Beeinflusst die extrakorporale Zirkulation während koronarer Bypassoperationen das Ausmaß und die Häufigkeit der Hämolyse? 

KARDIOTECHNIK Ausgabe:
02-2022

Autor:innen

Micka1, H. Mair2, F. Vogt2, P. Lamm2, F. Merkle3 1 Munich Perfusion GmbH  2 Artemed Klinikum München Süd, Abteilung Herzchirurgie, München, Deutschland (Chefarzt: PD Dr. med. Peter Lamm)  3 Steinbeis-Hochschule Berlin, Steinbeis-Transfer-Institut Kardiotechnik, Berlin, Deutschland (Direktor: Dr. rer. medic. Frank Merkle)    Norman Micka, BSc, cand. MHBA Munich Perfusion GmbH St.-Gilgener Str. 19 82205 Gilching Telefon: 017670277285 E-Mail: norman.micka@munich-perfusion.de 

Schlüssel­wörter

Hämolyse, extrakorporale Zirkulation, Herzchirurgie, freies Hämoglobin, Haptoglobin

Zusammen­fassung

Einleitung: Die Annahme, der kardiopulmonale Bypass über die Herz-Lungen-Maschine (HLM) sei der auslösende Faktor für eine Hämolyse, ist unter Herzchirurg:innen und Kardiotechniker:innen weit verbreitet. Hypothermes Temperaturmanagement, hohe Scherkräfte und extreme Druckverhältnisse im extrakorporalen Kreislauf sowie große unphysiologische Kontaktoberflächen wurden in der Vergangenheit als Gründe für eine Hämolyse beschrieben. Einige dieser auslösenden Faktoren sind für die heutige Perfusionstechnologie nicht mehr oder nur sehr eingeschränkt zutreffend. In der vorliegenden Studie soll mit der Erfassung laborchemischer Hämolyseparameter das Ausmaß und die Häufigkeit der Hämolyse im Verlauf von isolierten, elektiven koronaren Bypassoperationen im Off-Pumpund On-Pump-Verfahren aufgezeigt werden. Material und Methoden: In diese monozentrische, prospektive Vergleichsanalyse am Artemed Klinikum München Süd (AKMS) wurden von Dezember 2018 bis Mai 2019 40 Patient:innen eingeschlossen, die sich einer koronaren Bypassoperation unterzogen haben. Bei 26 Patient:innen wurde die koronare Bypassoperation ohne HLM im Off-Pump-Verfahren durchgeführt, in der Kontrollgruppe erhielten 14 Patient:innen eine Bypassoperation unter Zuhilfenahme der HLM. Bei Operationen im Off-Pump-Verfahren gehört der Einsatz der maschinellen Autotransfusion zum Routineablauf. In der On-Pump-Gruppe wurde auf die Kardiotomiesaugung der HLM verzichtet, diese wurde durch die maschinelle Autotransfusion ersetzt. In der vorliegenden Hämolysestudie wurden bei beiden Gruppen prä-, periund postoperativ Hämolyseparameter laborchemisch bestimmt und miteinander verglichen.

Keywords

Hemolysis, extracorporeal circulation, heart surgery, free hemoglobin, haptoglobin

EINLEITUNG 

Die Aussage, eine Hämolyse sei die Folge der extrakorporalen Zirkulation, ist im herzchirurgischen Umfeld weit verbreitet und anerkannt. Diese Annahme wird z. B. mit der Scherspannung der Erythrozyten, hohen positiven und negativen Drücken, einem verringerten kolloidosmotischen Druck durch die Verdünnung des Blutplasmas oder potenziell hypothermen Operationsphasen während herzchirurgischen Operationen unter dem Schutz der HLM begründet [1,2]. Die Erkenntnis bezüglich der Hämolyse von Radochová et al. Ende der 1960er Jahre spiegelt eine allgemeine Aussage wider, die auch heute noch Gültigkeit zu haben scheint: Die extrakorporale Zirkulation reduziere die Lebensdauer der Erythrozyten. Ebenso sei die Traumatisierung der Blutzellen während der EKZ bei Herzoperationen keine Ausnahme, eine genaue Erfassung des Ausmaßes der Hämolyse erscheine aber nicht möglich [3]. 

