Hämodynamische Aspekte und Langzeiteffekte eines zum Lungenkreislauf parallel geschalteten Lungenersatzverfahrens an Hand eines Tiermodells der pulmonalen Hypertonie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Lungentransplantation stellt bislang die einzige Therapieoption für Patienten im Endstadium chronischer Lungenerkrankungen dar. Aufgrund der existierenden Organknappheit entstehen lange Wartezeiten und eine damit zusammenhängende hohe Mortalität auf der Warteliste. Es gibt eine Vielzahl an Lungenersatzverfahren, aber keines unterstützt auch gleichzeitig das bei chronisch-terminalen Lungenerkrankungen häufig ebenfalls insuffiziente rechte Herz. Ein etabliertes und sehr breit zum Einsatz kommendes System bei Patienten im Lungenversagen ist eine veno-venöse extrakorporale Membranoxygenation oder kurz ECMO. Sie besteht sehr vereinfacht beschrieben aus einer Blutpumpe und einer Membran, an der der Gasaustausch des Patienten unterstützt wird. Venöses Blut wird aus dem Patienten mit Hilfe der Blutpumpe an der Membran entlang gepumpt und zurück in das venöse System des Patienten infundiert. Besteht allerdings ein Rechtsherzversagen ist eine veno-venöse ECMO nicht applikabel. Isolierte Rechtsherzversagen bei Patienten mit massiver pulmonaler Hypertonie werden vereinzelt mit einer atrialen Septostomie behandelt. Diese Behandlungsmethode geht allerdings mit einem Abfall der Sauerstoffsättigung einher, die durch eine Reetablierung eines ausreichenden Herz-Minuten-Volumens kompensiert werden kann. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Kombination beider Verfahren ein geeignetes Konzept zur kombinierten Lungen- und Rechtherzunterstützung darstellt. Diese Hypothese wurde durch eine Sequenz aus drei Versuchen belegt. Es konnte ein physiologisches Herz- Minuten-Volumen über die atriale Septostomie bei gutem Gausaustausch durch die VV ECMO bei allen drei Versuchen nachgewiesen werden. Eine häufig bei pulmonaler Hypertonie und Rechtherzversagen bestehende Undichtigkeit der Trikuspidalklappe stellt kein Hindernis für die Implementierung der Kombination beider Verfahren dar und könnte sogar von Vorteil sein. Erste Langzeiterfahrungen am „ambulanten“, spontan atmenden Tier belegten die Anwendung des kombinierten Lungen- und Rechtherzersatzverfahrens über einen Zeitraum von 72 h oder sogar mehr. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Kombination einer veno-venösen ECMO mit einer atrialen Septostomie ein geeignetes Ersatzverfahren für das terminale Rechtsherzund Lungenversagen sein könnte. Weiterführende Versuche sind erforderlich, um die Hypothese noch weiter zu stützen, bevor sie Eingang in den klinischen Alltag findet. Mit Fortschreiten der Miniaturisierung und Biokompatibilität der ECMO, ist in Zukunft auch ein portables Lungen- und Rechtsherzersatzverfahren zur Langzeitanwendung für nicht mehr transplantierbare Patienten im Sinne einer tragbaren künstlichen Lunge denkbar.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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55th Meeting of the American Association of Artificial Organs in Dallas, Mai 2009: Treatment of Right Ventricular Failure with Right to Left Atrial Shunting and Veno- Venous Extracorporeal Life Support
Daniele Camboni; Begum Akay, Joshua R Pohlmann; Kelly L Koch; Jonathan W Haft, MD Robert H Bartlett; Keith E Cook
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46th Meeting of the Society of Thoracic Surgeons Meeting in Fort Lauderdale, FL, Januar 2010: Use of Veno-Venous Extracorporeal Membrane Oxygenation and an Atrial Septostomy for Pulmonary and Right Ventricular Failure
Daniele Camboni, Begum Akay, Peter Sassalos, John M. Toomasian, Jonathan W. Haft, Robert H. Bartlett, and Keith E. Cook
