Verfasst von: Parwis B. Rahmanian und Thorsten Wahlers
Die mechanische Herz-Kreislauf-Unterstützung, insbesondere durch linksventrikuläre Assist Devices (LVAD), hat sich zu einer etablierten Therapie der chronischen Herzinsuffizienz entwickelt. Die Hauptindikationen sind die Überbrückung zur Transplantation sowie mit zunehmendem Stellenwert die Destinationstherapie. Die Indikationsstellung erfolgt anhand der klinischen Symptomatik entsprechend der InterMACS-Klassifikation. Bei kritisch kranken Patienten besteht die Möglichkeit der temporären Herzunterstützung durch Anlage eines Kurzzeitunterstützungssystems zur Stabilisierung und Entscheidungsfindung vor einer permanenten Unterstützung. Für die aktuelle LVAD-Generation, bei der die miniaturisierte, magnetisch gelagerte Pumpe intraperikardial im Apex des linken Ventrikels platziert wird, kann ein 1-Jahres-Überleben von 80–85 %, analog zur Herztransplantation, erreicht werden. Potenzielle Komplikationen beinhalten ein Thrombembolierisiko, Blutungen sowie Device-assoziierte Infektionen.
Die chronische Herzinsuffizienz steht für ein schwerwiegendes Krankheitsbild, welches trotz optimaler medikamentöser Therapie mit einer erheblichen Morbiditäts- und Mortalitätsrate einhergeht.
Die Therapie der Herzinsuffizienz fußt auf drei wesentlichen Säulen: der medikamentösen Therapie, der chirurgischen/interventionellen Korrektur zugrunde liegender Pathologien und der mechanischen Herz-Kreislauf-Unterstützung/Transplantation.
Es wird angenommen, dass 5–10 % der von einer chronischen Herzinsuffizienz betroffenen Patienten unter Ausschöpfung der medikamentösen Herzinsuffizienztherapie symptomatisch bleiben (E und Jessup 2015), was neben der Einschränkung der Lebensqualität der betroffenen Patienten zu sekundären Organfunktionsstörungen und aufgrund rezidivierender Dekompensationen zu gehäuften Hospitalisationen bis hin zur Pallitivbehandlung und letztlich zum Versterben des Patienten führt. Bei dieser Patientengruppe mit therapierefraktärer chronischer Herzinsuffizienz stellen die Herztransplantation oder die dauerhafte mechanische Herz-Kreislauf-Unterstützung die einzige weiterführende Therapieform dar. Während die Zahl der Herztransplantationen in der letzten Dekade auf zahlenmäßig niedrigem Niveau verblieben ist und nur einer begrenzten Gruppe von Patienten zur Verfügung steht, hat sich die mechanische Herz-Kreislauf-Unterstützung im selben Zeitraum durch deutliche technische Fortschritte zu einer wichtigen Alternative in der Behandlung der chronischen Herzinsuffizienz entwickelt. Hinzu kommt, dass aufgrund der modernen medikamentösen Therapie, welche die Lebenserwartung erkrankter Patienten verlängert, zu erwarten ist, dass zum einen die Zahl der Herzinsuffizienzpatienten in Zukunft weiter zunehmen wird und diese außerdem ein höheres mittleres Lebensalter haben werden und somit per se nur eingeschränkt Kandidaten für eine Transplantation sein können.
Dementsprechend wird der Stellenwert der mechanischen Herz-Kreislauf-Unterstützung in Zukunft weiter an Bedeutung zunehmen.
Indikationen zur mechanischen Herz-Kreislauf-Unterstützung
Bei der Indikationsstellung zur Anwendung eines Systems zur Herz-Kreislauf-Unterstützung ist an erster Stelle zu unterscheiden, ob eine temporäre oder längerfristige Unterstützung vonnöten ist.
Die Anwendung einer längerfristigen mechanischen Herz-Kreislauf-Unterstützung, im Sinne der Verwendung eines ventrikulären Unterstützungssystems („ventricular assist device“, VAD) bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz, kann dabei verschiedene Zielstellungen verfolgen und sollte bei jedem Patienten individuell im Heart Team entschieden werden.
