Die Heparinbeschichtung der extrakorporalen Zirkulation reduziert zerebrale Mikroembolien
und die postoperative Ödemneigung
R. Feyrer, U. Blum, A. Disput, A. Eyni, M. Hashimi, T. Reuther, A. Katalinic, J. von der Emde
Biologisierte Grenzschichten auf Titanimplantat-Oberflächen
D. Scharnweber, S. Rößler, M Stölzel, H. Worch
Intraoperative isovolämische Hämodilution aus der Aortenkanüle bei kardiochirurgischen
Patienten mit hochgradiger Mehrgefäß-KHK
F. Leurs, M. El Gindi, H. Keller
COMBIPOLAR – die Sicherheit der bipolaren Wahrnehmung, kombiniert mit den Vorteilen der
unipolaren Elektrode
F. Holz
ISSN 0941-2670
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Telefon: 0 8122/9820-0
Fax: 0 8122/40384
ii
KARDIOTECHNIK
German Journal of Perfusion
Offizielles Organ der Deutschen Gesellschaft für Kardiotechnik e.V.
The Official Publication Organ of the German Society for Cardiovascular Engineering
Heft 1/1998
7. Jahrgang
Herausgeber / Editor
Deutsche Gesellschaft für Kardiotechnik e.V. / German Society of Cardiovascular Engineering, G. Lauterbach, Köln
Mitherausgeber und Redaktion / Co-Editors and Editorial Staff
M. Foltan, Regensburg; S. Meyer, Köln (Ltd. Redakteur); H. Platzer, München; D. Sindhu, Köln; U. Wolfhard, Essen
Wissenschaftlicher Beirat
M. Beyer, Nürnberg; F. Beyersdorf, Freiburg; D. E. Birnbaum, Regensburg; N. Doetsch, Nürnberg;
M. Günnicker, Essen; H. Keller, Frankfurt; K. Klak, Bochum; R. Körfer, Bad Oeynhausen; A. Laczkovics, Bochum;
H. Reul, Aachen; D. Olthoff, Leipzig; H. Sebold, Tübingen
Die Zeitschrift KARDIOTECHNIK veröffentlicht im „Peer-review“-Verfahren Originalartikel, klinische und experimentelle Arbeiten, Fallberichte, Übersichtsreferate,
Leserbriefe und Buchbesprechungen aus dem Bereich Perfusion, Monitoring, Organprotektion, Medizinische Informatik und Elektrostimulation.
The German Journal of Perfusion KARDIOTECHNIK is a peer-reviewed journal. It publishes original articles, clinical and experimental papers, case reports, review
articles, letters to the editors and book reviews in the field of perfusion, monitoring, organ protection, computer science in medicine and electric stimulation.
Titelbild
Medtronic GmbH, Düsseldorf
Bereich Cardiac Surgery
Führende Technologien fur die
Herzchirurgie.
Erfahrung und Innovation für eine
bessere Perfusion.
