ArchivDeutsches Ärzteblatt1-2/2014Kreislaufunterstützungssysteme: Auf dem Weg zum Dauereinsatz

MEDIZINREPORT

Kreislaufunterstützungssysteme: Auf dem Weg zum Dauereinsatz

Dtsch Arztebl 2014; 111(1-2): A-31 / B-26

Franke, Ingrid

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Während die Zahl der Herztransplantationen stetig sinkt, nimmt die Implantation der „künstlichen Herzen“ dank rasanter technischer Entwicklungen sprunghaft zu.

„Kunstherzen“ oder Ventricular Assist Devices sind heute klein, leise und störungsarm. Die Systeme werden bei einer offenen Operation unter Anwendung der Herz-Lungen-Maschine implantiert.
„Kunstherzen“ oder Ventricular Assist Devices sind heute klein, leise und störungsarm. Die Systeme werden bei einer offenen Operation unter Anwendung der Herz-Lungen-Maschine implantiert.

Die Zahl der Organspenden ist – ausgehend von einem niedrigen Niveau – weiter deutlich gesunken. Das ist ein Fanal angesichts von 11 300 Patienten, die derzeit auf der Warteliste für ein Spenderorgan stehen. Im Fall der Herztransplantation schaffen Medizin und Ingenieurskunst durch die Entwicklung unterschiedlicher Kreislaufunterstützungssysteme (Ventricular Assist Devices, VAD) inzwischen wertvolle Alternativen zur Organtransplantation.

Das Deutsche Herzzentrum Berlin mit der weltweit größten Erfahrung in der Implantation unterschiedlichster Assist-Systeme hat seit 1988 bis September 2013 etwa 2 211 VADs (davon 164 bei Kindern) implantiert, dagegen „nur noch“ 1 787 Herztransplantationen durchgeführt. Dies zeigt nach Angaben von Chefarzt Prof. Dr. med. Roland Hetzer den Trend: Die Zahl der Transplantationen wird weiter sinken, die der VAD-Implantationen sprunghaft ansteigen; und zwar nicht nur als Folge der Manipulationen bei der Organvergabe, sondern auch im Hinblick auf demografische Veränderungen der Altersstruktur in der Bevölkerung.

„Wegen der Unwahrscheinlichkeit einer Organzuteilung werde bei terminal herzinsuffizienten Patienten inzwischen die Implantation von Herzunterstützungssystemen eher in Betracht gezogen als die Transplantation, sagte Hetzer beim 8. Internationalen „Mechanical Circulatory Support“-Symposium in Berlin. Insofern erweitere sich das Patientenspektrum auf die Hochbetagten, denen mit einem Assist mehrere Lebensjahre bei guter Qualität geboten werden können.

„Recovery und Weaning“

Es werden verschiedene Arten von Kunstherzen unterschieden:

  • Linksventrikuläre Unterstützungssysteme (LVAD) werden in den linken Ventrikel eingesetzt. Diese Art der Unterstützung stellt die häufigste Form dar.
  • Rechtsventrikuläre Unterstützungssysteme (RVAD) werden in den rechten Ventrikel implantiert.
  • Total artificial heart (TAH): Hierbei wird das Herz des Patienten vollständig explantiert und durch eine mechanische Pumpe ersetzt.

Während VADs früher nur zur Überbrückung angewendet wurden (Bridge to Transplant), bieten „Kunstherzen“ heute eine Möglichkeit zur Erholung des erkrankten Herzmuskels (Recovery und Weaning); sie dienen aber auch als gezielte Langzeit- und Dauerlösung bei Patienten, die wegen Alters, Tumorerkrankungen oder schweren Begleiterkrankungen nicht transplantierbar sind („Destination Therapy“). Keineswegs vergessen werden dürfte in diesem Zusammenhang die akute Notfallversorgung mit Systemen zur extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO, ECLS), um den Transport von Patienten bis in ein spezialisiertes Herzzentrum zu gewährleisten, berichtete Prof. Dr. med. Thomas Krabatsch (Deutsches Herzzentrum Berlin).

Je größer die Not in der Transplantationsfrage sei, umso mehr haben sich mit wachsender Erfahrung die Spektren von Assists erweitert und verändert, so auch bei den Systemen, die die Funktion des linken und des rechten Herzens komplett übernehmen. Sie sind indiziert bei Patienten, deren Rechtsherzfunktion sich im Verlauf einer längeren Therapie mit einem linksventrikulären Herzunterstützungssystem (LVAD) verschlechtert, aber auch bei Patienten mit Rechts- und Linksherzinsuffizienz. In diesen Fällen wird der Einsatz von modifizierten biventrikulären Systemen ohne Explantation des natürlichen Herzens erwogen.