Seit damals herrscht jedoch ein stetiger Wandel, ein Vergleich mit der heutigen Kardiotechnik gestaltet sich schwierig. Der Aufbau und das physikalische Wirkungsprinzip der Oxygenatoren haben sich geändert. Die Perfusionssysteme werden fortlaufend weiterentwickelt, die Primingvolumina bestmöglich minimiert. Materialien, die für die Durchführung des kardiopulmonalen Bypasses erforderlich sind, werden kontinuierlich optimiert, z. B. durch die biokompatiblere Gestaltung der Kontaktoberflächen mittels verschiedenster Beschichtungen. In neueren In-vitro-Untersuchungen kristallisiert sich der Blut-Luft-Kontakt in Kombination mit hohen negativen Drücken, vergleichbar mit der Kardiotomiesaugung der HLM, als ein primärer Auslöser für hämolytische Ereignisse heraus [4,5]. El-Sabbagh et al. konnten aufzeigen, wie sich das freie Hämoglobin (fHb) im Plasma bei unterschiedlichen experimentellen Zuständen verändert. Während die beiden Faktoren ,negativer Druck bis –600 mmHg‘ und ,Blut-Luft-Kontakt‘ jeweils isoliert das fHb nur geringfügig erhöhten, löste die Kombination aus beidem einen deutlichen Anstieg bis 100 mg/dl fHb im Plasma aus. Zusammenfassend empfahl die Forschergruppe um Ahmed El-Sabbagh, die Kardiotomiesaugung, wenn vertretbar, durch eine maschinelle Autotransfusion zu ersetzen, um die intravasale Hämolyse bei herzchirurgischen Operationen mit HLM zu minimieren [5]. Die vorliegende prospektive Studie beschäftigt sich mit der Frage, ob laborchemische Parameter, mit denen ein hämolytischer Vorgang belegt werden kann, bei herzchirurgischen Operationen generell erhöht messbar sind oder ob es sich bei vergleichbarem Patientenklientel explizit um eine Nebenwirkung der extrakorporalen Zirkulation handelt. 

MATERIAL UND METHODIK 

Nach einer Fallzahlschätzung am Institut für medizinische Informationsverarbeitung, Biometrie und Epidemiologie der Ludwig-Maximilians-Universität zu München (LMU) und der Anerkennung der ethisch-rechtlichen Unbedenklichkeit durch die Ethikkommission (Projekt-Nummer: 18-633) wurden Patient:innen eingeschlossen, die sich in der herzchirurgischen Abteilung des AKMS einer aortokoronaren Bypassoperation unterzogen haben. Das Gesamtkollektiv aus 40 Patient:innen teilte sich in zwei Gruppen (26 Patient:innen Off-Pump vs. 14 Patient:innen On-Pump). In der On-Pump-Gruppe wurde die Kardiotomiesaugung der HLM nicht benutzt und durch eine maschinelle Autotransfusion ersetzt. Durch diese Maßnahme sollte den Ergebnissen der In-vitro-Versuche von Pohlmann et al. [4] und El-Sabbagh et al. [5] Rechnung getragen werden, welche die Kardiotomiesaugung als Trigger für hämolytische Ereignisse identifizierten. Die Durchführung der EKZ erfolgte im Standardverfahren. Zur Anwendung kam ein offenes HLM-System, bestehend aus einem Reservoir/Oxygenator der Firma Eurosets (AG5300) und einem unbeschichteten Schlauchsystem. Zum Priming wurden 1000 ml Ringer-Acetat-Lösung und 250 ml NaCl 0,9 % verwendet. Die Perfusionsführung hatte einen adäquaten arteriellen Blutdruck größer 50 mmHg und eine gute venöse Sauerstoffsättigung von 70 % oder höher zum Ziel. Der Cardiac-Index betrug 2,4 oder höher. Auf eine Vakuum-assistierte venöse Drainage wurde verzichtet. Als Kardioplegieverfahren wurde die Kardioplegie nach Bretschneider benutzt. Die Indikation für das Operationsverfahren stellte der Operateur in Abhängigkeit davon, welches Verfahren für den/die jeweiligen Patient:innen das Optimale war. 

In die prospektive Vergleichsuntersuchung wurden nur Patient:innen mit einer Zwei- oder Drei-Gefäß-Erkrankung eingeschlossen, die eine isolierte, elektive koronare Bypassoperation erhalten haben. Alter, Geschlecht, BMI, Kreatinin, Komorbiditäten, der Schweregrad der koronaren Herzerkrankung, die Klassifizierung nach der New York Heart Association (NHYA), die klinische Klassifikation nach der Canadian Cardiovascular Society (CCS) sowie die Schnitt-Naht-Zeit wurden zur Vergleichbarkeit der Gruppen berücksichtigt und miteinander verglichen. Der Herzpatient mit einer isolierten koronaren Herzerkrankung und guter Pumpfunktion bildete das gewünschte Normalkollektiv. Jegliche Abweichung von diesem Normalkollektiv, z. B. durch Infektionen, pulmonale Hypertonie, Tumorerkrankungen oder hämolytische Erkrankungen, wurde genauso wie Patient:innen mit pathologischen Abweichungen im präoperativen Routinelabor ausgeschlossen. Interventionen, die über eine koronare Bypassoperation, die dem Standard entspricht, hinausgingen, wurden ausgeschlossen, ebenso wie Kombinationseingriffe und im Notfall gestellte Operationsindikationen. 

