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Aspekte der Hämostase bei Patienten mit mechanischer Herzunterstützung

Aspects of hemostasis in patients with ventricular assist devices

  • Stand der Wissenschaft
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Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie Aims and scope

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Zusammenfassung

Hintergrund

Blutungsereignisse und Thromboembolien stellen schwere Komplikationen bei Patienten mit mechanischer Herzunterstützung („ventricular assist device“, VAD) dar. Als Ursachen kommen u. a. die Interaktion der Thrombozyten mit der Fremdoberfläche und die hohe Schubspannung innerhalb des VAD-Systems infrage. Bisher gibt es nur wenige Studien, die die Thrombozytenfunktion von VAD-Patienten behandeln.

Ziel der Arbeit

Zur Optimierung des Therapiemanagements von VAD-Patienten sollten die Thrombozytenfunktion im Hinblick auf Blutungsereignisse und die Rolle von Fremdoberflächen bei der Entwicklung von Thromboembolien untersucht werden.

Material und Methoden

In der Studie wurden insgesamt 39 VAD-Patienten in drei unterschiedlichen Zeiträumen untersucht: ohne VAD (vor Implantation, n = 11; nach Explantation n = 8), in einem frühen postoperativen Zeitraum (≤ 14 Tage nach Implantation, n = 28) und einem späten postoperativen Zeitraum (≥ 30 Tage nach Implantation, n = 30). Die Thrombozytenfunktion wurde mithilfe der Thrombozytenaggregometrie nach Born gemessen. Zusätzlich wurden postoperative Blutungen erfasst.

Zur Untersuchung der Rolle von Fremdoberflächen wurde Glas mit Hydrogelen unterschiedlichen Quellgrads beschichtet sowie unter Vollblutperfusion und Schubspannung analysiert.

Ergebnisse

Bei 18 der 19 Patienten ohne VAD und bei allen Patienten nach VAD-Implantation wurde eine Thrombozytopathie festgestellt. Blutungsereignisse traten bei 44 % der Patienten in der frühen und bei 64 % in der späten Postimplantationsphase auf.

Bezüglich der Bedeutung von Fremdoberflächen bei der Entwicklung von Thromboembolien konnte eine ausgeprägte Thrombozytenadhäsion auf unbeschichtetem und mit Polyurethan (PU) beschichtetem Glas nachgewiesen werden. Bei hydrogelbeschichteten Oberflächen mit einem Quellgrad > 1,5 wurde keinerlei Thrombozytenadhäsion beobachtet.

Schlussfolgerung

Thrombozytenfunktionsstörungen sind bei VAD-Patienten oftmals schon vor Implantation bzw. nach Explantation eines VAD vorhanden. Gerinnungsstörungen bei VAD-Patienten sind multifaktoriell bedingt. Ihr Management stellt eine Gratwanderung zwischen gesteigerter Blutungsneigung und erhöhtem Thromboserisiko dar.

Abstract

Background

Bleeding events and thromboembolism are severe complications in patients with ventricular assist devices (VAD). Possible causes are the interaction of platelets with the foreign material as well as pathological blood flow conditions due to the high pulsating tension within the VAD system. Up to now there have been only a few studies which investigated platelet function in VAD patients.

Objective

In this study platelet function was investigated with respect to bleeding and the role of foreign surfaces in the development of thromboembolism for optimization of the therapy management of VAD patients.

Material and methods

The study investigated a total of 39 VAD patients without a VAD (before implantation n = 11 and after explantation n = 8) in an early (≤ 14 days after implantation n = 28) and a late (≥ 30 days after implantation n = 30) postoperative phase. Platelet function was analyzed via light transmission aggregometry according to the method of Born. In addition postoperative bleeding events were monitored. To investigate the role of foreign surfaces in the development of thrombosis, glass surfaces were covered with hydrogels with different degrees of swelling and analyzed under whole blood perfusion and pulsation strength.

Results

Platelet dysfunction was detected in 18 out of the 19 patients without a VAD and in all patients after VAD implantation. Bleeding events occurred in 44 % of patients in the early and in 64 % in the late postoperative period. Extensive platelet adhesion was detected on uncoated and polyurethane (PU) coated glass. No platelet adhesion occurred on glass surfaces covered with hydrogels with a degree of swelling higher than 1.5.