Heft 2/98
Erscheinungstermin
20.5.1998
Einsendeschluß für
• redakt. Beiträge
9.3. 1998
• Anzeigenaufträge
22.4. 1998
Inhalt
Seite
Editorial…………………………………………………………………………………………………………………………….. 2
Die Heparinbeschichtung der extrakorporalen Zirkulation reduziert zerebrale
Mikroembolien und die postoperative Ödemneigung
R. Feyrer, U. Blum, A. Disput, A. Eyni, M. Hashimi, T. Reuther, A. Katalinic, J. von der Emde…………………………………… 3
Biologisierte Grenzschichten aufTitanimplantat-Oberflächen
D. Scharnweber, S. Rößler, M. Stölzel, H. Worch…………………………………………………………………………………………………. 8
Bücherjournal……………………………………………………………………………………………………………………. 10
Intraoperative isovolämische Hämodilution aus der Aortenkanüle bei
kardiochirurgischen Patienten mit hochgradiger Mehrgefäß-KHK
E Leurs, M. El Gindi, H. Keller………………………………………………………………………………………………………………………… 11
COMBIPOLAR – die Sicherheit der bipolaren Wahrnehmung,
kombiniert mit den Vorteilen der unipolaren Elektrode
E Holz …………………………………………………………………. 15
Klinikportrait
Herzzentrum Berlin…………………………………………………………………………………………………………….. 18
Neues aus der Industrie ……………………………………………………………………………………………………. 20
Berufsbild Kardiotechnik………………………………………………………………………………………………….. 21
Das Portrait
OMNIS Hospitalbedarf-Vertriebs-GmbH…………………………………………………………………………….. 24
Mitteilungen der DGfK……………………………………………………………………………………………………… 26
Kongreßtermine………………………………………………………………………………………………………………… 28
Impressum…………………………………………………………………………………………………………………………. 28
Heft 3/98
Erscheinungstermin
7.9.1998
Einsendeschluß für
• redakt. Beiträge
22.6. 1998
• Anzeigenaufträge
7. 8. 1998
Beilagenhinweis: Bitte beachten Sie die Beilage des Arbeitskreises „Qualitätsstandards in der
Kardiotechnik“
KARDIOTECHNIK 1/98
1
Editorial
dem Angebot, einen kurzen Überblick über
die 27. Jahrestagung der Deutschen Gesell
schaft für Thorax-, Herz- und Gefäßchirur
gie (veranstaltet vom 18.-21. Februar 1998
in Dresden) zu geben, komme ich gerne
nach.
Schwerpunktthema ist die minimal invasi
ve Herzchirurgie. Dazu werden Einzelvor
träge stattfinden, aber auch ein Rundtisch
gespräch, das bei der wissenschaftlichen
Einordnung der neuen Technik helfen soll.
Ich kann mir vorstellen, daß auch bei Ihnen
großes Interesse an dieser Frage besteht, da
ja Hemopump-Unterstützung bzw. das
Port-Access-System Aufgabenbereiche
sind, die von Ihnen erfüllt werden.
Neben dem Schwerpunktthema sind ande
re Themenblocks aus dem gesamten Fach
gebiet gebildet worden, wobei durch geän
derte Ablauforganisation insgesamt mehr
Vorträge angeboten werden. Auch eine ge
sundheitspolitische Sitzung mit dem The
ma „Rationierung in der Medizin“ wurde
hinzugefügt.
Am Donnerstag nachmittag sind zwei Sit
zungen geplant – überschrieben mit „Kreis
laufunterstützung und extrakorporale Zir
kulation“ -, die ebenfalls Ihre Aufmerk
samkeit erfahren sollten, geht es doch um
Auswirkungen der Herz-Lungen-Maschi
ne auf den Organismus. Hier werden die
Nachweismöglichkeiten immer feiner, aber
auch mannigfacher, wie man ja auch ein
zelnen Beiträgen in diesem Heft entneh
men kann.
Besonders hervorheben möchte ich den
von Herrn de Leval, London, gehaltenen
Festvortrag „Human Factors and Outcomes
of Surgery: a Cartesian Dream“. Er be
schäftigt sich mit der Fehleranalyse und
hebt besonders auf den Faktor „menschli
ches Versagen“ ab, den wir aus dem Flug
verkehr kennen, der aber auch in der Chir
urgie und der Kardiotechnik auftritt.
Wie immer, wird auch dieses Jahr ein rei
ches Fest- und Rahmenprogramm stattfin
den. Unser Kongreß in Dresden stellt eine
wichtige Börse des Austauschs und des
Dialogs dar. Deshalb freue ich mich auch
darauf, Sie in Dresden zu begrüßen.
Auch in dieser Ausgabe bietet die vorlie
gende KARDIOTECHNIK wieder ein
breites Spektrum interessanter Artikel, ins
besondere folgende Fachbeiträge:
F. Leurs aus dem Herzzentrum Frankfurt
befaßt sich mit der intraoperativen isovol-
ämischen Hämodilution aus der Aorten
kanüle bei kardiochirurgischen Patienten
mit hochgradiger Mehrgefäß-KHK.
