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Herzchirurgische Eingriffe prädisponieren zu einer postoperativen systemischen Entzündungsreaktion (SIRS). Das ausgedehnte chirurgische Trauma, die Ischämie mit nachfolgender Reperfusion während extrakorporaler Zirkulation und der Fremdoberflächenkontakt durch Einsatz der HLM tragen dazu bei. Trotz Fortschritten auf den Gebieten der Pharmakologie, der Perfusions-Technologie, des kardiovaskulären Monitorings und der anästhesiologischen und chirurgischen Techniken kommt es bei einem kleinen Teil der Patienten zu einer schweren SIRS, dessen Ausmaß mit der Anzahl postoperativer Komplikationen korreliert und in abgeschwächter Form bei jedem Patienten auftritt. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss des ω-3-haltigen Omegaven® auf die systemische Entzündungsreaktion im Vergleich zu Sojabohnenöl zu untersuchen. Da für den Einsatz von ω-3-Fettsäuren ein hemmender Effekt bei der Entstehung einer SIRS und der beteiligten Mediatoren in einer Reihe von Studien belegt wurde, war eine Studie zum Einfluss auf den Katecholamin- und Volumenbedarf von Bedeutung. Dafür wurde eine randomisierte, doppelblinde, plazebokontrollierte Interventionsstudie an 40 kardiochirurgischen Patienten durchgeführt, die sich einer Bypass-Operation unterzogen. Die Probanden der Verumgruppe erhielten perioperativ vier Infusionen mit Omegaven®, um einen schnellen Einbau in die Zellmembran zu gewährleisten. Die Gesamtmenge der applizierten Katecholamine in den ersten 48 Stunden nach Operation war in der Verumgruppe merklich geringer als in der Plazebogruppe, allerdings war der Unterschied statistisch nicht signifikant. Die Flüssigkeitsbilanz und die Volumensubstitution waren in beiden Gruppen nahezu identisch. Auch die anderen Wirksamkeitsparameter wie kardiale Arrhythmien, Volumengabe, maschinelle Beatmung, hämodynamische Parameter, Intensiv- und Krankenhausverweildauer und die Erfassung der Erkrankungsschwere durch SAPS II und TISS Score zeigten keine relevanten Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen. Insgesamt lässt sich feststellen, dass die meisten Patienten dieser Arbeit präoperativ eine normale kardiale Pumpfunktion und keine wesentlichen Begleiterkrankungen hatten und damit kein erhöhtes Risiko für das Auftreten eines SIRS bestand. Eine Reihe von Autoren haben eine eingeschränkte linksventrikuläre Pumpfunktion (EF 97 min) als die wesentlich Risikofaktoren für das Auftreten eines SIRS beschrieben. Sicherlich wäre der Katecholaminbedarf bei der Wahl einer Patientengruppe mit höherer Einschränkung der EF von unter 40 % wesentlich höher. Neben den relativ gesunden Patienten ist die geringe Fallzahl dieser Singlecenter Studie bestimmt limitierender Faktor für ihre Aussagekraft. Anstelle der ungünstigen Datenerhebung durch ein Singlecenter wäre eine größere Fallzahl mit einem Multicenter-Design und Patienten, die ein höheres Risiko für die Entstehung einer SIRS haben, zu fordern. Die Anwendersicherheit und Verträglichkeit von ω-3-Fettsäuren an kardiochirurgischen Patienten konnte auch in dieser Studie bestätigt werden. So waren die AEs in Bezug auf die Gesamtzahl aller Patienten und dem geringen Anteil dieser mit AEs in beiden Gruppen vergleichbar. Jedoch waren das Auftreten und die Art unterschiedlich. Bei den meisten Patienten der Plazebogruppe traten die AEs während der Behandlungsphase mit Studienmedikation in Form von Vorhofflimmern auf. Innerhalb der Verumgruppe traten hingegen die AEs meist nach der Behandlungsphase mit Studienmedikation auf und konnten oft in Verbindung mit chirurgischer Intervention und Wundheilungsstörungen gebracht werden. Eine Reihe dieser AEs wie Hämorrhagie, Hämatominfektion und Perikarderguß können mit einer veränderten Blutgerinnung in Zusammenhang gebracht werden, wie sie gewöhnlicherweise nach HLM auftritt. Trotz dem sonst als günstig beschriebenen Einfluss von ω-3-Fettsäuren auf kardiovaskuläre Erkrankungen und die Blutgerinnung traten diese AEs vermehrt in der Verumgruppe auf. Dem unterschiedlichen Zeitpunkt für das Auftreten von AEs, insbesondere dem Einfluss auf eine Entstehung von Vorhofflimmern, sollte in Zukunft mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Ein protektiver Einfluss für das Entstehen von Vorhofflimmern ist in letzter Zeit bereits in mehreren Studien bestätigt worden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass auch diese Arbeit die gute Verträglichkeit und den positiven Einfluss von Omegaven® auf die systemische Entzündungsreaktion bei herzchirurgischen Bypass-Patienten bestätigt.