STUDIENDESIGN 

Bei allen eingeschlossenen Patient:innen wurden zu je sieben Abnahmezeitpunkten prä-, peri- und postoperativ Hämolyseparameter laborchemisch bestimmt. Zu diesen Parametern gehörte das fHb, Haptoglobin, LDH und das indirekte Bilirubin. Die Abnahmezeitpunkte (Tab. 1) beider Gruppen waren identisch. 

Tab. 1: Abnahmezeitpunkte der laborchemischen Hämolyseparameter 
Tab. 2: Demografische Daten 

Die präoperative Abnahme T-2 diente der Bestimmung der Ausgangswerte bzw. einer Baseline. Mit der Abnahme von T-1 zum Hautschnitt sollte die Zeit der anästhesiologischen Narkoseeinleitung abgegrenzt werden. T-0 stellte einen Parameter dar, der bei beiden Operationsverfahren gleichermaßen einen weit fortgeschrittenen Stand der Operation definiert. An diesem Punkt wurde ein messbarer Anstieg laborchemischer Hämolyseparameter in der On-Pump-Gruppe erwartet. Um zur Erfassung einer potenziellen Dynamik Abnahmezeitpunkte beider Gruppen vergleichbar abzubilden, wurden T+1 und T+2 mit 60 bzw. 120 min nach dem Abnahmezeitpunkt T-0 definiert. Die Abnahme T+3 und T+4 am ersten und zweiten postoperativen Tag erfolgte gemeinsam mit der morgendlichen Routineabnahme auf der Intensivstation. 

Statistik: In der Untersuchung zur Normalverteilungsannahme mittels Kolmogorov- und Shapiro-Tests waren einige Variablen zu erkennen, so dass nicht von einer Normalverteilung der Daten ausgegangen werden konnte. Zudem wurden in den Verläufen der Gruppen einzelne Ausreißer in den Daten nachgewiesen. Aus diesem Grund wurden die paarweisen Vergleiche bezüglich der Variablen mit dem Mann-Whitney-U-Test untersucht, da bei diesem nicht der ursprüngliche Datensatz analysiert wird, sondern sämtliche Daten von beiden Vergleichsgruppen gepoolt und in eine Rangfolge gebracht analysiert werden. 

ERGEBNISSE 

Das fHb steigt in beiden Gruppen im Mittel deutlich über den Referenzbereich, angegeben mit <20 mg/l im Plasma, und ist somit deutlich erhöht (Abb. 1). Zur Abnahme fHb+1, der dem Zeitpunkt 60 min nach der Fertigstellung der letzten peripheren Anastomose entspricht, haben beide Gruppen mit 51,77 mg/l im Mittel in der Off-Pump-Gruppe bzw. mit 71,86 mg/l im Mittel in der On- Pump-Gruppe ihren Peak erreicht. Bis zum ersten postoperativen Tag normalisiert sich der Spiegel des fHb in beiden Gruppen. 

Abb. 1: Grafische Darstellung des freien Hämoglobinwerts getrennt nach Operationsgruppen über die Zeit 

Der Haptoglobinspiegel fällt in beiden Gruppen und erreicht in der Off-Pump-Gruppe sein Tief mit 0,72 g/l im Mittel zum Abnahmezeitpunkt Hpg+3 (erster postoperativer Tag) (s. a. Abb. 2). Mit einem Mittelwert von 0,54 g/l erreicht die On-Pump-Gruppe 120 min nach der letzten peripheren Anastomose der koronaren Bypassoperation den tiefsten Wert. Bis zum zweiten postoperativen Tag erreichen die Spiegel des Haptoglobins in beiden Gruppen das Niveau des Mittelwerts zum Hautschnitt (Hpg-1). 

Abb. 2: Grafische Darstellung des Haptoglobinspiegels getrennt nach Operationsgruppen über die Zeit 

Die LDH sinkt in der On-Pump-Gruppe bis zum Abnahmezeitpunkt LDH-0 (Fertigstellung der letzten peripheren Anastomose) auf 125,4 u/l im Mittel und steigt dann bis zum zweiten postoperativen Tag auf einen Mittelwert von 224,1 u/l an. In der Off-Pump-Gruppe befindet sich der LDH-Mittelwert in der perioperativen Phase (LDH-1 – LDH+2) auf einem Plateau von 141,8 – 135,8 u/l im Mittel und steigt in den postoperativen Tagen auf einen Mittelwert von 199,5 u/l an. Der Referenzbereich der LDH wird von beiden Gruppen im Mittelwert zu keinem Zeitpunkt verlassen (Abb. 3). 