Im Beitrag von R. Feyrer, Erlangen, wird
beschrieben, wie Heparinbeschichtung bei
der EKZ zerebrale Mikroembolien und
postoperative Ödemneigung reduziert.
Biologisierte Grenzschichten auf Titanim
plantat-Oberflächen sind das Thema von
D. Scharnweber und Kollegen von der TU
Dresden, Institut für Werkstoffwissen
schaft.
Der vierte Fachbeitrag gehört zum Bereich
Elektrostimulation und hat zum Inhalt die
Sicherheit der bipolaren Wahrnehmung,
kombiniert mit den Vorteilen der unipola
ren Elektrode.
Lassen Sie sich anregen und informieren!
Knut Leitz,
Zentralkrankenhaus Links der Weser,
Bremen
2
KARDIOTECHNIK 1/98
STATE-OF-THE-ART OXYGENATION
/ ~~
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—
I
D903 Avant
Der Fortschritt
Bei Membran
OXYGENATOREN
Kann ein Oxygenator intuitiv
wirken?
Die Antwort ist Avant.
Der Avant erklärt sich auf den
ersten Blick von selbst.
Jede Rundung, jeder Anschluß,
jedes einzigartige Merkmal
befindet sich genau dort, wo
Sie es erwarten.
D903 Avant: Entwickelt in der
Weitsicht seiner Bestimmung –
einzig zur Perfusion.
cKcleco
We Take Research To heart
R. Feyrer, U. Blum, A. Disput, A. Eyni,
M. Hashimi, T. Reuther, A. Katalinic*,
J. von der Emde
Abteilungfür Chirurgie des Herzens
und der Thorakalen Gefäße
Universität Erlangen-Nürnberg
(Leiter: Prof. Dr. J. von der Emde)
*Institut für Medizinische Statistik
und Dokumentation, Erlangen
(Leiter: Prof Dr. Horbach)
Die Heparinbeschichtung der
extrakorporalen Zirkulation
reduziert zerebrale Mikro
embolien und die postopera
tive Ödemneigung
Zusammenfassung
Der Kontakt von Blut mit Fremdober
flächen aktiviert das Gerinnungssystem,
das Fibrinolysesystem und das zelluläre
wie humorale Abwehrsystem. Trotz Sup
pression dieser Systeme im extrakorpora
len Bypass kommt es zur Mikrothromben
bildung und Mikroembolisation in Orga
nen, die sich u. a. als zerebrale Schädigung
mit neuropsychologischen Dysfunktionen
manifestieren können. Im Rahmen der Ent
zündungsreaktion tritt eine vermehrte
Membranpermeabilität mit erhöhtem Volu
menbedarf und generalisierter Ödemnei
gung auf. Fragestellung der Studie war, ob
bei verbesserter Biokompatibilität der
EKZ-Systeme (Heparinbeschichtung nach
dem Bioline-Verfahren, Fa. Jostra) ein kli
nischer Vorteil gesehen werden kann.
Zwischen Mai und Oktober 1996 wurden
bei 72 Patienten im Rahmen elektiver aor-
tokoronarer Bypassoperationen EKZ-Sy-
steme mit gleicher Oberfläche eingesetzt
(Oxygenator Quadrox, Beschichtung Bio
line). 36mal erfolgte der Einsatz heparin
beschichteter Systeme (Gruppe I) und
36mal unbeschichteter Systeme (Gruppe
II). Eine zerebrale Schädigung wurde la
borchemisch durch die Bestimmung des S-
100-Proteins, klinisch durch einen Auf
merksamkeitsbelastungstest (d2-Test nach
Brickenkamp) evaluiert. Veränderungen
von intra- und extrazellulären Flüssigkeits
verteilungen sowie des Gesamtkörperwas
sers wurden mit Hilfe der Bioimpedanz
analyse ermittelt. Zusätzlich wurden die ar
teriellen Filter der EKZ-Systeme elektro
nenmikroskopisch untersucht bezüglich
angelagerter Zellaggregationen.
