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Patienten, die sich einer Bypassoperation am offenen Herzen unterziehen erleiden häufig kognitive Beeinträchtigungen durch Mikroembolien, insbesondere ausgelöst durch Luft. Ins Operationsfeld eingeleitetes Kohlendioxid soll durch seine physikalischen Eigenschaften protektiv auf die kognitiven Funktionen wirken. In die Studie waren 69 Patienten eingeschlossen, die sich jeweils einer aortokoronaren Bypassoperation unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine unterzogen. Es erfolgte randomisiert die Einteilung in eine Kontrollgruppe und eine protegierte Gruppe. Am ersten präoperativen und am fünften postoperativen Tag wurde jeweils eine Testbatterie aus sechs verschiedenen Einzeltest mit den Patienten durchgeführt. Als neurokognitives Defizit wurde eine Verschlechterung der Ergebnisse um mindestens 20% im Vergleich zu den präoperativen Werten in zwei oder mehr Einzeltests definiert. Intraoperativ wurde durch einen Zweikanal-Ultraschall-Mikroblasendetektor, der in den Kreislauf der Herz-Lungen-Maschine eingeschaltet war, ein Monitoring von Größe und Anzahl der entstehenden Gasblasen durchgeführt. Die Gruppen wiesen bezüglich der klinischen Parameter keine signifikant unterschiedlichen Werte auf. Der einzig signifikante Unterschied in den gemessenen Werten der Mikrobubbles ist eine Reduktion der Gasblasen zwischen Kanal I und Kanal II in beiden Gruppen. Dies beweist das Vorhandensein und die Funktionsfähigkeit des arteriellen Filters. Jedoch lässt sich ein Trend zur Verringerung von Blasenanzahl und Blasenvolumen unter Verwendung von CO2 erkennen. Die neurokognitiven Tests konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen ausmachen. Somit war kein signifikanter Vorteil für die aortokoronare Bypassoperation unter Protektion durch CO2 auszumachen. Der Neuroscore als Instrument zur Objektivierung eines neurokognitiven Defizits ist diskussionsbedürftig. Da Studien, z. B. im Bereich der minimalinvasiven Chirurgie, den Vorteil von CO2 belegen ist die Anwendung zur Protektion weiter zu empfehlen Jedoch fehlt der endgültige Beweis für den Benefit speziell bei der aortokoronaren Bypassoperation.

Ein Ziel dieser prospektiven, randomisierten Arbeit war es, das etablierte Verfahren der Kernspintomographie hinsichtlich ihrer Möglichkeiten in der Diagnostik von möglichen retrosternalen und perikardialen Adhäsionen nach medialen Sternotomien und Re-Operationen zu vergleichen. Bei 10 Patienten benutzten wir eine bioresorbierbare mit Sodium - hyaluronat modifizierte, Carboxymethylcellulose und nicht mondifizierte USP glycerol – Membran (CV seprafilm ®) von Genzyme, Cambridge, MA, USA als perikardialen Ersatz. Die anderen 10 Patienten erhielten eine nichtresorbierbare Polytetrafluoroäthylen (PTFE) - Membran (Preclude ®) der Firma Gore, Flagstaff, AZ, USA. In der Kontrollgruppe waren weitere 10 Patienten, die keine Membranen erhielten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 34 Patienten zwischen Januar 2000 und Oktober 2002 nach dem Zufall für das MRI postoperativ innerhalb eines Jahres zugewiesen, um mögliche retrosternale und perikardiale Adhäsionen postoperativ zu beurteilen. Weiterhin sah das Protokoll vor, dass bei 20 Patienten vor dem operativen Eingriff ein MRT durchgeführt wurde, während alle Patienten ein Jahr postoperativ eine MR – Untersuchung bekommen sollten. Da vier Patientenn verstorben waren wurde die MR Untersuchung bei 30 Patienten. Durchgeführt. Die prä- und postoperative MR- Auswertung wurde ohne das Wissen von intraoperativen Resultaten durchgeführt. Die präoperative MR- Auswertung wurde mit dem intraoperativen Befund sowie postoperativ im MRT verglichen. Die Untersuchung wurde mit einem Siemens Magnetom Symphony mit einer Feldstärke von 1,5 Tesla durchgeführt. Das Protokoll sah vor, dass transversale- und