Abb. 3: Grafische Darstellung der Lactatdehydrogenase getrennt nach Operationsgruppen über die Zeit 

Mit 0,44 mg/dl (Off-Pump) und 0,4 mg/dl (On-Pump) haben beide Gruppen ihren höchsten Mittelwert präoperativ (Ind.Bili-2). In der On-Pump-Gruppe fällt das indirekte Bilirubin im Mittel bis auf 0,2 mg/ dl (Ind.Bili-0) und steigt in den folgenden120 min wieder auf 0,36 mg/dl an, um postoperativ wieder abzufallen. In der Off-Pump-Gruppe fällt der Mittelwert des indirekten Bilirubins zum Zeitpunkt Ind.Bili-0 mit 0,26 mg/dl nicht so stark ab, steigt aber in den folgenden 120 min – ähnlich wie in der Vergleichsgruppe – auf 0,34 mg/dl an. Zu allen Abnahmezeitpunkten wird in beiden Gruppen der Referenzwert des indirekten Bilirubins im Mittel nicht verlassen (Abb. 4). 

Abb. 4: Grafische Darstellung des indirekten Bilirubins getrennt nach Operationsgruppen über die Zeit 

UNTERSUCHUNG DER ERGEBNISSE  

Bezüglich der demografischen Daten und des Body-Mass-Index ergaben sich keine signifikanten Differenzen zwischen den beiden Patientengruppen. Auch weitere numerische Werte, wie die Anzahl der Gabe von Erythrozytenkonzentraten (p = 0,693), die Anzahl der venösen Bypassgrafts (p = 0,403) oder der präoperativ im Routinelabor gemessene Kreatininwert (p = 0,865), unterschieden sich nicht signifikant. Diese Daten – zusammen mit weiteren kategorialen Variablen wie dem Grad der koronaren Herzerkrankung (p = 1,000), dem Vorhandensein von Diabetes mellitus (p = 0,718) sowie der Klassifizierung nach NYHA (p = 0,746) und CCS (p = 0,521) – lassen erkennen, dass das Patientenkollektiv, getrennt nach der jeweiligen Operationsmethode, vergleichbar war. Mit durchschnittlich 216 min (Off-Pump) und 253 min (On-Pump) unterschied sich jedoch die Operationszeit (Schnittnaht) signifikant (p = 0,018). 

Freies Hämoglobin 

In den Tabellen 3 und 4 werden drei signifikante Unterschiede sichtbar. Präoperativ (Abnahmezeitpunkt fHb-2) ist das fHb im Plasma in der Off-Pump-Gruppe höher, zum Zeitpunkt der Fertigstellung der letzten peripheren Anastomose (Abnahmezeitpunkt fHb-0) sowie 120 min danach (Abnahmezeitpunkt fHb+2) ist der Spiegel des fHb im Blutplasma in der On-Pump-Gruppe signifikant erhöht. 

Tab. 3: Durchschnittliche Ränge und Rangsummen freies Hämoglobin

 

Tab. 4: Mann-Whitney-U-Test freies Hämoglobin

 Haptoglobin 

In den Tabellen 5 und 6 ist zu erkennen, dass der Haptoglobinspiegel in der Off- Pump-Gruppe an zwei Zeitpunkten signifikant höher ist als in der On-Pump-Gruppe. Im Umkehrschluss heißt das, dass bei Fertigstellung der letzten peripheren Anastomose (Abnahmezeitpunkt Hpg-0) und 120 min danach (Hpg+2) der Haptoglobinspiegel der On-Pump-Patient:innen signifikant niedriger ist als der der Off-Pump-Patient:innen. 

Tab. 5: Durchschnittliche Ränge und Rangsummen Haptoglobin 
Tab. 6: Mann-Whitney-U-Test Haptoglobin

 Lactatdehydrogenase 

In den Tabellen 7 und 8 zeigen sich drei signifikante Unterschiede bezüglich der LDH. Zum Zeitpunkt 120 min nach der letzten peripheren Anastomose (LDH+2) sowie am ersten (LDH+3) und am zweiten postoperativen Tag (LDH+4) sind stets höhere LDH-Werte in der On-Pump-Gruppe zu verzeichnen. 

Tab. 7: Durchschnittliche Ränge und Rangsummen LDH 
Tab. 8: Mann-Whitney-U-Test LDH

Indirektes Bilirubin 

Bezüglich des indirekten Bilirubins können in den Tabellen 9 und 10 zu keinem Zeitpunkt signifikante Unterschiede zwischen der On-Pump- und der Off-Pump-Gruppe festgestellt werden. 

Tab. 9: Durchschnittliche Ränge und Rangsummen indirektes Bilirubin 
Tab. 10: Mann-Whitney-U-Test indirektes Bilirubin 

DISKUSSION 

Der Unterschied zwischen On-Pump und Off-Pump bei koronaren Bypassoperationen bezüglich laborchemisch nachweisbarer Hämolyse ist bis heute recht wenig untersucht. Die Traumatisierung der Blutzellen durch die HLM, insbesondere durch deren verschiedene Antriebspumpen, wurde in mehreren Arbeiten näher beleuchtet, ein direkter Vergleich mit Off-Pump-Operationen fehlte aber. 