Conclusion

The results indicated that platelet function is most often impaired in VAD patients before implantation and even after explantation of a VAD. Coagulation disorders in VAD patients are multifactorial and the management represents a tightrope walk between increased tendency to bleeding and increased risk of thrombosis.

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Literatur

  1. Anfossi G, Trovati M (1996) Role of catecholamines in platelet function: pathophysiological and clinical significance. Eur J Clin Invest 26:353–370

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  2. Asrani SK, Asrani NS, Freese DK, Phillips SD, Warnes CA, Heimbach J et al (2012) Congenital heart disease and the liver. Hepatology 56:1160–1169

    Article  PubMed  Google Scholar 

  3. Backes D, van den Bergh WM, van Duijn AL, Lahpor JR, van Dijk D, Slooter AJC (2012) Cerebrovascular complications of left ventricular assist devices. Eur J Cardiothorac Surg 42:612–620

    Article  PubMed  Google Scholar 

  4. Chen H, Yuan L, Song W, Wu Z, Li D (2008) Biocompatible polymer materials: Role of protein-surface interactions. Prog Polym Sci 33:1059–1087

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. Baghai M, Heilmann C, Beyersdorf F, Nakamura L, Geisen U, Olschewski M, Zieger B (2015) Platelet dysfunction and acquired von Willebrand syndrome in patients with left ventricular assist devices. Eur J Cardiothorac Surg 48:421–427

    Article  PubMed  Google Scholar 

  6. Baghai M, Tamura N, Beyersdorf F, Henze M, Prucker O, Rühe J, Goto S, Zieger B, Heilmann C (2014) Platelet repellent properties of hydrogel coatings on polyurethane-coated glass surfaces. ASAIO J 60:587–593

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  7. Chung I, Lip GYH (2006) Platelets and heart failure. Eur Heart J 27:2623–2631

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  8. Eckman PM, John R (2012) Bleeding and thrombosis in patients with continuous-flow Ventricular Assist Devices. Circulation 125:3038–3047

    Article  PubMed  Google Scholar 

  9. Fiore M, James C, Mouton C, Calderon J, Barandon L, Ouattara A et al (2014) Assessment of platelet function with light transmission aggregometry in 24 patients supported with a continuous-flow left ventricular assist device: A single-center experience. J Thorac Cardiovasc Surg 148:3119–3125

    Article  PubMed  Google Scholar 

  10. Giamouzis G, Butler J, Triposkiadis F (2011) Renal function in advanced heart failure. Congest Heart Fail 17:180–188

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  11. Gibbs CR, Blann AD, Watson RDS, Lip GYH (2001) Abnormalities of hemorheological, endothelial, and platelet function in patients with chronic heart failure in sinus rhythm : effects of angiotensin-converting enzyme inhibitor and  -blocker Therapy. Circulation 103:1746–1751

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Horbett TA (1996) Principles underlying the role of adsorbed plasma proteins in blood interactions with foreign materials. Cardiovasc Pathol 2:137–148

    Article  Google Scholar 

  13. Statistisches Bundesamt (2015) Die 10 häufigsten Todesursachen. https://www.destatis.de/DE/ZahlenFakten/GesellschaftStaat/Gesundheit/Todesursachen/Tabellen/HaeufigsteTodesursachen. Zugegriffen: 19. Oktober 2015

    Google Scholar 

  14. http://statistics.eurotransplant.org/index.php?search_type=waiting+list%26search_organ=%26search_region=All+ET%26search_period=by+year%26search_characteristic=%26search_text=. Zugegriffen: 19. Oktober 2015

  15. Jalal DI, Chonchol M, Targher G (2010) Disorders of hemostasis associated with chronic kidney disease. Semin Thromb Hemost 36:34–40

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  16. Klovaite J, Gustafsson F, Mortensen SA, Sander K, Nielsen LB (2009) Severely impaired von Willebrand Factor-dependent platelet aggregation in patients with a continuous-flow Left Ventricular Assist Device (HeartMate II). J Am Coll Cardiol 53:2162–2167

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  17. Kroll MH, Hellums JD, McIntire LV, Schafer AI, Moake JL (1996) Platelets and shear stress. Blood 88:1525–1541

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  18. Konkle BA (2011) Acquired Disorders of Platelet Function. Hematology Am Soc Hematol Educ Program (1):391–396

    Article  Google Scholar 

  19. Michiels J, Berneman Z, Schroyens W, Finazzi G, Budde U, van Vliet H (2006) The paradox of platelet activation and impaired function: platelet-von Willebrand factor interactions, and the etiology of thrombotic and hemorrhagic manifestations in essential thrombocythemia and Polycythemia Vera. Semin Thromb Hemost 32:589–604

