitskriterien entspricht und keine ungeklärten gerätebezogenen Sicherheitsmuster vorliegen.

Die erste Notfallkohorte erhält anschließend die bereits qualifizierte Exposition. Eine gleichzeitige Eskalation zu einer noch kälteren Einstellung erfolgt nicht.

Regulatorische Rolle

AIRCHILL-FIRST soll direkte gerätespezifische Humandaten für die klinische Bewertung/Risikomanagementakte und nachfolgende Notfallprüfungen liefern. Externe Studien zu Kaltluftbelastung und Sportlern stützen Stand der Technik und Gefahrenidentifikation. Verlängerte endotracheale AIRCHILL-Tierstudien liefern präklinische Unterstützung für die vorgesehene Route. Keine dieser Quellen ersetzt den unmittelbaren gerätespezifischen klinischen Nachweis.

Positive Entwicklungsziele

Das Programm soll ein nutzbares Fenster respiratorischer Kühlung beim Menschen belegen und quantifizieren, empfindliche Monitoringendpunkte ermitteln und eine belastbare Brücke zu frühen Notfallstudien schaffen. Die Evidenzgrenzen bleiben transparent, damit spätere Wirksamkeitsansprüche auf einer nachvollziehbaren Sicherheitsgrundlage beruhen.

Deutsche Arbeitsübersetzung der englischen Originalfassung. Keine Rekrutierung oder Zulassung, medizinische, ethische und regulatorische Endprüfung ausstehend.