Überbrückung zur Transplantation (Bridge to Transplantation, BTT)
Die Herztransplantation stellt nach wie vor den Goldstandard in der Therapie der terminalen chronischen Herzinsuffizienz dar und sollte bei Patienten, die eine Indikation zur Herztransplantation bei Fehlen von Kontraindikationen aufweisen, als vorrangiges Ziel bestehen bleiben. Durch den bekanntermaßen bestehenden Mangel an geeigneten Spenderorganen ist die Wartezeit jedoch unkalkulierbar lang und eine erhebliche Zahl an Patienten wird während der Wartezeit eine Verschlechterung der klinischen Situation erfahren, die zum Verlust der Transplantationsfähigkeit und letztlich zum Versterben des Patienten führen kann. Spätestens mit der 3. Generation an VAD-Systemen hat sich die Implantation eines Herzunterstützungssystems zur Überbrückung zur Transplantation etabliert und kann das Überleben des Patienten sicherstellen und das Auftreten von schwerwiegenden Endorganschäden vermeiden.
Dementsprechend empfehlen die aktuellen Guidelines der European Society of Cardiology (ESC) bezüglich der Behandlung der akuten und chronischen Herzinsuffizienz die Erwägung einer linksventrikulären Assist-Device (LVAD)-Implantation bei Herztransplantationskandidaten mit der Empfehlungsklasse IIa Level C, um Symptome zu verbessern, das Risiko für Hospitalisationen zu verringern und das Versterben auf der Warteliste zu vermeiden (Ponikowski et al. 2016; McDonagh et al. 2021).
Dabei liegt die Schwierigkeit darin, den optimalen Zeitpunkt zur Etablierung der Herzunterstützungstherapie zu finden, da dieser von verschiedenen Faktoren wie der zu erwartenden Wartezeit auf ein Spenderherz, dem potenziellen Verschlechterungsrisiko, dem Mortalitätsrisiko und nicht zuletzt der Lebensqualität des Patienten abhängt. Da alle Faktoren im Verlauf Änderungen erfahren können, ist eine regelmäßige Evaluation des Patienten notwendig.
Für die größer werdende Gruppe an Patienten mit terminaler Herzinsuffizienz, die nicht transplantabel sind, ist die Zielsetzung der Herzunterstützungstherapie eine dauerhafte, im Sinne einer Destinationstherapie.
Wie erstmals in der REMATCH-Studie (Randomized Evaluation of Mechanical Assistence for the Treatment of Congestive Heart Failure) (s. Abschn. 5) gezeigt wurde, kann mit einer VAD-Therapie ein signifikant besseres Überleben erreicht werden als mit rein medikamentöser Herzinsuffizienzbehandlung (Rose et al. 2001). Mit der aktuellen 3. Generation an VAD-Systemen, die prinzipiell verschleißfrei arbeiten, ist die Laufzeitlimitierung, wie sie in der Vergangenheit bestand, in den Hintergrund gerückt. Mittlerweile sind Laufzeiten von mehr als 10 Jahren beschrieben, und es ist anzunehmen, dass diese in Zukunft noch weiter gesteigert werden wird. Die aktuellen Guidelines der European Society of Cardiology empfehlen die Erwägung einer linksventrikulären Assist-Device (LVAD)-Implantation zur DT mit dem Empfehlungsklasse IIa Level B, um das vorzeitige Versterben zu vermeiden (Ponikowski et al. 2016; McDonagh et al. 2021).
Überbrückung zur Entscheidungsfindung (Bridge to Decision, BTD)
Anders als bei der Gruppe der Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz, bei der eine quasi elektive Entscheidung zur VAD-Implantation als BTT oder DT getroffen werden kann, sollte bei Patienten mit akut dekompensierter Herzinsuffizienz anders vorgegangen werden.
Anhand der Daten des internationalen Registers für ventrikuläre Assist-Systeme, InterMACS (Interagency Registry for Mechanically Assisted Circulatory Support), lässt sich ableiten, dass Patienten, denen während der Phase einer akuten Dekompensation oder im kardiogenen Schock ein Langzeitunterstützungssystem implantiert wird, ein deutlich schlechteres Outcome haben (Kirklin et al. 2013). Bei diesen Patienten kann zunächst ein Kurzzeitunterstützungssystem zur akuten Kreislaufstabilisierung zur Anwendung kommen, um dann im weiteren Verlauf die Indikation zur Umstellung auf ein permanentes VAD-System zu überprüfen.
Kriterien zur Indikationsstellung
Die Indikationsstellung zur VAD-Implantation stellt immer eine Abwägung zwischen Nutzen und Risiken der Implantation unter Berücksichtigung potenzieller Komplikationen am Device und dem zu erwartenden natürlichen Verlauf der alleinigen medikamentösen Therapie der terminalen Herzinsuffizienz dar. Generell sollte die Indikation bei Patienten im NYHA-Stadium III–IV evaluiert werden. Für die linksventrikuläre Unterstützung stufen die aktuellen Guidelines zur Therapie der Herzinsuffizienz der European Society of Cardiology (ESC) Patienten mit therapierefraktärer Herzinsuffizienz als potenzielle Kandidaten ein, wenn die in Tab. 1 aufgeführten Kriterien erfüllt sind (McDonagh et al. 2021).