Schwachstelle Steuerkabel

US-amerikanische Referenten aus Houston und Minneapolis berichteten von Systemen, die einen maximalen Permanenzbetrieb von fünf bis acht Jahren aufweisen, aber auch von Patienten, die zwölf bis 14 Jahre mit zweimaligem Wechsel der Pumpe gut überstanden hätten. Diese lange Einsatzdauer nähert sich zunehmend den langen Überlebenszeiten von Patienten mit Herztransplantation von mehr als 20 Jahren.

Die Hauptschwachstelle der VADs ist überwiegend das aus dem Körper heraustretende, mechanisch erheblich beanspruchte Steuerkabel. Heute lässt sich an spezialisierten Herzzentren vielfach das Kabel allein reparieren, ohne dass es zu einem für den Patienten belastenden Austausch der gesamten Pumpe kommen muss. Nachdem die modernen Rotationspumpen immer kleiner, verschleißfreier, energiesparender und lautloser geworden sind, steht die kabellose Energieübertragung im Zentrum der Forschung und dürfte in absehbarer Zeit realisierbar sein (Kasten).

Neben der Infektionsgefahr sind folgende Komplikationen möglich: Durch die Scherkräfte im Kunstherz kann es zu Thrombenbildung kommen. Um Schlaganfälle und Embolien zu vermeiden, ist daher eine Antikoagulation notwendig. Zudem beobachtet man bei Patienten mit mechanischer Herzunterstützung eine Blutungsneigung, verursacht durch Hämolyse oder ein erworbenes Von-Willebrand-Syndrom.

Ungelöst ist die Frage, welchen Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie oder nach schweren ischämischen Ereignissen nach monatelanger mechanischer Entlastung des Herzens eine dauerhafte Genesung zuteil wird. Derzeit versucht man eine Prognose anhand einer Echokardiographie während eines Pumpen-Stopps abzuleiten. Viele Studiengruppen arbeiten an der Klärung dieser faszinierenden Frage, denen trotz mancher wichtiger Einzelergebnisse noch keine dauerhafte Lösung beschieden ist.

Nach Angaben von Prof. Dr. med. Michael Dandel konnte am Deutschen Herzzentrum Berlin die weltweit größte Zahl an Patienten vom Assist dauerhaft entwöhnt werden – nämlich 106 Erwachsene mit linksventrikulärem und 14 mit biventrikulärem System, ferner 16 Kinder. Die Erholungsrate bei chronischer, nicht ischämischer Herzmuskelschädigung liege heute bei zehn bis 20 Prozent; bei akuter Myokarditis, akuter Herzinsuffizienz nach herzchirurgischen Eingriffen oder postpartaler Kardiomyopathie sogar noch höher. Sehr selten hingegen (bei etwa ein Prozent) sei eine Erholung bei Patienten zu erwarten, die an einer chronisch ischämischen Kardiomyopathie leiden.

Hohe Überlebensraten

Die Fünf- beziehungsweise Zehn-jahresüberlebensrate von Patienten, denen ein Unterstützungssystem letztlich wieder explantiert werden konnte, liegt bei 74 respektive 69 Prozent. Patienten, die nicht vom Assist entwöhnt werden konnten, haben eine schlechtere Prognose. Fünf Jahre nach Implantation lebt nur noch etwa die Hälfte der Betroffenen. Dandel sieht die Möglichkeit von „recovery and wean- ing“ als das „attraktivste Potenzial“ von Assists an. Denn was könne beglückender für einen Patienten auf der Warteliste sein, ohne Assist und ohne Herztransplantation auskommen zu können.

Ob durch eine frühzeitigere VAD-Implantation in mehr Fällen eine Herzerholung zu erreichen wäre, ist ein Aspekt, der gegenwärtig vom Deutschen Herzzentrum Berlin gemeinsam mit der Kardiologie Göttingen und allen herztransplantierenden Kliniken in Deutschland im Rahmen einer umfangreichen Studie untersucht wird.

Wesentliche Erkenntnisse zugunsten der mit Assist versorgten Patienten erhofft man sich zudem vom 2009 gestarteten „Europäischen Register für Patienten mit mechanischer Kreislaufunterstützung“ (Euromacs), dem sich deutsche, europäische, aber auch außereuropäische Herzzentren angeschlossen haben. Derzeit sind dort 512 Patientenverläufe registriert (www.euromacs.org).

