Podcasts about perfusionssystem

Seit Einführung der endovaskulären Aneurysmareperatur in den klinischen Alltag ist die Anzahl der elektiv durchgeführten Interventionen deutlich gestiegen. Gleichzeitig ist dieses minimalinvasive Verfahren einem ständigen Fortschritt unterworfen und entwickelt sich stetig weiter. Um diesen Entwicklungen gerecht zu werden bedarf es einerseits einer guten Ausbildung endovaskulärer Chirurgen und interventioneller Radiologen. Andererseits ist es notwendig vor Anwendung am Patienten technische Neuerungen so realitätsnah und umfassend wie möglich zu evaluieren. Industriell gefertigte Modelle und Computersimulatoren bieten zwar eine realitätsnahe Simulation der endovaskulären Eingriffe, sind jedoch aufgrund der extrem hohen Anschaffungskosten kaum in medizinischen Einrichtungen verbreitet und meist auf Industrie gesponsorte Workshops beschränkt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein aortales Gefäßmodell zu entwickeln, welches ein Aortenaneurysma trägt und nach Anschluss an ein Perfusionssystem die Simulation endovaskulärer aortaler Eingriffe ermöglicht, um diese zu trainieren und neue Methoden zu erproben. Das Modell sollte kostengünstig, zugleich aber mit hoher Genauigkeit und ohne großen Aufwand reproduzierbar sein. Prinzip des Modellbaus war es aus dem CT-Datensatz eines an unserem Institut behandelten Patienten mittels gängiger Modelliermittel eine Kopie aus Silikon zu konstruieren. Dabei kamen die Techniken des modernen Formenbaus zur Anwendung um die Reproduzierbarkeit des Modells zu ermöglichen. Für die Erzeugung eines Kreislaufs im Modell wurde eine selbstansaugende Niedervolt-Durchlaufpumpe angeschlossen. Das fertiggestellte Aortenmodell wurde durch zwei erfahrene interventionelle Radiologen hinsichtlich des Realitätsbezugs bei der Simulation von endovaskulären Interventionen evaluiert. Die Bewertung fand nach dem Schulnotenprinzip statt, wobei die Note 1 einem sehr hohen, die Note 6 keinem Realitätsbezug entsprach. Es wurden mehrere Kategorien unterschieden: Die Anatomie des Modells allgemein sowie die Anatomie der Pathologien, die Visualisierung durch verschiedene radiologische Modalitäten (CTA, MRA, Fluorsokopie mit DSA und Roadmap), die Simulation des Workflows, von der Punktion über das Legen der Schleuse bis zur Kontrasmittelinjektion über einen Katheter, sowie insbesondere die Führung des Führungsdrahtes. Ein weiteres Bewertungskriterium war der Erfolg bzw. Misserfolg der Sondierungen aller Gefäßabgänge mittels eines weichen und eines steiferen Führungsdrahtes und frei wählbarer Angiografiekatheter. In diesem Zusammenhang wurde auch die Compliance der Gefäße als Realitätskriterium erfasst. Abschließend wurde der Realitätsbezug des Modells insgesamt bewertet und die Kosten kalkuliert. Zusammenfassend wurde das Modell mit einer Note 2, entsprechend einem hohen Realitätsbezug bewertet. Die Evaluation zeigte die realitätsnahe Visualisierung in allen relevanten radiologischen Modalitäten sowie die gute Simulation von Workflow und Führung des Führungsdrahtes sowie der Angiographiekatheter. Auch die anatomische Realitätsnähe des Aortenmodells wurde von den Radiologen insgesamt positiv bewertet. Allerdings zeigten die wenige Millimeter zu weiten Durchmesser der Gefäßabgänge die Grenzen der verwendeten Herstellungstechnik auf. Diese waren ein notwendiger Kompromiss bei der segmentierten Konstruktion, wodurch zu Lasten der Durchmesser die Reproduzierbarkeit des Modells gewährleistet wurde. Mit einem Bruchteil der Kosten für ein industriell gefertigtes Modell stellt dieses Aortenmodell eine ernst zu nehmende Alternative dar. Es kann sowohl im Ausbildungs- als auch im Forschungsbereich angewendet werden und ist aufgrund seiner Kostengünstigkeit für einen breiten Einsatz gut geeignet.