Tab. 1
HF-Patienten als potenzielle Kandidaten für die Implantation eines linksventrikulären Assist Device (LVAD). (Mod. nach den „2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure“ [McDonagh et al. 2021])
HF-Patienten, die trotz optimaler medikamentöser Therapie hochgradig symptomatisch bleiben, keine schwerwiegende Rechtsherzfunktionsstörung und/oder hochgradige Trikuspidalklappeninsuffizienz aufweisen, und sich bei Fehlen von Kontraindikationen in einem stabilen psychosozialen Umfeld befindena, sind potenzielle LVAD-Kandidaten wenn mindestens eines der folgenden Kriterien zutrifft:
• LVEF <25 % und Belastungsintoleranz bzw. bei Belastbarkeit Unterschreiten der maximalen Sauerstoffaufnahmekapazität VO2 <12 ml/kg/min und/oder <50 % des prädiktiven Wertes
• ≥3 Hospitalisationen innerhalb der letzten 12 Monate ohne anderweitigen Grund als die Herzinsuffizienz
• Abhängigkeit von Inotropikatherapie oder temporäre mechanische Herz-Kreislauf-Unterstützung
• Fortschreitende End-Organ-Dysfunktion (Verschlechterung der Nieren- und/oder Leberfunktion, pulmonale Hypertonie [Typ II], kardiale Kachexie) aufgrund einer Minderperfusion unter Ausschluss eines inadäquaten linksventrikulären Füllungsdruckes (PCWP ≥20 mmHg und SysRR ≤90 mmHg oder CI ≤2 l/min/m2)
a Stabiles psychosoziales Umfeld beinhaltet Verständnis der Technologie sowie Zusammenleben mit einer Person im selben Haushalt, die in der Lage ist, dem Patienten bei der Device-Versorgung zu helfen (d. h. bei alleinstehenden Personen mit unzureichendem psychosozialen Hintergrund besteht eine Kontraindikation). Kontraindikationen beinhalten u. a. Kontraindikation gegen orale Antikoagulation, vorliegende Infektion, schwere Nierenfunktionsstörung sowie ventrikuläre Herzrhythmusstörungen.
Bezüglich des Zeitpunktes der Indikationsstellung hat sich zudem eine Abstufung dieser Patientengruppe anhand der InterMACS-Profile bewährt (Stevenson et al. 2009). Diese unterteilen die Patienten im fortgeschrittenen NYHA-III- bis -IV-Stadium in feineren Nuancen von eingeschränkter Belastbarkeit über Belastungsintoleranz, Ruhesymptomatik, rezidivierender bis permanenter Inotropikaabhängigkeit bis hin zur Kreislaufinstabilität mit Organschädigung und Entwicklung eines kardiogenen Schocks (Abb. 1).
Abb. 1
Stadieneinteilung der chronischen Herzinsuffizienz nach ACCF/AHA-, NYHA-Klassifikation und InterMACS-Profil. (Mod. nach Lietz und Miller 2009; Cascino et al. 2019). ACCF American College of Cardiology Foundation; AHA American Heart Association; NYHA New York Heart Association; InterMACS Interagency Registry for Mechanically Assisted Circulatory Support
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Dabei befinden sich Patienten mit InterMACS-Profil 1 und 2 (s. Abb. 1) in einem kritischen Zustand mit sekundären Organschäden und progredienter Verschlechterung (Profil 2) bis hin zum manifesten kardiogenen Schock (Profil 1). Diese Patientengruppe qualifiziert sich ggf. für eine temporäre Herz-Kreislauf-Unterstützung, welche zeitnah indiziert und umgesetzt werden sollte. Eine direkte notfallmäßige Implantation eines permanenten VAD sollte bei Patienten mit InterMACS-Profil 1 nicht erfolgen, bei Profil 2 kann gemäß den Leitlinien der European Society of Cardiology im Einzelfall auch eine direkte permanente LVAD-Implantation indiziert sein (Ponikowski et al. 2016), in der Regel dann, wenn von einer raschen Erholung der Organfunktion durch Kreislaufstabilisierung ausgegangen werden kann, also z. B. bei im Vorfeld schon behandelten Patienten, bei denen die Indikation zur LVAD-Implantation bereits gestellt wurde und es vor Realisierung zu einer Dekompensation kommt. Für Patienten mit InterMACS-Profil 3–5 ist die elektive Anlage eines permanenten VAD empfehlenswert, wohingegen bei Patienten mit InterMACS-Profil 6–7 eine LVAD-Anlage im Einzelfall diskutiert werden kann, in der Regel aber die bestehende konservative Therapie fortgesetzt wird. Diese Patienten sollten eng an die Herzinsuffizienzambulanz des Zentrums angebunden sein, um eine Verschlechterung des Status frühzeitig zu erkennen und dann eine rasche Reevaluation durchführen zu können.
