Herzersatz
Herztransplantation

Die Geschichte der Herztransplantation:

1905 - erste Herztransplantation an einem Hund durch Carrel & Guthrie
1967 - in Kapstadt gelang es Christian Barnard ein Menschliches Herz zu Implantieren. Der Empfänger des Spenderorgans überlebte 18 Tage.
1969 wurde in München und Berlin erstmals erfolgreich ein Herz transplantiert
Seit 1990 werden ca. 4000 Herztransplantationen durchgeführt. Davon werden alleine 375 Transplantationen im Jahr, in 20 Deutschen Herzzentren durchgeführt.


Welche Indikationen(Krankheiten) muss der Patient haben um ein neues Herz zu Erhalten?

Da es nicht so viele Spenderorgane gibt wie Organempfänger wird vorausgesetzt, dass sich der Empfänger im Thermalstadium (kurz vorm Tod befinden) befindet. Das heißt, der Herzpatient hat eine Herzmuskelerkrankung oder Herzrhythmusstörungen die nicht mit Medikamenten oder andere Methoden z.B. Bypass behandelt werden können.
Dabei ist darauf zu achten, dass das Individuelle Risiko des Patienten das Grundrisiko der Operration nicht überschreitet. Die Indikations-Einschätzung muss ständig überprüft werden.


Empfängerseite

Leider gibt es mehr bedarf an Spenderorganen als es Spender gibt, aus diesem Grund wird der Patient mit dem Krankenherzen auf einer Empfängerliste eingetragen. Auf dieser Liste sind alle wichtigen Daten des Patienten notiert z.B. Blutgruppe, Größe und Gewicht.

Wie wird die Warte Zeit überbrückt bis zum Spenderorgan?

Bis ein passendes Spenderorgan gefunden ist, wird dem Patienten durch Medikamentengabe, z.B. ACE Hemmern (dienen zum hemmen des Angiotensinkonvertierenden Enzyms(Blutdruckregelung)), um die Herzinsuffizienz best möglichst zu behandeln bei körperlicher Schonung. Eine andere Möglichkeit ist es dem Patienten ein Künstliches Herz zu transplantieren.
Spenderseite


Sobald ein passendes Spenderorgan zur Verfügung steht, wird der Patient benachrichtigt und für die Operation vorbereitet. Allerdings wird erst das Spenderorgan auf Krankheiten z.B. Hepatitis untersucht, genauso wie der Spender. Außerdem spielt auch die Familienanamnese eine große Rolle, da krankhaftes Erbgut im Spenderorgan enthalten sein könnte. Das bedeutet also erst wenn sichergestellt ist, dass das Spenderherz absolut gesund ist wird die Transplantation eingeleitet.

Wichtig hierbei ist zu wissen, dass dem Spender erst das Organ entnommen werden darf, wenn der Hirntod des Spenders sicher nachgewiesen worden ist.
Die Definition wurde aus der Quelle übernommen.

Der Hirntod wird definiert als Zustand des irreversiblen Erloschenseins der Gesamtfunktionen des Großhirns, des Kleinhirns und des Hirnstammes, bei einer durch kontrollierte Beatmung noch Aufrechterhaltenen Herz-Kreis-Lauffunktion. Der Hirntod ist der Tod des Menschen.“.
Transplantation


Hierbei betrachten wir die Seiten des Spenders und des Empfängers.

Nachdem die Untersuchung des Spenders abgeschlossen ist wird das Herz entfernt. Dieses geschieht folgendermaßen.
  1. die Aorta wird unterbrochen
  2. 2-3 Liter 4Grad kalte Kardioplegie wird in das Herz injiziert(das ist eine Lösung um den Herzstillstand beizuführen. Es handelt sich um eine Chemische Flüssigkeit diese besteht aus Natrium und soll eine Zellschwellung vermeiden.)
  3. externe Kühlung aus dem Brustraum durch eine Kochsalzlösung
  4. Bei der Entnahme muss gewährleistet werden, dass die total orthotope Implantation, das Heißt an der Stelle wo das alte Herz des Empfängers gesessen hat Implantiert werden kann.
  5. das Herz transportfähig einpacken
    1. dreifachsteriler Beutel in dass das Herz kommt
    2. Kühlbox mit Eis, hier kommt der Beutel hinein
    3. So erhält man Ischemietzeiten(ohne
Durchblutung) von bis zu 5 Stunden