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  20. Navitsky MA, Taylor JO, Smith AB, Slattery MJ, Deutsch S, Siedlecki CA et al (2014) Platelet adhesion to polyurethane urea under pulsatile flow conditions. Artif Organs 38:1046–1053

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  21. Packham MA (1988) The behavior of platelets at foreign surfaces. Proc Soc Exp Biol Med Soc Exp Biol Med 189:261–274

    Article  CAS  Google Scholar 

  22. Pandiyarajan CK, Prucker O, Zieger B, Rühe J (2013) Influence of the molecular structure of surface-attached poly(N-alkyl Acrylamide) coatings on the interaction of surfaces with proteins, cells and blood platelets. Macromol Biosci 3:873–884

    Article  Google Scholar 

  23. Ratner BD (1993) The blood compatibility catastrophe. J Biomed Mater Res 27:283–287

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  24. Ratner BD (2007) The catastrophe revisited: Blood compatibility in the 21st Century. Biomaterials 28:5144–5147

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  25. Steinlechner B, Dworschak M, Birkenberg B, Duris M, Zeidler P, Fischer H et al (2009) Platelet dysfunction in outpatients with left Ventricular Assist Devices. Ann Thorac Surg 87:131–137

    Article  PubMed  Google Scholar 

  26. Uriel N, Pak SW, Jorde UP, Jude B, Susen S, Vincentelli A et al (2010) Acquired von Willebrand syndrome after continuous-flow mechanical device support contributes to a high prevalence of bleeding during long-term support and at the time of transplantation. J Am Coll Cardiol 56:1207–1213

    Article  PubMed  Google Scholar 

  27. Van Bladel ER, de Jager RL, Walter D, Cornelissen L, Gaillard CA, Boven LA et al (2012) Platelets of patients with chronic kidney disease demonstrate deficient platelet reactivity in vitro. BMC Nephrol 13:127

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  28. Witters P, Freson K, Verslype C, Peerlinck K, Hoylaerts M, Nevens F et al (2008) Review article: blood platelet number and function in chronic liver disease and cirrhosis. Aliment Pharmacol Ther 27:1017–1029

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  29. Wörz A, Berchtold B, Moosmann K, Prucker O, Rühe J (2012) Protein-resistant polymer surfaces. J Mater Chem 22:19547

    Article  Google Scholar 

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Danksagung

Die Autoren danken Dr. Ulrich Geisen, Dr. Lea Nakamura, Simone Rosenfelder und Nathalia Schatz für die fachliche und technische Unterstützung.

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Authors and Affiliations

  1. Klinik für Herz-und Gefäßchirurgie, Universitäts-Herzzentrum Freiburg – Bad Krozingen, Hugstetter Str. 55, 79106, Freiburg, Deutschland

    M. Baghai, F. Beyersdorf & C. Heilmann

  2. Abteilung für Kardiologie, Tokai University School of Medicine, Isehara, Japan

    N. Tamura & S. Goto

  3. Lehrstuhl für Chemie und Physik von Grenzflächen, Institut für Mikrosystemtechnik, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg, Deutschland

    M. Henze, O. Prucker & J. Rühe

  4. Klinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie, Universitätsklinikum Freiburg, Freiburg, Deutschland

    B. Zieger

Authors
  1. M. Baghai
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  2. N. Tamura
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  3. F. Beyersdorf
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  4. S. Goto
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  5. M. Henze
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  6. O. Prucker
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  7. J. Rühe
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  8. B. Zieger
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  9. C. Heilmann
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Corresponding author

Correspondence to M. Baghai.

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Interessenkonflikt

M. Baghai, N. Tamura, F. Beyersdorf, S. Goto, M. Henze, O. Prucker, J. Rühe, B. Zieger und C. Heilmann geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen wurden mit Zustimmung der Ethikkommission der Universität Freiburg sowie gemäß der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Von allen beteiligten Patienten liegt eine Einverständniserklärung vor.

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Baghai, M., Tamura, N., Beyersdorf, F. et al. Aspekte der Hämostase bei Patienten mit mechanischer Herzunterstützung. Z Herz- Thorax- Gefäßchir 30, 127–131 (2016). https://doi.org/10.1007/s00398-015-0039-0

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