sagittale T1- gewichtete und EKG- getriggerte Spin- Echo- Sequenzen, sowie transversale- und sagittale retrospektive Gradienten- Echo- Sequenzen durchgeführt wurden. Wir klassifizierten den Grad der perikardialen Adhäsionen in 5 Gruppen: nicht vorhanden (0), minimale (1), mäßig (2), schwere (3), extrem schwer (4). Die perikardialen Adhäsionen wurden an fünf Positionen gemessen und ausgewertet: entlang der großen Gefäße (Aorta ascendens und A. pulmonalis), am rechten Atrium, an ventralen Wand des rechten Ventrikels, an der Herzspitze und an der diaphragmalen Oberfläche (posterolateral). Zum Zeitpunkt vor der Re- Operation war keiner der 30 Patienten frei von retrosternalen und intrapericardialen Adhäsionen. Die präoperative MR- Auswertung der retrosternalen Adhäsionen korrelierte mit dem intraoperativen Befund, während die prognostizierte Dichte der Adhäsionen ebenfalls visuell gemessen und im MRT bewertet weniger zuverlässig im Vergleich zu den intraoperativen Befunden war. Die post-operativen MR- Ergebnisse der Patienten mit der biologisch resorbierbaren Membran (Seprafilm ®) und der nichtresorbierbaren (Preclude ®) Membran zeigte keinen signifikanten Unterschied zur Kontrollgruppe. Aufgrund der Ergebnisse der prä- und postoperativen MR- Bildgebung sowie der intraoperativen Befunde gehen wir davon aus, dass die Kernspintomographie eine angemessene diagnostische Methode zur Erkennung und zur Lokalisation von retrosternalen perikardialen Adhäsionen darstellt. Basierend auf unseren Ergebnissen kommen wir jedoch zu dem Schluss, dass perikardiale Ersatzstoffe wie biologisch resorbierbare oder nichtresorbierbare Membranen nicht in der Lage sind, Adhäsionsformationen für einen Zeitraum von über einem Jahr zu verringern oder zu vermeiden. Unser Studienergebnis erlaubt es nicht ein abschließendes Urteil über die Effizienz der Membranen zu geben, da wir der Auffassung sind, dass die Adhäsionsformationen möglicherweise nach dem Beobachtungszeitraum von einem Jahr nicht vollständig entwickelt sind. Die sehr viel versprechenden Ergebnisse bei der Verhütung von Adhäsionen mit biologisch resorbierbaren oder nichtresorbierbaren Membranen (PTFE) wurden alle nach einem Beobachtungszeitraum von wenigen Wochen bis zu einem Monat erbracht. Innerhalb dieser kurzen Zeit eignet sich der Stellvertreter vor allem der biologisch resorbierbaren Membran mit Natriumhyaluronat und Carboxymethylcellulose zur Verhinderung von Adhäsionen. Diese Tatsache ist von Vorteil für Operationen mit der Notwendigkeit des kurzfristigen reoperativen Eingriffes z.B. im Bauch- oder sogar Perikardraum, die jedoch innerhalb einer berechenbaren gewissen Zeit entfernt werden können. Die PTFE Membranen zeigt jedoch einen festen Aufbau einer Schicht zwischen dem Brustbein und dem Herz. Auf diese Weise bildet sie eine Art Schutzschild auf der Oberfläche des Myokards. Im Bezug auf unsere Erfahrung stellt dies einen deutlichen Vorteil im Falle von Resternotomie dar. Andererseits zeigen die nichtresorbierbaren Membranen wie als auch die biologisch resorbierbaren Membranen keine Verringerung und Vermeidung von Adhäsionen für einen längeren Zeitraum. Deshalb sehen wir eine klare Notwendigkeit von Langzeitstudien mit größeren Studienkollektiven, um die bisher angenommenen Vorteile dieser Art von Membranen im Hinblick auf ihre Fähigkeit zur langfristigen Adhäsionsprophylaxe zu untersuchen. Dies gilt besonders in der Herzchirurgie, wo retrosternale und perikardiale Adhäsionen für ein hohes Risiko für Re-Operationen maßgeblich sind. Weiterhin erwiesen sich die MRT – Untersuchungen in unserer Studie als klinisch gut einsetzbares Verfahren zur Beurteilung von Adhäsionen, des Retrosternalraums und der Morphologie des Herzen, während sich als Nachteil der deutlich höhere Kostenfaktor im Vergleich zur konventionellen Röntgenuntersuchung anführen lässt.