In jüngerer Vergangenheit kristallisiert sich die Kardiotomiesaugung bei Herzoperationen unter dem Schutz der HLM in Laborversuchen als größter Hämolysetrigger heraus. In einer aktuellen Hämolysestudie in der Herzchirurgie, die neue Erkenntnisse liefern soll, muss – um die Frage der Traumatisierung und Zerstörung des Patient:innenblutes durch die EKZ zu beantworten – das Kardiotomiesaugerblut separiert oder die Kardiotomiesaugung durch eine maschinelle Autotransfusion ersetzt werden. Es gilt diesbezüglich die Frage zu beantworten, inwieweit die Hämolyse bei Herzoperationen durch die EKZ oder hauptsächlich durch die Kardiotomiesaugung ausgelöst wird. Auch die Fragestellung, ob bei Herzoperationen generell laborchemische Hämolyseparameter erhöht nachweisbar sind, gilt es zu beantworten. Trotz fehlender Randomisierung in der vorliegenden prospektiven Studie zeigen die demografischen Daten und weitere numerische Werte ein vergleichbares Patientenklientel, getrennt nach Operationsgruppen. Die durchschnittlich längere Schnitt-Naht-Zeit bei der On-Pump-Gruppe lässt sich möglicherweise mit dem zusätzlichen Zeitaufwand für die Kanülierung und Dekanülierung der arteriellen und venösen Kanüle sowie der Anlage des Aortenwurzel-Vents erklären. Auch die Gabe der Bretschneider-Kardioplegie stellt einen Faktor dar, der Zeitressourcen benötigt. Bezüglich des laborchemischen Nachweises einer Hämolyse bei Operationen mit HLM wurden ein deutlicher Anstieg beim fHb im Plasma und ein deutlicher Abfall des Haptoglobins erwartet. 

Sebastian Metzelder beschreibt in seiner Arbeit aus 2009 die Auswirkung verschiedener extrakorporaler Systeme unter anderem auf Laborparameter der Hämolyse. Er konnte in seiner randomisierten Pilotstudie an 45 Patient:innen mit 3 verschiedenen HLM-Set-ups (einmal konventionelle HLM und zweimal minimierte Systeme) ein steigendes intraoperatives fHb im Plasma aufzeigen. Am Ende des kardiopulmonalen Bypasses konnte er in der konventionellen HLM-Gruppe eine fHb-Konzentration von 144,0 ± 28,1 mg/l messen, auch die Konzentrationen der zwei unterschiedlich minimierten EKZ-Systeme lagen mit 127,3 ± 66,3 mg/l und 68,1 ± 33,9 mg/l deutlich über dem Referenzbereich von fHb im Blutplasma [6]. 

Metzelders Forschung deckt sich bezüglich der intraoperativen Messungen des fHb mit den Ergebnissen der vorliegenden Hämolysestudie. Das fHb war zum Zeitpunkt der Fertigstellung der letzten peripheren Anastomose (fHb-0) mit 42,57 mg/l (On-Pump) vs. 30,12 mg/l (Off-Pump) im Mittel signifikant erhöht (p = 0,037). Auch 120 min später (Abnahmezeitpunkt fHb+2) ließ sich noch mit Mittelwerten von 55,29 mg/l (On-Pump) vs. 32,85 mg/l (Off-Pump) ein signifikanter Unterschied messen (p = 0,022). Ebenfalls vergleichbar mit Metzelders Studie ist der rasche Abfall der fHb-Konzentration fast in den Normbereich bis zum ersten postoperativen Tag. Überraschend war bei den Ergebnissen der vorliegenden Untersuchung der signifikante Unterschied(p = 0,006) zum präoperativen Abnahmezeitpunkt fHb-2 von durchschnittlich 13,72 mg/l (Off-Pump) vs. 10,0 mg/l (On-Pump). Dieser muss differenziert betrachtet werden. Selbst mit 13,72 mg/l lag die Off-Pump-Gruppe präoperativ tief im Referenzbereich des fHb, der mit <20 mg/l definiert ist. Es wurde jedoch ebenfalls aufgezeigt, dass nicht nur die On-Pump-, sondern auch die Off-Pump-Gruppe bei jeder Messung, ausgenommen der präoperativen (fHb-2) und der am zweiten postoperativen Tag (fHb+4), den Referenzbereich des fHb im Mittel deutlich überschritten hat. Intraoperativ, zum Abnahmezeitpunkt 60 min nach der letzten peripheren Anastomose, wurde in der Off-Pump-Gruppe der Referenzbereich für das fHb im Mittel um 155 % überschritten. Dieses Ergebnis zeigt, dass nicht nur der kardiopulmonale Bypass über die HLM Zellen im Blut traumatisiert – schon die herzchirurgische Operation an sich scheint ein auslösendes Ereignis darzustellen, das Erythrozyten in erheblichem Maße schädigt und zerstört. Das Gesamtkollektiv betrachtend, ist zudem der schnelle Anstieg zwischen der präoperativen Messung als Baseline und dem Hautschnitt (fHb-1) von durchschnittlich 12,43 mg/l auf 31,4 mg/l erwähnenswert, das entspricht einem fHb-Anstieg von 150 % im Mittel und daraus resultierend eine Überschreitung des oben genannten Referenzbereichs von durchschnittlich 55 %. Da auch andere Faktoren hämolytische Vorgänge triggern können (z. B. Medikamente), muss auch der Zeitraum vor der chirurgischen Intervention näher betrachtet werden [7,8]. Eine erhöhte Konzentration des fHb im Plasma geht üblicherweise mit einem fallenden Haptoglobinspiegel einher. Dieser Zusammenhang konnte auch in der vorliegenden Hämolysestudie beobachtet werden. 