Begrifflichkeiten und anatomische Grundlagen
Unter dem Oberbegriff „mechanische Herz-Kreislauf-Unterstützung“, entsprechend Mechanical Circulatory Support (MCS), versteht man den Einsatz einer mechanischen Pumpe zur Aufrechterhaltung der systemischen und/oder pulmonalen Zirkulation. Dabei stehen perkutane Systeme, die überwiegend zur kurzzeitigen Unterstützung bei akut dekompensierten Patienten verwendet werden können, sowie chirurgisch implantierbare Systeme zur längerfristigen Unterstützung zur Verfügung. Bei den implantierbaren Systemen muss zudem zwischen intraperikardialer, intrakorporaler und parakorporaler Lage der Unterstützungspumpe unterschieden werden. Bei den Systemen zur längerfristigen Unterstützung muss des Weiteren zwischen der Unterstützung des linken („left ventricular assist device“, LVAD), des rechten („right ventricular assist device“, RVAD) oder beider Ventrikel („biventricular assist device“, BiVAD) unterschieden werden, wobei die linksventrikuläre Unterstützung mittels LVAD mit Abstand am häufigsten zum Einsatz kommt (Pozzi et al. 2015).
Bei der Unterstützung durch chirurgisch implantierbare LVAD-Systeme wird das im linken Herzen ankommende oxygenierte Blut aus dem linken Ventrikel (alternativ aus dem linken Vorhof) über eine Einlasskanüle (Inflow-Kanüle, meist im Apex platziert) in die Unterstützungspumpe gesaugt und durch diese aktiv über eine Auslasskanüle (Outflow-Kanüle) in die Aorta ascendens gepumpt. Hierdurch ist das linke Herz entlastet und die Systemzirkulation gewährleistet. Die derzeit in der klinischen Praxis am häufigsten eingesetzten linksventrikulären Assist Devices, das HeartMate 3® und das Heartware HVAD®, sind von der Bauart mittlerweile so minimiert, dass die Pumpe direkt im Apex des linken Ventrikels platziert wird und dadurch eine zusätzliche Inflow-Kanüle im klassischen Sinne wegfällt (Abb. 2).
Abb. 2
Beispielhafte Darstellung einer LVAD-Implantation mit einem zentrifugal kontinuierlich pumpenden Assist Device der 3. Generation (HeartMate 3®, Abbott Cardiovascular)
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Bei allen derzeit verwendeten Systemen ist eine perkutane Ausleitung der „Driveline“ notwendig, über die die Steuerung des Device sowie die Stromversorgung der Pumpe erfolgt. Analog erfolgt bei der Rechtsherzunterstützung die Ausleitung des Blutes aus dem rechten Atrium über die Pumpe in die Pulmonalarterie. Bei der Notwendigkeit einer biventrikulären Unterstützung kann eine Kombination aus den beiden genannten Verfahren erfolgen. Außerdem besteht die Möglichkeit des totalen Herzersatzes mittels „total artificial heart“ (TAH), bei der die nativen Ventrikel entfernt werden und das TAH mittels Manschettentechnik jeweils an den verbliebenen Vorhöfen angeschlossen wird. Bei dem parakorporalen System, wie z. B. dem Berlin Heart Excor®, werden die Inflow- und Outflow-Kanülen, wie oben beschrieben, am Herzen angeschlossen und dann unterhalb des Xyphoids ausgeleitet und mit der externen Pumpe verbunden.
Aktuelle Devices zur mechanischen Herz-Kreislauf-Unterstützung
Heute steht den herzchirurgischen Zentren der Supramaximalversorgung ein breites Armamentarium verschiedener Unterstützungssysteme mit unterschiedlichen Antriebskonzepten zur Verfügung. Ein wesentlicher Unterschied liegt dabei in der Art der Implantation, der Dauer der Anwendung und nicht zuletzt der zugrunde liegenden Antriebstechnik.
