Mikrozirkulation während der Maschinenperfusion von Spenderherzen zur Vorhersage der kontraktilen Funktion

Zusammenfassung

Aufgrund des Spenderherzmangels werden weltweit zunehmend auch Herzen von „Donation-after-circulatory-death“(DCD)-Spendern für die Transplantation verwendet. Herzen dieser Spender werden während des Transports überwiegend per Ex-vivo-Maschinenperfusion (MP) mit normothermem, oxygeniertem Blut präserviert. Aktuell werden die Funktion des Herzens und die Qualität der MP per visueller Inspektion und durch die Überwachung des Lactatspiegels im Perfusat beurteilt. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob sich die Überwachung der myokardialen Mikrozirkulation während der MP eignet, um die Perfusionsqualität zu beurteilen und die Kontraktilität vorherzusagen. Die Versuche wurden an einem Schweinemodell für DCD durchgeführt. Während einer 4‑stündigen Transportperfusion wurden der Lactatspiegel und die myokardiale Mikrozirkulation erfasst. Weiterhin wurden diverse Verlaufsparameter für die Veränderung der myokardialen Mikrozirkulation während der MP entwickelt. In einer Regressionsanalyse, basierend auf einem einzelnen Vorhersageparameter, zeigte sich für die mikrozirkulatorischen Verlaufsparameter ein niedriges, aber signifikantes R² für die systolische und für die diastolische Funktion. Für das Lactat konnte kein signifikantes R² identifiziert werden. In einer Regressionsanalyse, basierend auf 2 kombinierten Parametern, zeigte die Kombination zweier mikrozirkulatorischer Verlaufsparameter oder eines mikrozirkulatorischen Parameters und Lactat die beste Vorhersage. Aus den Ergebnissen der Arbeit kann geschlussfolgert werden, dass die Überwachung der myokardialen Mikrozirkulation während der MP von DCD-Herzen eine bessere Vorhersage der kontraktilen Funktion ermöglicht als die Überwachung des Lactatspiegels.

Abstract

To expand the donor pool hearts from donation after circulatory death (DCD) donors are increasingly being used for heart transplantation. DCD hearts are predominantly maintained by ex vivo machine perfusion (MP) with normothermic oxygenated blood. Currently, contractility and perfusion quality are evaluated by visual inspection and lactate concentration. So far it is unknown if monitoring of the myocardial microcirculation during MP is able to evaluate perfusion quality and predict contractility. During 4h of transportation perfusion the lactate concentration and myocardial microcirculation were measured. Various microcirculatory parameters describing the change of myocardial microcirculation during MP were developed. In a single variable regression analysis, microcirculatory parameters showed a significant r² for systolic and diastolic parameters. No significant r² could be identified for lactate concentration. In a regression analysis based on two combined parameters, the combination of two microcirculatory parameters or the combination of a microcirculatory parameter and lactate showed the best prediction. From the results of the study it can be concluded that monitoring of the myocardial microcirculation during MP of DCD hearts enables a better prediction of contractile function than the monitoring of the lactate concentration.