Klinischer Vergleich zweier moderner Bubbleoxygenatoren
W. Konertz, W. Jentsch, K. Böhmer, H. Harke, A. Bernhard …
69
Die Schrittmachertherapie des Herzens
J. Weniger, W. Albers …………………………………………………………. 73
Bericht über die Herzchirurgie und die Technik des extra
korporalen Kreislaufes in Frankreich
D. Trouillard, A. Reidiger ……………. 80
Ein Blick zurück – Rehabilitation und Herzchirurgie – in
Bad Krozingen
H. G. Gehle, W. Klingelmeier, H. Pfeiffer …………………………….. 90
Tagungsberichte – Mitgliederinformationen ………………..
94 – 100
Kardiotechnik
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Referat
51
Aus dem Zentrum der Anaesthesiologie und Wiederbelebung der Johann Wolfgang Goethe Universität
Frankfurt am Main (Direktor: Prof. Dr. R. Dudziak)
Die Bedeutung der Mikrofiltration von Blut im Rahmen der
extrakorporalen Zirkulation
J. Schreiner-Hechelljen
Zahlreiche Untersuchungen während der letzten 10 Jahre
haben sich mit der Problematik einer Mikroembolisie-
rung während der extrakorporalen Zirkulation befaßt.
Definitionsgemäß ist ein Mikroembolus mit dem bloßen
Auge bei einer Größenordnung unterhalb von 200 Mikron
nicht mehr sichtbar.
Grundsätzlich sind wähend der extrakorporalen Perfu
sionstechnik zwei verschiedene Typen von Mikroemboli
zu trennen:
a) corpusculäre – zelluläre Mikroemboli
b) Luftemboli
Für beide Typen von Mikroemboli sollen ihre Herkunft,
ihre Eintrittswege in den Empfängerorganismus, ihre
Auswirkungen im Empfängerorganismus sowie prophy
laktische Richtlinien gegen eine Mikroembolisierung dis
kutiert werden.
A. Corpusculäre Mikroemboli
Corpusculäre – zelluläre Mikroemboli während der extra
korporalen Perfusion stammen:
1. aus dem Transfusionsblut in die Herz-Lungen-Ma
schine, d.h. aus dem Fremdblut für den Patienten,
2. bilden sie sich im kardialen Operationsgebiet sowie im
Verlaufe der extrakorporalen Zirkulation in Abhän
gigkeit der Perfusions- und Operationstechnik – und
stammen damit aus der Eigenblut-Fremdblut-Vermi-
schung sowie aus dem Gewebe des Operationsgebietes.
Die breite Anwendung von Bluttransfusionen als Voll
blut- oder Erythrozytenkonzentrat zur Volumen- und
Sauerstoffträger-Substitution im Rahmen der Herz
chirurgie und der extrakorporalen Zirkulation erfordert
eine aufwendige Bereitstellung von Blut auf Abruf. Für
geplante extrakorporale Zirkulationen wird die Verwen
dung von Frischblut – wobei die Definitionen von Frisch
blut hinsichtlich des zulässigen Alters einer Frischblut
konserve sehr verschieden sind – angestrebt. Für Notfälle
muß häufig gelagertes der Blutbank verwendet werden.
Während ihrer Lagerungszeit läßt die Qualität der Blut
konserve erheblich nach. Die Entstehung und Bildung
von Mikroaggregaten in gelagerten Blutkonserven ist wis
senschaftlich eindeutig bewiesen. Die Mikroaggregate im
gelagerten Blut bestehen aus gealterten, zerfallenen und
degenerierten Thrombozyten und Leukozyten, aus da
zwischen eingebetteten Erythrozyten und deren Mem
branen, Zellfragmenten, Fibrin, Lipiden, Lipoproteiden
sowie denaturiertem Protein. Im ACD-Blut beginnt die
Entstehung dieser Mikroaggregate durch erhöhte Blätt-
chenaggregation nach zwei Tagen, im Heparinblut schon
wenige Stunden nach der Abnahme. Zahl und Größe der
Partikel nehmen von ihrer Entstehung an kontinuierlich
zu, nach dem zehnten Lagerungstag sind vorwiegend
Fibrineinlagerungen an der Aggregatbildung beteiligt.
Auf einen nicht ganz unwesentlichen Unterschied hin
sichtlich der Mikroaggregatbildung und Mikroaggregat
erhaltung in der Blutkonserve in Abhängigkeit von ihrem
Stabilisator sei hingewiesen. Der CPD-Stabilisator macht
das Blut durch einen Phosphatzusatz alkalischer als das
ACD-Millieu ist. Im CPD-Blut bleiben die gebildeten
Mikroaggregate besser erhalten als im ACD-Blut. E. P.
Jennevein und D. L. Weiss wiesen 1964 erstmals patholo
gisch-anatomisch durch Mikroemboli verstopfte Lungen
arteriolen und -kapillaren nach und bewiesen eindeutig
die feingewebliche Identität dieser Mikroemboli mit in
der Blutkonserve enthaltenen Mikroaggregaten.