Der Einsatz der extrakorporalen Zirkulation bei koronarchirurgischen Eingriffen führt durch den Kontakt des Patientenbluts mit der Fremdoberfläche des Perfusionssystems zu einer systemischen inflammatorischen Reaktion (SIRS). Inflammatorische Mediatoren, wie Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α), Interleukin-10 (IL-10), P-Selektin und Stickstoffmonoxid (NO) treten nach kardiopulmonalem Bypass in erhöhten Konzentrationen im Plasma auf. Abhängig vom Schweregrad der durch die extrakorporale Zirkulation ausgelösten systemischen inflammatorischen Reaktion (SIRS) kann diese bei dem Patienten zu der Ausbildung von Funktionsstörungen verschiedener Organsysteme bis hin zum Multiorganversagen führen. Die Beschichtung der inneren Oberfläche der in der Herzchirurgie verwendeten Perfusionssysteme mit Phosphorylcholin (PC) imitiert die Eigenschaften der physiologischen Zellmembran und reduziert die Aktivierung zellulärer und humoraler Bestandteile des Bluts. In der vorliegenden Arbeit wurde in einer prospektiv randomisierten Studie untersucht, ob durch die Beschichtung der inneren Oberfläche des Perfusionssystems mit PC eine reduzierte systemische inflammatorische Reaktion und somit verbesserte Biokompatibilität für den Patienten erreicht werden kann. Hierzu wurden Patienten zur koronarchirurgischen Revaskularisation am kardiopulmonalen Bypass prospektiv in die Studie eingeschlossen und in 2 Gruppen randomisiert. In der einen Gruppe wurde ein mit PC-beschichtetes Perfusionssystem verwendet (PC-Gruppe), während in der Kontrollgruppe ein herkömmliches unbeschichtetes System zum Einsatz kam. In beiden Patientengruppen wurden perioperativ die Plasmakonzentrationen von TNF-α, IL-10 und P-Selektin mittels „Enzyme-Linked Immunosorbent Assay” (ELISA) gemessen. Die Plasmakonzentrationen von Nitrat/Nitrit (NOx) wurden mit Hilfe der Griess-Reaktion bestimmt. Die Plasmakonzentrationen von TNF-α und P-Selektin waren bei Patienten bei denen ein unbeschichtetes System verwendet wurde signifikant höher im Vergleich zu den Patienten bei denen ein PC-beschichtetes System verwendet wurde. In der Kontrollgruppe wurde postoperativ ein Anstieg der IL-10 Plasmakonzentration gemessen, während die Interleukin-10 Konzentration in der PC-Gruppe unverändert blieb. Am ersten postoperativen Tag war die Konzentration von Plasma NOx in der PC-beschichteten Gruppe signifikant erhöht, während sich keine Änderungen der NOx Plasmakonzentration in der Kontrollgruppe feststellen ließen. Im Hinblick auf die prä-und postoperativen klinischen Daten ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen der PC-Gruppe und der Kontrollgruppe. Die hier gewonnen Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Beschichtung des Perfusionssystems mit Phosphorylcholin die Biokompatibilität erhöht und zu einer Reduktion der postoperativen systemischen inflammatorischen Reaktion bei Patienten zur koronarchirurgischen Revaskularisierung am kardiopulmonalen Bypass führt.