Im Folgenden wird ein kurzer Überblick über die derzeit am häufigsten verwendeten Geräte gegeben.
Perkutane Assist Devices
Impella®
Bei der Impella®-Pumpe (Abiomed) handelt es sich um ein katheterbasiertes System einer Mikroaxialpumpe, welche über einen transfemoralen oder transaxillären Zugang in die Aorta ascendens eingebracht und durch die Aortenklappe im linken Ventrikel platziert wird. Die kontinuierlich arbeitende Pumpe saugt das Blut im linken Ventrikel an und presst es in die Aorta ascendens und schafft somit einen antegraden Fluss bei gleichzeitiger Entlastung des linken Ventrikels. Derzeit stehen verschiedene Variationen zur Verfügung, die sich durch den Pumpendiameter und damit den möglichen maximalen Pumpenfluss unterscheiden.
Die Impella CP®, welche über die Femoralarterie platziert wird, hat einen Diameter von 14 French und erlaubt einen maximalen Pumpenfluss von bis zu 4,3 l/min. Die Impella 5.0/5.5 weist einen größeren Diameter (21 French) auf und erfordert die Implantation über eine chirurgische Freilegung der Arteria axillaris. Dieses Device erlaubt einen maximalen Blutfluss von 5,5 l/min. Neben den Systemen zur Linksherzunterstützung steht auch ein System zur Rechtsherzunterstützung, die Impella RP, zur Verfügung. Diese wird über die Vena femoralis in die Pulmonalarterie eingebracht, sodass das Blut aus der Vena cava inferior angesaugt und in die Arteria pulmonalis gepumpt wird. Die Dauer der Impella-Unterstützung liegt zwischen 5 Tagen (Impella CP®) und 30 Tagen (Impella 5.5®). Damit eignet sich das System v. a. für eine Kurzzeitunterstützung im Sinne der Überbrückung zur Erholung/Entscheidungsfindung. Die längere Laufzeit der Impella 5.5® qualifiziert dieses System außerdem als Überbrückung zur Langzeitunterstützung.
TandemHeart®
Das TandemHeart®-System zeichnet sich durch eine perkutane Implantation der In- und Outflow-Kanülen aus, wobei sich der Pumpenantrieb extrakorporal befindet und vom Prinzip her einen atriofemoralen Bypass darstellt (Abb. 3). Die Inflow-Kanüle wird über die Vena femoralis transseptal im linken Vorhof platziert. Hierdurch wird das linke Herz entlastet. Das Blut gelangt von dort in die extrakorporale, magnetisch aufgehängte, zentrifugal arbeitende Pumpe und wird über eine arterielle Kanüle in der Arteria femoralis retrograd in den Systemkreislauf gepumpt. Über einen zwischengeschalteten Oxygenator wird das Blut dabei mit Sauerstoff angereichert. Der maximale Flow des TandemHeart® liegt bei 4 l/min, die maximal zulässige Unterstützungsdauer bei ca. 10 Tagen.
Abb. 3
TandemHeart® mit extrakorporal gelegener Zentrifugalpumpe und Darstellung der transseptalen linksatrialen sowie femoralarteriellen Kanülierung (TandemHeart® Liva Nova Advanced Circulatory Support). (Aus Gregoric 2013)
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VA-ECMO
Bei der perkutanen venoarteriellen ECMO (extrakorporalen Membranoxygenierung) wird eine Kanülierung der V. und A. femoralis durchgeführt. Dabei reicht die Femoralvenenkanüle bis in den rechten Vorhof, sodass eine Drainage der oberen und unteren Hohlvene erfolgt. Der Pumpenantrieb liegt extrakorporal. Über einen mandatorischen Oxygenator wird das Blut sauerstoffangereichert, bevor es wiederum über eine Kanülierung der A. femoralis retrograd in den Systemkreislauf gepumpt wird. Das ECMO-System kann abhängig von der verwendeten Kanülengröße einen Fluss von bis zu 6 l/min generieren. Die Laufzeit ist auf bis zu 29 Tage beschränkt. Da die venoarterielle ECMO keine direkte Entlastung des linken Ventrikels bewirkt, und eine fortbestehende Dilatation des linken Ventrikels durch das über die Lungenvenen zum Herzen zurückkehrende Blut eine Erholung des Herzens verhindern kann, ist die zusätzliche Anlage einer Linksherzentlastung zum Beispiel durch eine Impella® (Pappalardo et al. 2017) oder eine TandemHeart®-Kanüle im linken Vorhof zu überlegen.