Nachdem der Empfänger des Spenderorgans benachrichtigt worden ist, beginnt der Arzt mit der zeitlichen Planung der Transplantation. Diese beinhaltet Vorbereitung des Patienten, Planung der Narkose und den Ablauf der Transplantation.
Die eigentliche Transplantation beginnt mit der Endnahme des kranken Herzen. Hierfür wird der Brustkorb aufgesägt und das Herz freigelegt, die Holvenen werden abgebunden und durchtrennt. Aus den Holvenen Eingängen werden etwa 3 cm, im Durchmesser, Manschetten geformt. Diese werden für die Verbindung des Herzen mit den Hohlvenen benötigt. Der Patient wird an eine Herz-Lungen-Maschine angeschlossen. Sobald das Spenderherz eingetroffen ist wird es dem Empfänger implantiert und an den Blutkreislauf angeschlossen. Das nun von Blut durchströmte Herz kann von alleine die Herzaktivität aufnehmen, sollte es dieses nicht machen kann mit Hilfe einer Defibrillation die Herzmuskelzellen aktiviert werden. Wenn das Herz schlägt wird die Herz-Lungen-Maschine entfernt und der Brustkorb wird verschlossen.


Risiken

Die Patienten haben nach der Implantation eine Überlebensrate im ersten Jahr von 79%, nach 5Jahre sind es noch 65%. Die Hauptrisiken nach der Implantation sind zum einen Abstoßung des fremden Herzen sowie Infektionen durch Bakterien. Des weiteren kann es zu Transplantatvaskulopathie darunter versteht man das die Koronalvenen auf Grund von Ablagerungen mehr und mehr verengen. Es können sich aber auch Maligne Neoplasien bilden, das sind Tumorzellen die sich bilden können.
Künstliches Herz



Geschichte:
Die HLM(Herz Lungen Maschine) wurde erstmals 1937 in einem Experiment von John Gibbon verwendet. Die erste Anwendung innerhalb einer Operation erfolgte 1953 an einer 18 Jahre alten Patienten über eine Dauer von 45 Minuten.
Zentrale Bedeutung für die extrakorporale Zirkulation durch die Herz-Lungen-Maschine hat die Entdeckung des Heparins durch Jay McLean im Jahre 1916. Heparin verhindert die Blutgerinnung, was eine elementare Voraussetzung zum Betrieb einer Herz-Lungen-Maschine bzw. ein Künstliches Herz darstellt. Ebenso sind Künstliche Herzklappen essentiell um Künstliche Herzen zu Bauen.
Als erstes brauchbares Herzimplantat gilt das Jarvik-7-100 von Robert Jarvik, welches im Dezember 1982 in der Uniklinik von Utah eingesetzt wurde. Die Operation führte William DeVries, der Patient überlebte 112 Tage und erlitt mehrere Thrombosen, bevor er starb.
Warum werden Kunstherzen eingesetzt:
Ein kompletter Herzersatz wird eigentlich nur dazu verwendet um die Zeit bis zum Erhalt eines Spenderherzes zu überbrücken. Nur Herzunterstützende Geräte sind als Dauerlösung gedacht. Obwohl diese meist auch nur dazu dienen dem Herz eine Pause bis zur Genesung zu erlauben.


Verschiedene Kunstherzen:

Vollimplantierbare Künstlicher Herzersatz, wie z.B. die AbioCor oder das Min
iACcor :
Die Idee war vorhandene externe Pumpen soweit zu verkleinern und Wartungsarm zu machen das diese auch im inneren des Patienten arbeiten können. Sie arbeiten meist mit elektro- mechanischen Druckplattenantrieb. Das besondere beim MiniACcor ist, das es extrem klein und leicht(<500g) ist und zudem noch neuartige herzklappen, welche auf einem drei segelprinzip arbeiten, besitzt. Allerdings ist es noch nicht zugelassen.
Herzunterstützende Pumpen, wie z.B. die INCOR von BerlinHeart:
Diese meist auf Turbinentechnik zurückgreifenden Pumpen dienen lediglich zur Unterstützung des Herzens, was den Vorteil hat das sie recht klein gehalten werden können und ihre Energieversorgung meist weniger Probleme in Hinsicht der Mobilität geben.