Zu den zwei oben beschriebenen Messzeitpunkten, an denen eine signifikante Erhöhung des fHb in der On-Pump-Gruppe nachweisbar war, war der Haptoglobinspiegel in der gleichen Gruppe signifikant niedriger. Bei der Fertigstellung der letzten peripheren Anastomose (Hpg-0) betrug die Haptoglobinkonzentration der Off-Pump-Patient:innen im Mittelwert 1,04 g/l vs. 0,75 g/l bei den On-Pump-Patient:innen (p = 0,01). Zum Abnahmezeitpunkt Hpg+2, 120 min nach Hpg-0, konnten durchschnittlich 0,72 g/l (Off-Pump) vs. 0,54 g/l (On-Pump) gemessen werden (p = 0,03). Diese Ergebnisse decken sich mit jenen von Passaroni et al. aus dem Jahr 2018. Die Forschergruppe konnte bei 30 Patient:innen, die eine koronare Bypassoperation mit 

HLM erhielten, ebenfalls 30 min nach Beginn der EKZ einen stark sinkenden Haptoglobinspiegel beobachten. Dieser fiel in deren Untersuchung von präoperativ 1,01 g/l im Mittel auf 0,09 g/l während der EKZ [9]. Genauso wie in der vorliegenden Hämolysestudie erholte sich auch in der Arbeitsgruppe um Passaroni der Haptoglobinspiegel bis zum ersten postoperativen Tag. 

Passaroni et al. widmeten sich neben dem Haptoglobin auch der LDH. Diesbezüglich sind die Ergebnisse ebenfalls mit denen der On-Pump-Gruppe in der vorliegenden Hämolysestudie vergleichbar. In beiden Studien stieg der LDH-Spiegel insbesondere im postoperativen Verlauf. LDH ist ein Enzym, das bei einem potenziellen Zelluntergang ausgeschüttet wird und als sensibler Marker für die Schädigung des Herzmuskelgewebes bekannt ist [10]. Eine Erhöhung der LDH nach Herzoperationen ist ebenfalls üblich. Im Falle der vorliegenden Hämolysestudie wie auch bei der aufgezeigten Referenz aus der Literatur ist aber davon auszugehen, dass dem Konzentrationsanstieg der LDH die Zerstörung der roten Blutkörperchen durch die EKZ zugrunde liegt. Der signifikante Konzentrationsunterschied zwischen Off-Pump und On-Pump in der vorliegenden Studie lässt zumindest darauf schließen. In der vorliegenden prospektiven Vergleichsuntersuchung war die LDH-Konzentration ab dem Annahmezeitpunkt LDH+2 mit Mittelwerten von 135,81 mg/dl (Off-Pump) vs. 172,43 mg/dl (On-Pump) über den Abnahmezeitpunkt LDH+3 mit 183,65 mg/ dl (Off-Pump) vs. 214,0 mg/dl (On-Pump) bis zur Kontrolle am zweiten postoperativen Tag (LDH+4) mit 199,46 mg/dl (Off-Pump) vs. 224,07 mg/dl (On-Pump) in der On-Pump-Gruppe signifikant erhöht (LDH+2: p = 0,019, LDH+3: p = 0,028, LDH+4: p = 0,037). 

Der letzte getestete Laborparameter der vorliegenden Hämolysestudie war das indirekte Bilirubin. An keinem der sieben Abnahmezeitpunkte ergaben sich bezüglich des indirekten Bilirubins signifikante Unterschiede zwischen den zwei nach Operationsverfahren getrennten Gruppen. In der On-Pump-Gruppe wurde zur Kardioprotektion Bretschneider-Kardioplegielösung verwendet. Eine Unterscheidung, ob nur die EKZ oder auch die Kardioplegie ursächlich für die signifikant höheren Hämolyseparameter der On-Pump-Gruppe waren, lässt sich in der vorliegenden Hämolysestudie aufgrund des Studiendesigns nicht klären. 

