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Neuartige Doppellumenkanüle für extrakorporale Kreislaufunterstützungsverfahren

Transapikale Implantation, physiologische Perfusion und optimierte kardiale Erholung
  • Philippe GrieshaberEmail author
  • Peter Roth
  • Thomas Wiesmann
  • Johannes Gehron
  • Markus Bongert
  • Martin Fiebich
  • Andreas Böning
Stand der Wissenschaft
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Zusammenfassung

Bei akutem Herz-Kreislauf-Versagen können extrakorporale Kreislaufunterstützungsverfahren („extracorporeal life support“, ECLS) eingesetzt werden. Trotz deutlich zunehmender Anwendung ist der ECLS mit einer konstant hohen Mortalität von ca. 50 % behaftet. In eigenen Vorarbeiten wurde gezeigt, dass die aktuell genutzten Kanülierungsstrategien keine ausreichende Perfusion der Herzkranz- und der Kopf-Hals-Gefäße sowie keine Entlastung des linken Herzens gewährleisten. Dies limitiert die Erholung der Patienten. Im Rahmen des durch das Dr. Rusche-Forschungsprojekt 2019 geförderten Forschungsvorhabens soll daher eine neuartige Doppellumenkanüle entwickelt werden, die über die Herzspitze eingebracht wird und eine antegrade Perfusion des gesamten Körpers ermöglicht. Der linke Ventrikel wird durch aktiven Sog über das zweite Lumen entlastet. Das Prinzip adressiert die Limitationen konventioneller ECLS und könnte die Erholung der Patienten verbessern. Das Projekt beinhaltet die Entwicklung und Optimierung des Kanülendesigns mithilfe der „fluid dynamics simulation“, die Erstellung von Prototypen sowie Testung dieser Prototypen im Großtierversuch. Hierüber soll die Kanüle bis zur klinischen Anwendungsreife entwickelt werden.

Schlüsselwörter

Extrakorporale Membranoxygenierung Kardiogener Schock Mechanische Kreislaufunterstützung Kanülierung Antegrade Perfusion 

Abkürzungen

AHA

American Heart Association

CAD

„Computer-aided design“

DGTHG

Deutsche Gesellschaft für Thorax‑, Herz- und Gefäßchirurgie

ECLS

„Extracorporeal life support“ (extrakorporale Kreislaufunterstützung)

ELSO

Extracorporeal Life Support Organization

ESC

European Society of Cardiology

SIRS

„Systemic inflammatory response syndrome“

Innovative double lumen cannula for extracorporeal life support

Transapical implantation, physiological perfusion and optimized cardiac recovery

Abstract

Extracorporeal life support (ECLS) is frequently used to stabilize patients with acute circulatory failure as a bridge to recovery or to definitive treatment. Despite its increasing use, ECLS is still associated with consistently high mortality rates around 50%. Previous in vitro and in silico studies demonstrated that with conventional cannulation strategies for ECLS the perfusion of the coronary arteries and the supra-aortic vessels is insufficient. Furthermore, ECLS increases the left ventricular afterload and impairs left ventricular unloading. These aspects impair patient recovery. The presented project, which is supported by the Dr. Rusche research project 2019, aims at developing a new double lumen cannula. This cannula is intended to be inserted via the left ventricular apex. The cannula tip is placed in the aortic root and allows antegrade perfusion of the whole body. The left ventricle is vented over the second lumen of the cannula by active suction. This principle addresses the limitations of conventional ECLS cannulation strategies and could improve cardiac recovery after ECLS. The project includes the optimization of the cannula design using computational fluid dynamics simulation, the production of prototypes as well as testing of these prototypes in large animal studies. In the long run, the cannula is intended to be brought into clinical application.

Keywords

Extracorporeal membrane oxygenation Cardiogenic shock Mechanical circulatory support Cannulation Antegrade perfusion 

Notes

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

P. Grieshaber, P. Roth, T. Wiesmann, J. Gehron, M. Bongert, M. Fiebich und A. Böning geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

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Copyright information

© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  • Philippe Grieshaber
    • 1
    Email author
  • Peter Roth
    • 1
  • Thomas Wiesmann
    • 2
  • Johannes Gehron
    • 1
  • Markus Bongert
    • 3
  • Martin Fiebich
    • 4
  • Andreas Böning
    • 1
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