Zum Thema Kunstherzen möchte ich auch auf die Ausgabe „Totaler und Partieller Herzersatz“ der Zeitschrift „Jurnal für Kardiologie“ Hinweisen, welches viele Verschiedene Kunstherzarten beschreibt. Die Ausgabe liegt auf dem BSCW Server.
Technisches:
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Die zwei grundlegenden arten der Verdrängungspumpen sind die Pneumatische Membranpumpe und die Elektromechanische Membranpumpe. Bei der Pneumatischen wird die Membran, welche die eigentliche Förderarbeit leistet, mithilfe von Pressluft bewegt. Rückschlagventile
verhindern je nach Arbeitszyklus den Rückfluss des Blutes. Bei der Elektromechanischen Membranpumpe wird die Membran über einen magnetisch angetrieben Stößel bewegt. Diese Art des Antriebes ist sehr viel leiser als jener mit Druckluft. Bei beiden Arten ist die Membran mehrlagig um die Sicherheit selbst bei an- oder eingerissener Membran zu gewährleisten.

Die Art der Verdrängungspumpe hat den vorteil das so gut wie keine Hämolyse( Auflösung von Erythrozyten) stattfindet, bis auf die Klappen und Austrittsöffnungen.Jedoch hat man dies durch Strömungsanalysen und Designänderungen recht gut kompensieren können. Ein großes Problem gibt es bei diesen Pumpen jedoch, da sie als komplett oder teil Ersatz fürs Herz benutzt werden, ist der Patient im falle eines System Ausfalls tot!

Es gibt zudem noch Strömumgspumpen welche meist Turbinen ähnlich aufgebaut sind. Sie sind haben einen geringen Energie Verbrauch und sind extrem leise(unhörbar). Durch ihre meist magnetische Lagerung (frei schwebender Rotor)haben sie zudem recht wenig Verschleiß. Strömungspumpen werden als Herzunterstützende Systeme genutzt, somit ist bei einem Ausfall der Technik der Patient dennoch durch sein eigenes Herz Lebensfähig.














Fragen:

Beschreiben Sie welche Probleme bei der Anwendung eines Künstlichem Herzersatz auftreten können.
Wärmebilung, Thrombosen, Hämoylse, Abstoßung vom Körper, Systemausfall

Wozu werden Kunstherzen genutzt?
Zur Lebenserhaltung des Patienten. Als Übergangslösung, bis zum Erhalt eines Spenderherzens

Nennen Sie die Grundlegenden Kriterien die zum Bau eines Kunstherzen nötig waren.
Die Erforschung des Blutgerinnung hemmenden Medikaments Heparin. Leichte, Körperverträgliche Materialen. Künstliche Herzklappen.

Wie wird das Spenderorgan für den Transport vom Spender bis zum Empfänger Transportfähig verpackt und wie lange ist die maximale Ischemietzeit?

Das Herz wird in einen 3fach Sterilen Beutel gegeben und in einer Transportbox mit Eis zum kühlen Transportiert. Die maximale Ischemiezeit darf 5 Stunden nicht überschreiten.

Beschreiben Sie mit Eigenen Worten was Hirntod nach der Definition Bedeutet.

Unter dem Hirntod versteht man, dass die Komplette Hirnaktivität nicht mehr vorhanden ist.Man spricht auch vom Tod des Menschen.

Nennen Sie die Indikationen für einen Herzkranken damit er entweder ein Spender- oder Kunstherz erhält.

Der Patient muss sich im Thermalstadium befinden. Außerdem darf das Risiko für den Patienten bei der Operation darf das Grundrisiko nicht Überschreiten. Eine Erkrankung des Herzmuskels oder Herzrhythmusstörungen müssen vorhanden sein.


Quellen:
Wikipedia
Herz-Lungen-Maschine.de
herztransplantation.de
Berlin Heart.de

Kardiologie Journal
3sat.de
zdf.de