Ingrid Franke

Prot0typ für mehr Mobilität

Ein Kunstherz, das voll implantierbar funktioniert und wartungsfrei über viele Jahre im Körper schlagen kann, würde einen Durchbruch bedeuten. Das Aachener Kunstherz ReinHeart, konzipiert vom Institut für Angewandte Medizintechnik, dem Helmholtz-Institut der RWTH Aachen und dem Universitätsklinikum Aachen, ist ein solcher Prototyp. Seine Pumpeinheit besteht aus drei Komponenten: Zwei Pumpkammern mit jeweils Ein- und Auslassklappen sind durch flexible Membranen vom dazwischen liegenden Antrieb getrennt. Die Pumpkammern sind einlassseitig mit den beiden verbliebenen Vorhöfen des natürlichen Herzens konnektiert und auslassseitig an die Aorta bzw. Pulmonalarterie angeschlossen.

Der elektromagnetische Antrieb drückt alternierend jeweils eine Druckplatte gegen die Membran, so dass das Volumen der jeweiligen Pumpkammer verkleinert und Blut durch die Auslassklappe ausgeworfen wird. Bei Rückstellung der Membran füllt sich die Kammer wieder. Der spezielle getriebelose Direktantrieb, der in Kooperation mit dem Institut für Elektrische Antriebe entwickelt wird, erhöht die Dauerfestigkeit und stellt ein Alleinstellungsmerkmal dar. zyl

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spili1
am Freitag, 17. Januar 2014, 09:00

Kommentar zum EUROMACS / BRIDGE TO RECOVERY / REINHEART

Prof. Dr. med. Dr. h.c. Reiner Körfer, Dr. med. Sotirios Spiliopoulos, Prof. Dr. med. Gero Tenderich
Evangelischen Klinikum Niederrhein, Klinik für die Chirurgische Therapie der Terminalen Herzinsuffizienz


Sehr geehrte Damen und Herren,

mit großem Interesse haben wir Ihren Artikel:“ Kreislaufunterstützungssysteme: Auf dem Weg zum Dauereinsatz“ gelesen. Dieser bedarf jedoch, im Interesse der Leserschaft, dreier Ergänzungen bzw. Korrekturen:
Erstens: Es ist richtig, dass analog zum INTERMACS-Register in der USA aktuell auf europäische Ebene an der Etablierung des von Ihnen zitierten EUROMACS-Registers gearbeitet wird. Es darf jedoch nicht unerwähnt bleiben, dass aufgrund der freiwilligen Teilnahme, dieses nicht das geeignete Instrument ist um eine wirklich valide Qualitätssicherung zu gewährleisten. Viel relevanter erscheint in dieser Hinsicht die Initiative des AQUA-Instituts, analog zu dem Gebiet der Herztransplantation, Leistungsindikatoren zu definieren und über die obligatorische Teilnahme aller in dem Gebiet der mechanischen Kreislaufunterstützung tätigen nationalen Zentren, einen hohen Qualitätsstandard für die Versorgung der betroffenen Patienten zu etablieren und letztendlich die Leistung der einzelnen Zentren an diesen Standard zu messen.
Zweitens: So faszinierend das Thema der Erholung der linksventrikulären Pumpfunktion unter der mechanischen Unterstützung auch sein mag (Bridge to Recovery; BTR), wir dürfen nicht vergessen, dass nur ein sehr kleiner Prozentsatz (5%) der Patienten mit einer terminalen Herzinsuffizienz auf der Grundlage der meist verbreiteten Grunderkrankung, nämlich der dilatativen Kardiomyopathie, tatsächlich von dem linksventrikulären Unterstützungssystem entwöhnt werden können. Die Gründe sind vielfältig, jedoch vor allem bietet uns die aktuelle Technologie nicht die Möglichkeit in Echtzeit Informationen über den Entlastungszustand des linken Ventrikels und über den Öffnungszustand der Aortenklappe zu erhalten, beides entscheidende Faktoren für den optimalen Betrieb des implantierten Systems. Der erster Ansatz zur Entwicklung einer solchen Technologie kam von unserer Arbeitsgruppe. Die Ergebnisse der tierexperimentellen Studie wurden im Rahmen des letzten Jahrestreffens der EACTS vorgestellt und werden demnächst im EJCTS publiziert.
Drittens: Das ReinHeart-Total Artificial Heart (TAH) ist ein vollimplantierbares Kunstherz konzipiert für den Langzeiteinsatz im Sinne einer Alternative zur Herztransplantation. Inzwischen befindet sich das Projekt in der Phase der chronischen Tierversuche. Das Projekt ist eine Kooperation der Klinik für die Chirurgische Therapie der Terminalen Herzinsuffizienz im Evangelischen Klinikum Niederrhein in Duisburg, des Herz- und Diabeteszentrum NRW und des Instituts für Angewandte Medizintechnik des Helmholtz-Instituts der RWTH Aachen und wird im Rahmen des Ziel-2 Programms durch die Europäische Union, das Land NRW sowie der Erich und Hanna Klessmann Stiftung gefördert.

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