FAZIT 

In der vorliegenden Arbeit wurde der laborchemische Unterschied der wesentlichen Hämolyseparameter bei koronaren Bypassoperationen mit und ohne HLM aufgezeigt. Das fHb, ein direkter Hämolysemarker, war in der On-Pump-Gruppe zum Zeitpunkt der letzten peripheren Anastomose sowie 120 min später signifikant höher als in der Off-Pump-Gruppe. Die gesammelten Laborwerte zum fHb waren plausibel, denn das Haptoglobin verhielt sich im Zusammenspiel mit dem fHb wie erwartet. So war in der On-Pump-Gruppe der Haptoglobinspiegel zu den oben genannten Abnahmezeitpunkten signifikant erniedrigt. Anhand dieser zwei direkten Hämolyseparameter konnte gezeigt werden, dass koronare Bypassoperationen mit HLM das Patient:innenblut deutlicher traumatisieren und schädigen als Operationen am schlagenden Herzen im Off-Pump-Verfahren. Diese Erkenntnis wird von der Tatsache gestützt, dass in der On-Pump-Gruppe der dritte abgenommene laborchemische Parameter, die LDH, ebenfalls signifikant erhöht war. Unabhängig von der Erkenntnis, dass die koronare Bypassoperation im OffPump-Verfahren eine geringere Traumatisierung und Zerstörung des Blutes zu Folge hat als das On-Pump-Verfahren, kann dieses wohl weiter als chirurgisches Standardverfahren bei koronaren Bypassoperationen in Deutschland gelten. Aus diesem Grund ist das Bestreben, die extrakorporalen Systeme weiter zu optimieren und blutverträglicher zu gestalten. Die gemessene Auswirkung der Kardiotomiesaugung auf die Hämolyse in-vivo im herzchirurgischen Operationssaal ist eine wesentliche Erkenntnis für die zukünftige Arbeit. Eine Separation des Saugerblutes bei Routineoperationen wäre durchaus möglich, wenn hierfür die wissenschaftlichen Belege bezüglich der Hämolyse bei herzchirurgischen Operationen mit HLM eindeutig wären. 

Literatur

1. Vercaemst L. Hemolysis in Cardiac Surgery Patients Undergoing Cardiopulmonary By- pass: A Review in Search of a Treatment Algo- rithm. J. Extracorpor. Technol. 2008; 40(4): 257-267. PMC4680715 2. Kameneva MV, Undar A, Antaki JF, Watach MJ, Calhoon JH und Borovetz HS. Decrease in red blood cell deformability caused by hy- pothermia, hemodilution, and mechanical stress: factors related to cardiopulmonary by- pass. ASAIO J. 1999; 45(4): 307-310. doi: 10.1097/00002480-199907000-00010 3. Radochová D, Chrobák L, Šmíd A und Dvořák K. Der Anteil der Hämolyse an der Anämie nach Anwendung der Herz-Lungen- Maschine. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1967; 15(2): 194-198. doi: 10.1055/s-0028-1100617 4. Pohlmann JR, Toomasian JM, Hampton CE, Cook KE, Annich GM und Bartlett RH. The Relationships Between Air Exposure, Nega- tive Pressure, and Hemolysis. ASAIO J. 2009; 55(5): 469-473. doi: 10.1097/MAT.0b013e- 3181b28a5a 5. El-Sabbagh AM, Toomasian CJ, Toomasian JM, lysse G,Major T und Bartlett RH. Effect of Air Exposure and Suction on Blood Cell Acti- vation and Hemolysis in an In Vitro Cardioto- my Suction Model. ASAIO J. 2013 Sep-Oct; 59(5): 474-479. doi: 10.1097/ MAT.0b013e31829f0e6e

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Preisträger Jahrestagung 2025 und Jubilare der DGPTM

Herzlichen Glückwunsch an die Jubilare der DGPTM und an alle, die einen Preis erhalten haben. Ein ebenfalls großer Dank richtet sich an die Sponsoren der Preise.

Eine Übersicht zu den Abstracts der prämierten Arbeiten befindet sich am Ende des Artikels.

 

Tagungspreis 2025 der DGPTM (Sponsor: free life medical GmbH)

Preisträger: Nicola Kwapil, Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

Auf dem Foto sind von links nach rechts: Sebastian Tiedge, Nicola Kwapil, Rigobert Schnur (von free life) und PD Dr. Alexander Horke

 

DGTHG-Preis Fokustagung Herz 2025 (Sponsor: Dr. Franz Köhler Chemie GmbH)

Preisträgerin: Dr. Claudia Arenz, Universitätsklinikum Bonn

Auf dem Foto sind von links nach rechts: Sebastian Tiedge, Dr. Claudia Arenz, PD Dr. Alexander Horke und Dr. Stefan Fritz (von Köhler Chemie)

 

Nachwuchsförderpreis der Jungen Foren (Sponsor: Dr. Franz Köhler Chemie GmbH)