Entzündungsreaktionen sind bekannte Folgen der extrakorporalen Zirkulation. Es wurde eine miniaturisierte extrakorporale Zirkulation (MEKZ) ohne Kardiotomiesauger und venöses Reservoir entwickelt, um diese Komplikationen zu verringern. Das geschlossene System mit heparinisierten Schläuchen und einer Zentrifugalpumpe sollte die Entzündungsreaktion nach aorto-koronarer Bypassoperation aufgrund eines geringeren Fremdoberflächenkontaktes reduzieren. Das Ziel dieser Studie war, Inflammationsreaktionen und Operationsergebnisse bei kardiopulmonalem Bypass zwischen einer konventionellen extrakorporalen Zirkulation (KEKZ) und der MEKZ zu vergleichen. Es wurden 30 Patienten (23% weiblich, Alter 67,9 ± 9,0 Jahre) vor einer aorto-pulmonalen Bypassoperation prospektiv randomisiert. Die EKZ wurde dann entweder konventionell oder minimal durchgeführt. Die KEKZ verwendete Rollenpumpen, einen Kardiotomiesauger sowie ein venöses Reservoir und hatte ein Primingvolumen von 1500 ml. Die MEKZ bestand aus einer Zentrifugalpumpe, einem arteriellen Filter, einem heparinisierten Schlauchsystem (Carmeda; Medtronic Inc.) und einem Oxygenator mit einem Primingvolumen von 750 ml. Abgesaugtes Blut wurde reinfundiert, nachdem es in einem Cellsaver gereinigt wurde. Als Marker für die Inflammation wurden IL-2 Rezeptor, IL-6, IL-10, TNF-α Rezeptoren p55 und p75 sowie Leukozyten und CRP an sechs verschiedenen Zeitpunkten perioperativ bestimmt. Sekundäre Zielparameter waren Intubations- und Intensivaufenthaltsdauer, Blutverlust, Fremdblut- und Katecholaminbedarf. Außer einem Herzinfarkt in der KEKZ-Gruppe kamen keine schweren Komplikationen vor. In zwei Fällen gelangte Luft in das geschlossene MEKZ-System und brachte es zum Stillstand. In einem der beiden Fälle geschah dies aufgrund anatomischen Begebenheiten und ist somit nicht vorhersehbar. Dadurch wurden die niedrigen Sicherheitsgrenzen der MEKZ aufgezeigt und die Studie vorzeitig abgebrochen. Begrenzte Entlüftungsmöglichkeiten und Schwierigkeiten des Volumen-Management in Gegenwart massiver Blutungen, erschwerten zusätzlich die Arbeit des Operateurs mit dem MEKZ System. Die statistische Analyse bei Messwertwiederholung zeigte, dass kein einziger Entzündungsparameter zwischen beiden Gruppen signifikant unterschiedlich war. Auch klinische Parameter zeigten keinerlei signifikante Unterschiede. Der Gebrauch der MEKZ beeinflusste die Entzündungsreaktion nicht signifikant und führte auch nicht zu Verbesserung klinischer Größen wie Blutverlust, Fremdblutbedarf, Intubationsdauer oder Intensivaufenthalt. Die Sicherheitsrisiken in Bezug auf Volumenmanagement und Luftembolien sind in diesem System so nicht vertretbar. Es bedarf weiterer Studien an modifizierten Systemen mit höherer Patientensicherheit, um klinische Vorteile für den herzchirurgischen Patienten klar zu erfassen.