Im Gegensatz zu den temporären perkutan zu implantierenden Systemen werden die Systeme zur Langzeitunterstützung offen chirurgisch implantiert.
Dabei wird der Zugangsweg konventionell über eine mediane Sternotomie durchgeführt und der Kreislauf des Patienten während der Implantation mit der Herz-Lungen-Maschine unterstützt. Alternativ kann bei den aktuellen LVAD-Systemen der 3. Generation die Implantation unter Verzicht auf eine vollständige Sternotomie über eine linksanteriore Thorakotomie sowie eine obere partielle Sternotomie erfolgen (Ricklefs et al. 2018).
HeartWare HVAD®
Das erste VAD System der 3. Generation, welches eine breite Anwendung erfahren hat, war das HeartWare HVAD®, welches im Jahre 2006 erstmals klinisch eingesetzt wurde (Miller et al. 2007). Das HeartWare HVAD® besteht aus einer zentrifugalen, kontinuierlich arbeitenden Pumpe, die direkt über den Apex in den linken Ventrikel eingebracht wird. Die Inflow-Kanüle ist dabei fest mit der Pumpe verbunden und erlaubt dadurch eine intraperikardiale Implantation. Die Outflow-Kanüle besteht aus einem Dacron-Graft welcher an der Aorta ascendens angeschlossen wird. Die Pumpe wird über eine Driveline, welche perkutan ausgeleitet und mit einem extrakorporalen Controller verbunden ist, gesteuert und mit Strom versorgt. Der Impeller ist magnetisch und hydrodynamisch geführt und weist keine mechanische Achse auf. Dies erlaubt theoretisch eine verschleißfreie Funktion der Pumpenmechanik. Die Rotationsgeschwindigkeit dieser kontinuierlich arbeitenden Pumpe liegt bei 1800–4000 Umdrehungen pro Minute was einen theoretischen Maximalfluss vom 10 l/min ermöglicht. Die minimierte Bauweise erlaubt neben der Anwendung im linken Ventrikel auch die rechtsventrikuläre Unterstützung, wobei die Pumpe im Apex des rechten Ventrikels platziert wird und der Outflow-Graft an der Pulmonalarterie mündet. Im Juni 2021 hat der Hersteller aufgrund von Controller-Problemen beschlossen, das HeartWare HVAD® vom Markt zu nehmen und lediglich die weitere Betreuung der zahlreichen bereits mit dem Device versorgten Patienten fortzuführen.
HeartMate II® und HeartMate 3®
Das HeartMate II® Device, welches mittlerweile vom HeartMate 3® abgelöst wurde, besteht aus einer axialen Pumpe, welche intraperikardial implantiert wird. Die Inflow-Kanüle wird direkt im Apex des linken Ventrikels platziert, in die Pumpe geleitet und von dort über eine Gefäßprothese als Outflow-Graft an der Aorta ascendens angeschlossen, sodass die Pumpe einen kontinuierlichen antegraden Fluss ermöglicht. Kernstück der Pumpe ist ein elektromagnetisch angetriebener Impeller, welcher mit 6000–15.000 Umdrehungen pro Minute rotiert und einen theoretischen Blutfluss von 10 l/min generieren kann. Seit der Erstimplantation 2014 wurde das Device mehr als 27.000 Mal implantiert. Das 2014 erstmals in klinischen Studien eingesetzte HeartMate 3® ähnelt mit seiner dem Pumpengehäuse aufgesetzten Einlassöffnung von der Bauart dem HeartWare HVAD® und wird ebenfalls direkt im Apex des linken Ventrikels intraperikardial implantiert und über einen Outflow-Graft mit der Aorta ascendens verbunden. Die Lagerung des Impellers ist so gestaltet, dass er vollständig magnetisch in Schwebe gehalten wird, und auf eine hydrodynamische Führung verzichtet werden kann, was im Endeffekt die Scherkrafteffekte auf die roten Blutkörperchen reduziert (Bourque et al. 2016). Außerdem wurde die Steuereinheit um einen Algorithmus erweitert, der die Pumpenrotation intervallartig alle 2 s für 0,15 s um 2000 Umdrehungen verlangsamt und dann für 0,2 s um 4000 Umdrehungen pro Minute anhebt, bevor wieder die Ausgangsumdrehungszahl angelegt wird. Diese Schwankung der Umdrehungszahl generiert eine Pseudopulsatilität, die Auswascheffekte bewirken und der Entstehung von Thromben entgegenwirken soll. Weitere theoretische Effekte sind womöglich ein verzögertes Auftreten einer Aortenklappeninsuffizienz oder von arteriovenösen Malformationen (Bourque et al. 2016).