Zusammenfassend stellen die neuen proximalen Anastomosenkonnektoren eine wichtige Bereicherung in der sich laufend weiterentwickelnden Therapie koronarer Herzerkrankungen dar. Allerdings kann aktuell der von uns untersuchte Nitinol-Konnektor die Anforderungen nicht erfüllen, die er gegenüber der handkonnektierten Anastomose haben sollte um sich als Standardverfahren zu etablieren. Die postoperativ ausgemessene mittlere Querschnittsfläche zeigte einen signifikant kleineren Wert als bei den handkonnektierten Bypässen. Dies könnte sich im mittel- bis langfristige Verlauf in einer höheren Bypassverschlußrate niederschlagen. Weiterhin sind bei einem relativ hohen Einkaufspreis dieses Konnektors die marktwirtschaftlichen Vorteile nicht ersichtlich. Die Kombination einer zeitsparenden nahtlosen Anastomose mit dem reduzierten traumatischen Gebiet im Bereich der Aorta stelle vor allem für kardiopulmonal deutlich vorerkrankte Patienten mit einem erhöhten Operationsrisiko eine verminderte intraoperative Belastung dar. Die Prüfung der Durchgängigkeit wurde in den meisten der bereits durchgeführten Studien über neuere distale oder proximale Anastomosematerialien mittels Koronarangiographie durchgeführt. Unter Berücksichtigung der proximalen Anastomose wurden zur Prüfung der Durchgängigkeit alternative Verfahren wie die Computertomographie untersucht [58] und für konventionelle Anastomosen bereits beschrieben. Durchgängigkeitskontrollen für distale Anastomosen, bei welchen Nitinol-Konnektoren verwendet wurden, wie es bei dem symmetrischen Aortenkonnektor an proximalen Anastomosen der Fall ist wurden bisher noch nicht durchgeführt und beschrieben. Zukünftige Studien müssen zeigen, wie sich mechanisch durchgeführte Bypassverbindungen im Vergleich zu konventionell genähten Verbindungen im Langzeitverlauf verhalten. Bisherige Studien haben gezeigt, daß Stenosen – ähnlich wie nach Einlagen von Stents in den Koronargefäße nach Ballondillatation – auftreten können. Diese Erkenntnisse geben Anlass zu großer Vorsicht bei der Verwendung und kurzfristigen Beurteilung von solchen Systemen. Die Beschichtung dieser Konnektoren mit Medikamenten, die solche Verengungen verhindern könnten, wird möglicherweise unumgänglich sein. Die Indikation dieser Konnektors ist kritisch zu stellen, weitere klinische Studien betreffend Offenheitsrate im Langzeitverlauf sind abzuwarten. Dank der Verkleinerung der Schnittwunde und der Verkürzung von komplexen Nahtvorgängen könnte die Belastung der Patienten erheblich gesenkt werden. Dies bedeutet eine Reduktion des Operationsrisikos und insgesamt eine Qualitätssteigerung.