Patienten, bei denen beschichtete EKZ-Sy
steme verwendet wurden, zeigten postope
rativ eine geringere zerebrale Schädigung
(S-100-Protein). Klinisch war die Konzen
trationsleistung signifikant besser als in der
Vergleichsgruppe (d2-Test). Die Flüssig
keitsretention war geringer, die Ödemnei
gung vermindert (Bioimpedanzanalyse).
Auf den arteriellen Filtern zeigten sich si
gnifikant weniger Zellaggregationen (Elek
tronenmikroskopie).
Die Heparinbeschichtung der extrakorpo
ralen Zirkulation reduziert die zerebrale
Mikroembolisation durch Zellaggregatio
nen und die Ödemneigung der Patienten.
Wir empfehlen den Einsatz dieser Systeme
bei Operationen mit langen Bypasszeiten
und bei Kindern.
Schlüsselwörter
Extrakorporale Zirkulation, Heparinbe
schichtung, neuropsychologische Dys
funktionen, zerebrale Mikroembolisation,
Ödemneigung.
Summary
Contact of blood and artificial surface is ac
tivating coagulation system, fibrolytic sys
tem and cellular and humoral immunity. In
spite of suppression of these systems car
diopulmonary bypass procedures (CPB)
lead to microembolism of cellaggregations.
Neuropsychological dysfunction and co
gnitive decline have been postulated as cli
nical signs of cerebral embolic events. Ge
neralized inflammatory reaction leads to an
increasing membran permeability followed
by generalized edema and volume depen
dance of patients. The purpose of the cur
rent prospective study was the evaluation of
clinical advantage using heparin-coated ex
tracorporeal circulation circuits (ECC), es
pecially in postoperative neuropsychologi
cal dysfunctions and postoperative edema.
From May until October 1996 in 72 patients
(coronary artery bypass procedures) identi
cal cardiopulmonary system configurations
were used (Quadrox membrane oxygenator,
Fa. Jostra), 36 systems were heparin-coated
(group I) and 36 systems remained uncoated
(group II). Neuropsychological tests, that re
quired visual scanning, attention and con
centration (d2-test, Brickenkamp) were per
formed in each patient preoperatively, 6 and
9 days following operation. Blood samples
for analysis of S-100 protein (marker of ce
rebral injury) were collected preoperatively,
1 and 5 hours after CBR In 38 patients (19
from each group) arterial filters of ECC were
analyzed by scanning electron microscopy
(SEM) to determine platelet and leucocyte
deposition and fibrin deposits. Variations in
intra- and extracellular fluids and total body
water were assessed by the bioelectrical im
pedance analysis preoperatively, 5 h and 22 h
postoperatively.
D2-tests revealed a stronger depression in
group II postoperatively with a high signifi
cance (median depression 14 % versus 4 %
in group I, p = 0.05). Both groups returned
to normal within 9 days. S-100 levels 1 and
5 hours postoperatively were higher in
group II (median 0.91 versus 0.75, median
0.20 versus 0.10 respectively). The diffe
rence did not reach statistical significance.
Statistically significant differences in the
surface coverage units of the arterial filters
were observed between the two groups (p <
0.01). In standard circuits the number of
cell or fibrin deposits increased according
to the duration of extracorporeal circula
tion but not in heparin-coated circuits.
Fluid retention and postoperative edema
were lower after using coated system.
Our study suggests, that cerebral injury and
postoperative edema following CPB may
be reduced by heparin-coating of the by
pass circuits. We recommend heparin-coat
ed bypass circuits in cardiac procedures
with a long duration of extracorporeal cir
culation and in patients predisposed for
edema like small children.
Key Words
Extracorporeal circulation, heparin-coat
ing, neuropsychological dysfunction, cere
bral microembolism, po