Neben dem transfundierten und zirkulierenden Blut als
Ursprungsquelle für die corpusculäre Mikroemboli wäh
rend der extrakorporalen Zirkulation ist die Bildung von
corpusculären Mikroemboli im Kardiotomiegebiet gleich
wertig von Bedeutung. Mikroemboli aus dem Kardioto
miegebiet bestehen aus Fett- und Blutzellbestandteilen
und aus Fibrin. Sie bilden sich insbesondere bei starkem
Sog des Koronarsaugers und gelangen über diesen in den
extrakorporalen Kreislauf.
B. Luft-Mikroemboli
Die Luftemboli-Entstehung in der extrakorporalen Ein
heit ist seit Beginn dieser Perfusionstechnik bekannt.
Charakteristische Entstehungsmöglichkeiten für Mikro-
Luft-Emboli während des extrakorporalen Kreislaufes
sind die folgenden:
1. Hoher Sauerstoff-Flow bei hohem SauerstofT-Durch-
flußverhältnis am Oxygenator. Der Oxygenator sollte
innerhalb seiner vorgesehenen Grenzen verwendet
werden. Es sollte das geringst mögliche sicherste
Sauerstoff-Durchflußverhältnis verwendet werden.
2. Große Temperaturschwankungen mit zu großen Tem
peraturgradienten.
Der Einsatz der Hypothermie sollte sorgfältig kontrol
liert werden. Der kleinste mögliche Temperaturgra
dient sollte unterhalten werden.
3. Negativ-Drücke
Kurzes Abklemmen der arteriellen Linie proximal der
Kardiotechnik 5. Jahrgang / Heft 2 / August 1979
52
Referat
Pumpe. Die Klemmen am extrakorporalen System
sollten sorgfältig eingesetzt werden. Ein Schlag auf
der proximalen Seite der Pumpe führt zur massiven
Luftembolie.
4. Klopfen der arteriellen Linie distal zur Pumpe
Es sollte vermieden werden, an den Oxygenator anzu
stoßen oder an andere Teile der Einheit, um keine
Blaseninvasion hervorzurufen. Je öfter der Oxygena
tor angestoßen wird, desto mehr Blasen entstehen.
5. Luftschlaucheffekt
Ein sicherer arterieller Reservoirspiegel muß gewähr
leistet werden. Der Luftschlaucheffekt kann zu großen
wie auch kleinen Luftblasen führen. Spiegelschwan
kungen sollten unbedingt vermieden werden um einen
Luftschlaucheffekt zu vermeiden.
Auf der folgenden Abb. 1 sind die Ursprungsquellen für
Luftemboli während der extrakorporalen Zirkulation
zusammengestellt.
SOURCES OF POTENTIAL EMBOLI IN THE
EXTRACORPOREAL CIRCUIT
I.
Cardlotomy Return
II.
Blood Warming (Heat Exchanger)
III.
Oxygenator
A) Bubbling
B) Shock Waves
C) Vortexlng
IV.
Negative Pressure in Tubing (Crimping)
V.
Inadvertent Introduction of Massive Air Bolus
A) Vortexlng and Arterial Reservoir Emptying
B) Ruptured Tubing
C) Tubing Connector Disconnect
Abb. 1: Ursprungsquellen für Luftemboli während der extrakorporalen
Zirkulation (Kamaryl, J. A. u.a.).
Zahlreiche spezifische Untersuchungen ergaben hinsicht
lich der Ausbildung von Luft-Mikroemboli in Abhän
gigkeit von der Art des verwendeten Oxygenators, d.h.
bei Verwendung von Bubble- oder Membran-Oxygena-
toren keine signifikanten Unterschiede. Es ist allerdings
die unbedingte Forderung zu erfüllen, daß vor Beginn der
extrakorporalen Zirkulation das Priming-volume 5-10
Minuten mit einer Flow-Rate von 3 1/min zirkuliert und
das gesamte extrakorporale Kreislaufsystem exakt entlüf
tet wird. Bei Verwendung eines Membranoxygenators
wurden zwar primär weniger Luft-Mikroemboli beobach
tet verglichen zu den Bubble-Oxygenatoren, aber in den
venösen Reservoiren der bisher untersuchten Membran-
oxygenatoren bildeten sich signifikant mehr Mikroemboli
im Vergleich zu den venösen Reservoiren der Bubble-
Oxygenatoren, so daß wie R. Dutton und C. Hutchinson z.B.
zeigten, der endgültige Nettoanteil an entstandenen
Mikroemboli bei beiden Oxygenatortypen identisch
war. Wesentlicher als der jeweilige Typ des Oxygenators
für die Bildung von Mikroemboli scheint eine exakte und
saubere Perfusionstechnik zu sein.
Corpusculäre und Luft-Mikroemboli werden bei einer
normalen intravenösen Bluttransfusion venös einge
schwemmt, gelangen über das rechte Herz in den Lun
genkreislauf und werden dort arteriolär bzw. kapillär zum
ersten Mal gefiltert. Der weitere Weg führt über das linke
Herz in den großen Kreislauf, wo im peripheren Kapil
largebiet eine nochmalige Filterung erfolgt. Während der
extrakorporalen Zirkulation insbesondere während län
geren totalen Bypassphasen fällt die Lunge als körpereige
ner Filter, zwar unter der Gefahr einer Eigenschädigung,
aus; die im extrakorporalen System zirkulierenden Mikro
emboli gelangen über die arterielle Linie und die Aorta
sehr schnell in den Körperkreislauf.
Der Wirkungsort der Mikroaggregate im Empfängeror
ganismus li