Die hyperakute Abstossung stellt die unmittelbarste Hürde für die Leber-Xenotransplantation dar. Das Ziel dieser Arbeit war es die Bedeutung verschiedener Zellpopulationen für die Bildung von freien Radikalen während der hyperakuten Abstossung der xenotransplantierten Leber zu untersuchen. Wir befassten uns mit der Frage ob es einen Zusammenhang zwischen der FR-Freisetzung und der hyperakuten Abstossung gibt und welche Zellpopulationen hauptverantwortlich für den oxidativen Schaden während der hyperakuten Abstossung sind. In einem etablierten Xenoperfusions-System wurden Rattenlebern mit Perfusaten bestehend aus gezielt-isolierten Zellgruppen reperfundiert. Hierbei evaluierten wir ein Leukozytenfiltersystem und wendeten zur Thrombozytengewinnung ein validiertes Separations/Zentrifugationsprotokoll an. Sowohl die physiologische Zusammensetzung der Perfusate, als auch die physiologische Funktion der Zellen konnten durch Coulter Counter, P-Selektin Flowzytometrie und histologische Untersuchungen gewährleistet werden. Zur Erfassung der FR-Produktion, wurden die Lipidperoxidation, NO Abbauprodukte anhand der Griess–Reaktion, Peroxynitrikonzentration und der antioxidative Status mittels Glutathionkonzentration analysiert. Durch die Verwendung dieser Messmethoden, ließen sich freie Radikale nicht direkt messen und mögliche Zwischenprodukte oder Reaktionsschritte nicht vollständig erfassen, aber die Bestimmung derer stabilen Endprodukte bot uns die Möglichkeit auch ohne Hinzufügen von Chemikalien in das Perfusionssystem ein umfassendes Bild des oxidativen Stresses zu erfassen. Die Organfunktion wurde mittels der Galleproduktion und der Freisetzung von Leberenzyme kontrolliert. Der Potaldruck war ein wichtiger Messparameter für die Makrohämodynamik. Nach Ende der Perfusion wurden Gewebeproben zur histologischen Aufarbeitung mit der HE-, Esterase- und Komplementfärbung zum Nachweis der hyperakuten Abstossungsreaktion entnommen. Folgende Ergebnisse konnten wir zusammenfassend aus unseren Daten gewinnen: In unserem Modell der perfundierten Rattenleber gab es einen signifikanten Unterschied bezüglich der Freisetzung von ROS/RNS zwischen der isogenen und xenogenen Reperfusion mit Vollblut. In den xenogen perfundierten Gruppen hatten wir trotz Zeichen einer Komplementaktivierung, d.h. einer hyperakuten Abstossung, in den Versuchsgruppen mit geringen FR-Konzentrationen eine Reduktion der Leberschäden beobachtet. Wir konnten daraus folgern, die ROS-Bildung im engen Zusammenhang mit der Leberfunktion, dem Zellschaden und der hyperakuten Abstoßungsreaktion stand. Wir konnten in unserem Modell nun erstmals zeigen, dass die Aktivierung des Komplementsystems nur bei gleichzeitiger Anwesenheit von Leukozyten zur Freisetzung von radikalen Stickstoff- und Sauerstoffspezies führt, die dann wiederum die Schädigung des Gewebes und die Dysfunktion des Transplantates verursachen. Es gab signifikante Unterschiede zwischen den untersuchten Zellpopulationen hinsichtlich der Freisetzung von FR in unserem Xenotransplantations-Modell. Unsere Daten weisen darauf hin, dass in der Frühphase der hyperakuten Abstossung weder Erythrozyten noch Thrombozyten oder Hepatozyten eine große Rolle in der Freisetzung von FR spielen. Es ließen sich in den Erythrozyten-und Thrombozytengruppen keine signifikanten Unterschiede zur isogen perfundierten Kontrollgruppe finden. Hauptsächlich für den oxidativen Schaden - also Freisetzung von ROS und RNS - verantwortlich waren in unserem Modell die Leukozyten und in einem geringeren Maße die Kupfferzellen, aber nur in Kombination mit den Leukozyten. Die Leukozytendepletion durch die Filtration wirkte am protektivsten auf die Organfunktion, wogegen die Depletion von KC, nur die ROS-Freisetzung reduzierte, aber keinen protektiven Einfluss auf den Grad der hyperakute Abstossung und Organschädigung hatte. Die Anwesenheit von KC dagegen scheinen NO abzufangen und wirken bezüglich RNS protektiv. Unsere Daten tragen zu dem Verständnis der frühen Vorgänge und insbesondere der Rolle der Freien Radikale während der hyperakuten Abstossung in der Xenotransplantation der Leber bei. Eine Inhibierung oder Modulation der ROS-Freisetzung könnte eine viel versprechende Basis für einen therapeutischen Ansatz der hyperakuten Abstossung darstellen. Inwieweit eine gezielte pharmakologische Hemmung der Leukozytenaktivität und der Einsatz von FR spezifischen Scavengern zu einer Verminderung der hyperakuten Abstoßung von Xenotransplantaten bewirken können, bleibt Inhalt künftiger Untersuchungen.

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.