In der vorliegenden prospektiven randomisierten Studie mit 80 Patienten zur aortokoronaren Venenbypass-Operation hatten wir das Ziel, die traumatischen Effekte durch das partielle Ausklemmen als auch durch den Aortenkonnektor und die dadurch entstehenden partikulären Embolien zu identifizieren. Des Weiteren sollten diese partikulären Embolien von solchen nach dem Öffnen der Aortenklemme unterschieden werden. Es ist dabei wichtig festzuhalten, dass der erste Filter, welcher das Trauma an der Aorta beim Fertigen der proximalen Anastomose repräsentiert, bei schlagendem Herzen eingesetzt wurde. Der zweite Filter wurde während der extrakorporalen Zirkulation mit HLM eingebracht und nach dem Öffnen der totalen Querklemmung der Aorta entfernt. Wir konnten die Fertigung der proximalen Anastomose als eine wichtige Quelle für ein solches embolisches Geschehen und die damit verbundenen neurologischen Komplikationen identifizieren. Dabei spielt die Art der Fertigung der proximalen Anastomose keine Rolle. Wir konnten somit zeigen, dass es keinen Unterschied hinsichtlich der Entstehung partikulärer Embolien zwischen einer konventionellen proximalen Anastomose oder einer mit Hilfe des Symmetry Aorten- Konnektor- Systems gefertigten Anastomose gibt. Die Anzahl der geborgenen Partikel ist unabhängig von der gewählten Fertigungsart nicht signifikant verschieden. Ebenso konnten wir hinsichtlich der Oberflächengröße der im ersten Filter geborgenen Partikel keinen Unterschied zwischen der automatisierten und konventionellen Fertigung erkennen. Es konnte somit gezeigt werden, dass eine proximale Anastomose unabhängig von der Fertigungsart ein nicht zu unterschätzendes Risiko für partikuläre Embolien darstellt und somit eine Ursache für neurologische Komplikationen im Rahmen einer Bypassoperation sein kann. Wir konnten weiterhin zeigen, dass die Anzahl der geborgenen Partikel nach dem Öffnen der Querklemme der Aorta signifikant geringer ist im Vergleich zu der Anzahl der geborgenen Partikel nach dem Fertigen der proximalen Anastomose. Hierbei ist es völlig unerheblich, ob diese Anastomose konventionell oder mit dem Konnektor gefertigt wird. Wir konnten somit die Behauptung widerlegen, dass die Manipulation an der Aorta durch das Querklemmen im totalen Bypass der entscheidende Faktor für die partikulären Embolien und die konsekutiven neurologischen Komplikationen ist. Mit der Auswertung der Filter konnten wir zeigen, dass durch das Klemmen der Aorta weniger partikuläre Embolien verursacht werden als durch das Fertigen einer proximalen Anastomose am schlagenden Herzen. In der vorliegenden Untersuchung konnten wir nicht zeigen, dass durch die Verwendung eines mechanischen Konnektors die traumatischen Auswirkungen auf die Aortenwand sowie die entstehenden partikulären Embolien durch das fehlende partielle Ausklemmen der Aortenwand verringert werden kann. Wir konnten zeigen, dass es keinen Unterschied macht, einen mechanischen Konnektor zu verwenden oder aber die proximale Anastomose konventionell mit partieller Ausklemmung der Aortenwand zu fertigen. Neben der Untersuchung der Filter bezüglich der Qualität sowie Quantität der geborgenen Partikel ließen sich in den neurokognitiven Testreihen keine Unterschiede zwischen den zwei Gruppen zeigen. Wir konnten keinen klinischen Vorteil bezüglich des neurokognitiven Outcomes in einer der beiden Gruppen erkennen. Abschließend kann man sagen, dass es hinsichtlich der Entstehung von partikulären Embolien sowie deren konsekutiven neurologischen Komplikationen keinen Unterschied gibt zwischen der Verwendung des Symmetry™ Aortic Konnektors oder einer konventionell gefertigten Anastomose.