Entwicklung hin zum aktuellen Stand der Technik
Die Entwicklung der heute gebräuchlichen Kunstherzsysteme geht u. a. auf Michael DeBakey zurück, der bereits 1966 erfolgreich ein pneumatisch betriebenes Herzunterstützungssystem bei einer jungen Patientin mit Postkardiotomiesyndrom nach chirurgischem Doppelklappenersatz implantiert hat (DeBakey 1971). Dabei kam eine extrakorporale pneumatische Pumpe zum Einsatz, die am linken Vorhof und an der A. axillaris angeschlossen war und nach Erholung des Herzens nach 10 Tagen explantiert werden konnte. In der Folge wurden verschiedene Herzunterstützungssysteme entwickelt, die sich jedoch nur zum kurzzeitigen Einsatz eigneten und daher als Therapieoption bei Postkardiotomie-Herzversagen und als Kurzzeitüberbrückung zur Transplantation eingesetzt wurden.
Erst mit der Einführung des intrakorporal implantierbaren, pneumatisch betriebenen HeartMate® LVAD im Jahre 1994 wurde eine längerfristige Unterstützung möglich, die den Einsatz der Systeme als Langzeitüberbrückung zur Herztransplantation ermöglichte (Frazier et al. 1994). Die Weiterentwicklung dieses Systems, das HeartMate XVE® LVAD, welches auf einem elektrisch angetriebenen, pneumatischem Antrieb basierte und bei dem ein technisch notwendiger Druckausgleich in der pneumatischen Kammer perkutan über die Driveline erfolgte, erlaubte schließlich die Entlassung unterstützter Patienten in ein ambulantes Szenario (Frazier 1994). Neben der ursprünglichen Indikation, der Überbrückung zur Herztransplantation, rückte nun auch die mögliche dauerhafte Unterstützung in den Fokus. Im Rahmen der bereits erwähnten REMATCH-Studie wurde der positive Effekt einer permanenten linksventrikulären Herzunterstützung erstmals bei einer Kohorte von Patienten nachgewiesen, die bei fortgeschrittener Herzinsuffizienz keine geeigneten Kandidaten für eine Herztransplantation waren (Rose et al. 2001). So konnte in dieser Studie, bei der 129 Patienten mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz im NYHA Stadium IV randomisiert entweder zusätzlich zur medikamentösen Therapie ein pulsatiles LVAD der 1. Generation (HeartMate XVE®) erhielten (n = 68) oder weiterhin nur mittels optimaler medikamentöser Therapie (n = 61) behandelt wurden, eine 48%ige Reduktion der Mortalität in der LVAD-Gruppe erreicht werden. Das 1- bzw. 2-Jahres-Überleben war mit 52 % resp. 25 % gegenüber den Ergebnissen einer Herztransplantation allerdings noch eingeschränkt.
Während die oben aufgeführten, pulsatilen Systeme der sog. 1. Generation ausschließlich pneumatisch betrieben wurden und aufgrund der Antriebstechnologie einer nicht unerheblichen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt waren, was z. T. das limitierte Langzeitüberleben erklären könnte (Hanff und Birati 2019), wurde bei der Weiterentwicklung hin zur 2. Generation die Antriebstechnologie der sog. kontinuierlich pumpenden Devices entwickelt. Grundsätzlich widerspricht ein kontinuierlicher Blutfluss ohne Pulsatilität dem Prinzip der physiologischen Herz-Kreislauf-Funktion. Die Erfahrungen mit der bei herzchirurgischen Eingriffen routinemäßig eingesetzten Herz-Lungen-Maschine, die seit Erfindung durch Gibbon im Jahre 1953 (Gibbon 1954) im Wesentlichen auf einem kontinuierlichen Antrieb basiert, sowie die Anwendung der ECMO-Therapie, die ebenfalls auf kontinuierlich arbeitenden Kreiselpumpen basiert, hatten jedoch gezeigt, dass ein derartiges Konzept zumindest in der Kurzzeitanwendung funktioniert. Die Entwicklung Impeller-basierter axialer Flusspumpen erlaubte wesentlich kleinere Bauweisen. So entstand das Jarvik 2000 VAD®, welches im Jahre 2000 eingeführt wurde und erstmals eine intraperikardiale Implantation des Pumpensystemes ermöglichte (Macris et al. 1997). Ebenfalls auf dem Impeller-Prinzip basierte die Hemopump®, eine