Preisträgerin: Gloria Nulchis, Universitätsklinikum Tübingen

Auf dem Foto sind von links nach rechts: Sebastian Tiedge, Gloria Nulchis, PD Dr. Alexander Horke und Dr. Stefan Fritz (von Köhler Chemie)

 

Innovationspreis (Sponsor: Eurosets GmbH Deutschland)

Preisträger: Nicola Kwapil, Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

Auf dem Foto sind von links nach rechts: Sebastian Tiedge, Nicola Kwapil, Martin Schmidthöfer (von Eurosets), PD Dr. Frank Münch, PD Dr. Alexander Horke

 

Förderpreise (Sponsor: Terumo Deutschland GmbH)

A: bestbewerteter Originalbeitrag

Preisträger: Simon Mayer, Herzzentrum Klinikum Stuttgart

Auf dem Foto von links nach rechts: Dr. Lars Saemann, Simon Mayer und Tilo Barth (von Terumo)

B: beste Erstveröffentlichung

Preisträger: Lukas Fiebig, Hochschule Furtwangen

Auf dem Foto von links nach rechts: Dr. Lars Saemann, Lukas Fiebig und Tilo Barth (von Terumo)

 

Preisträger zum Josef Güttler Stipendium

Preisträger: Jhonathan Torres Mosquera, Universitätsklinikum Magdeburg

Auf dem Foto mit PD Dr. Frank Münch

 

 

Hier die Jubilare aus diesem Jahr, jeweils mit PD Dr. Frank Münch

50 jähriges: Jürgen Witt

40 jähriges: Stefan Kasseckert, Albert Dick

25 jähriges: Olaf Sillmann (Foto anbei), Holger Schulze Schleithoff, Mathias Opitz (Foto anbei), Joachim Naumann (Foto anbei), Frank-Oliver Große (Foto anbei), Markus Fischer, Andreas Behrendt, Johannes Amberger

 

 

Übersicht zu den Abstracts der prämierten Arbeiten

Tagungspreis 2025 der DGPTM

A-168 Kompakter ECMO-Trolley – ein Transportsystem für alle Materialien Nicola Kwapil
(Universitätsmedizin Mainz) (DGPTM)

 

DGTHG-Preis Fokustagung Herz 2025

A-158 Pulmonalklappendilatation bei frühsymptomatischer Fallot-Tetralogie: Erste palliative Maßnahme und Einfluß ballonbedingter Klappeneinrisse auf die chirurgische Strategie Dr. Claudia Arenz (Universitätsklinikum Bonn) (DGTHG)

 

Nachwuchsförderpreis der Jungen Foren

A-174 Über die allometrischen Interaktionen der fraktalen Eigenschaften des kardiovaskulären Gefäßsystems und dem Hagen-Poiseuille’schen Gesetz. Erkenntnisse aus einem mathematischen Modell und der Simulaiton per Computational Fluid Dynamics für Bypässe. Gloria Nulchis
(Universitätsklinikum Tübingen)

 

Innovationspreis

A-167 Kinder ECMO Fahrtrage 2.0 – eine standardisierte Lösung für Deutschland Nicola Kwapil
(Universitätsmedizin Mainz) (DGPTM)

 

 

Credits der Fotos:

DGPTM/Klindtworth

Der „Maschinist“ im Saal. Die Arbeit von Perfusionist:innen (Zeitungsartikel)

Im Operationssaal gibt es eine Berufsgruppe, die nie direkt am OP-Tisch stehen und doch überlebenswichtig in ihrer Tätigkeit sind: die Perfusionist:innen. Während das Operationsteam am Herzen arbeitet, steuern sie die Herz-Lungen-Maschine, überwachen Blutfluss, Sauerstoffsättigung und zahlreiche Laborwerte und sorgen dafür, dass der Körper des Patienten auch dann optimal versorgt bleibt, wenn Herz und Lunge vorübergehend stillstehen. Ihre Arbeit verbindet hochpräzise Medizin mit komplexer Medizintechnik – entscheidend dafür, dass solche Eingriffe überhaupt möglich sind.

Zeitungsartikel Donaukurier Geschichte aus dem OP Saal

Willkommen zur neuen Webseite

Nach über einem ¾ Jahr der Planung, intensiven Meetings, Codierung und Schreibarbeit ist am 13.01.2025 ist unsere neue Website live gegangen und wir sind stolz, hier ein neues Zuhause für unsere Mitglieder geschaffen zu haben. Zukünftig soll sie zur zentralen Plattform des Austauschs in unserer Community werden. Dafür arbeiten wir im Hintergrund an spannenden Erweiterungen.

Ein Highlight wird ein eigener „News“-Bereich sein, der euch stets über aktuelle Entwicklungen rund um Perfusion und technische Medizin informiert. Schaut regelmäßig vorbei und bringt euch ein – wir freuen uns auf eure Anregungen!

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