Podcasts about perfusionssystems

Störungen in der Mikrozirkulation werden als Ursprung für die Organdysfunktion und letztlich für die Abstoßung von xenogenen Transplantaten angesehen. Nach Evaluierung eines eigens zu diesem Zweck entwickelten Perfusionssystems gelang es, die Mikrozirkulation der Rattenleber ex vivo mittels Intravital-Fluoreszenz-Mikroskopie (IVM) zu beobachten. Um den Einfluss des Gerinnungssystems auf die Mikrozirkulationsstörungen zu untersuchen, wurden die Rattenlebern mit Ratten- (isogen) oder Humanblut (xenogen) perfundiert, die jeweils mit GPI 562, einem GP IIb/IIIa-Antagonist, oder Hirudin behandelt wurden, quantifiziert werden16. Hierdurch konnte nachgewiesen werden, dass für die Mikrozikulationsstörungen der Leber, die nach Hemmung des Gerinnungssystems fortbestehen, die Akkumulation von Leukozyten, als auch die Aggregation von Thrombozyten verantwortlich sind.

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.

Hintergrund: Der Ischämie-Reperfusionsschaden ist ein unspezifischer, Antigen unabhängiger pathophysiologischer Prozess, welcher bedeutenden Einfluß auf das Überleben transplantierter Organe hat. Antithymozyten-Globuline (ATGs) werden als Immunsuppressiva in der Therapie akuter Abstoßungsepisoden und zur Unterdrückung der Graft vs Host Disease sowie hämatologischer Funktionsstörungen eingesetzt. ATGs führen zu Apoptose und Komplement vermitteltem Zelltod, wobei die direkte Bindung an Adhäsionsmoleküle die Leukozyten-Adhäsion hemmt. Wir haben mittels Zytologie, Histologie und Immunhistochemie den Einfluß dreier verschiedener ATGs auf die Mikrozirkulation sowie die unterschiedlichen Zellsubpopulationen nach Ischämie/Reperfusion untersucht. Material und Methoden: Arterie und Vene der Extremitäten von Affen (M. fascicularis) wurden isoliert, mit 4 C° kalter Ringer-Laktatlösung gespült und nach einer Ischämiezeit von einer bzw. zwei Stunden über die femorale bzw. brachiale Arterie mit Blutgruppen-kompatiblen Humanblut reperfundiert. Dem mit Krebs-Henseleit-Puffer auf einen Hämatokrit von 30% verdünntem Blut wurden ATGs 20 Minuten vor der Reperfusion zugefügt. Die Perfusion wurde mit Hilfe eines Perfusionssystems rezirkulierend durchgeführt. Die Extremitäten (n=60) wurden entsprechend dem Versuchsansatz vier verschiedenen Gruppen zugeteilt: Biotest-ATG Gruppe (n=16), Fresenius-ATG Gruppe (n=16), Merieux-ATG Gruppe (n=12) und eine Kontroll-Gruppe (ohne ATG; n=16). Während der Perfusion wurde die Mikrozirkulation der perfundierten Muskulatur mittels Intravital-Mikroskopie untersucht. Neben der Bestimmung hämatologischer Parameter, wurden die Anzahl der Rot Blutzellen (RBZ), weiß Blutzellen (WBK), Thrombozyten sowie die Hämatokrit- und Hämoglobinspiegel im Perfusat zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt. Zytologische Untersuchungen und zyto-immunologisches Monitoring (CIM) wurde in Blutproben, welche zu unterschiedlichen Zeitpunkten (0,1,5,10,15,30,45,60 Min.) abgenommen wurden, durchgeführt. Nach den Versuchen wurden Biopsien von Muskelgewebe entnommen. Histologische und immunhistologische Techniken wurden angewandt, um den Einfluß der ATGs auf die Integrität des Gewebes und die Infiltration der weißen Blutzellen (WBZ) im vaskulären, perivaskulären und muskulären Gewebe semi-quantitativ zu analysieren. Ergebnisse und Folgerungen: • Die hämatologische Untersuchung ergab eine signifikante Reduktion der zirkulierenden WBZ in den behandelten Gruppen im Vergleich zu der Kontrolle. Die Anzahl der RBZ, sowie der Hämatokrit und der Hämoglobinspiegel waren im Vergleich zur Kontrolle signifikant erhöht. • Die Anzahl zirkulierender Thrombozyten in den ATG-Biotest und Merieux-ATG Gruppen war im Vergleich zu Fresenius ATG Gruppe und Kontrolle signifikant reduziert. • Die zytologische Untersuchung sowie das CIM zeigten signifikante Unterschiede hinsichtlich der Lymphzytotoxizität und der Depletion peripherer Lymphozyten in den ATG Gruppen im Vergleich zur Kontrolle. • Die histologische und immunhistochemische Analyse ergab eine reduzierte vaskuläre und perivaskuläre Infiltration, sowie eine Verminderung der Inflammation des muskulären Gewebes nach Behandlung mit ATG. • Die Expression von IL-4 war in den ATG Gruppen signifikant niedriger als in der Kontrolle.