katheterbasierte axiale Flusspumpe, die perkutan implantiert werden konnte und im Prinzip einen Vorläufer der heute gebräuchlichen Impella® darstellt. Der Nachweis der klinischen Anwendbarkeit der axialen Flusspumpen führte außerdem zur Entwicklung des HeartMate II®, welches anders als das pneumatisch angetriebene HeartMate XVE® ebenfalls auf einem axialen Antrieb basierte und sich seit Einführung 2003 zum seinerzeit weltweit am häufigsten eingesetzten LVAD entwickelte. Nachdem die Effektivität der dauerhaften mechanischen Herz-Kreislauf-Unterstützung als Destinationstherapie für das HeartMate XVE® im Rahmen der REMATCH-Studie gezeigt wurde, konnten nachfolgende Multizenterstudien den Benefit der VAD-Therapie für die Systeme der 2. Generation sowohl für die BTT als auch die DT belegen, zusätzlich hat sich mit der Weiterentwicklung der Systeme eine stetige Verbesserung des Outcome gezeigt. Für das HeartMate II® haben Pagani et al. bei 281 Patienten, die in den Vereinigten Staaten von Amerika dringlich zur Transplantation gelistet waren und eine VAD-Unterstützung erhielten, gezeigt, dass die VAD-Therapie über einen Zeitraum von 18 Monaten einen effektiven hämodynamischen Support mit Verbesserung des funktionalen Status und der Lebensqualität bewirkte (Pagani et al. 2009). Dabei waren nach 18 Monaten 79 % der Patienten entweder transplantiert, vom Device entwöhnt oder wurden noch unterstützt. Basierend auf diesen Ergebnissen erhielt das HeartMate II® als erstes kontinuierlich pumpendes VAD der 2. Generation die Zulassung zum Einsatz als Überbrückung zur Transplantation. Der Nachweis eines Vorteils der Devices der 2. Generation gegenüber den pulsatilen Pumpen wurde schließlich anhand einer Studie von Starling et al. erbracht, die 169 HeartMate-II®-Patienten mit 169 pulsatil unterstützten Patienten (HeartMate XVE®, n = 135; Thoratec pneumatic implantable VAD®, n = 34) verglichen und zeigen konnten, dass das Überleben der HeartMate-II®-Gruppe besser war und mehr Patienten (90 %) nach 6 Monaten entweder erfolgreich transplantiert wurden, vom Device entwöhnt werden konnten oder noch unterstützt wurden als in der Kontrollgruppe (80 %) (Starling et al. 2011). Und auch der Benefit gegenüber der medikamentösen Therapie konnte für die Devices der 2. Generation erbracht werden. Im Rahmen der ROADMAP-Studie (Risk Assessment and Comparative Effectiveness of Left Ventricular Assist Device and Medical Management in Ambulatory Heart Failure Patients) wurden 200 terminal herzinsuffiziente Patienten prospektiv nichtrandomisiert analysiert, die entweder ein VAD (HeartMate II®) oder optimale medikamentöse Therapie (OMT) erhielten (Starling et al. 2017). Die Autoren konnten zeigen, dass in der VAD-Gruppe nach 2 Jahren der Composite-Endpunkt aus Tod, Transplantation oder Device-Explantation bei 70 % nicht erreicht wurde, wohingegen in der medikamentös therapierten Gruppe lediglich 41 % frei von Tod, Transplantation oder sekundärer VAD-Anlage waren. Insgesamt wurden 35 Patienten aus der OMT-Gruppe sekundär mit einem VAD versorgt. In der Intention-to-Treat-Analyse konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass durch das Umschwenken auf die VAD-Therapie eine Angleichung des Überlebens zwischen den Gruppen erreicht werden konnte (70 % VAD-Gruppe vs. 63 % OMT-Gruppe).
Trotzt der Vorteile der Devices der 2. Generation gegenüber den pulsatilen Systemen wiesen die axialen Flusspumpen Nachteile, wie die mechanische Lagerung und damit Verschleißanfälligkeit des Impellers, auf. Dieses Problem wurde mit der Entwicklung der aktuellen 3. Generation der Langzeitunterstützungssysteme gelöst. Bei diesen kommt ein vollständig magnetisch gelagerter und angetriebener Impeller zum Einsatz, der im Gegensatz zu den axialen Pumpen der 2. Generation einen zentrifugalen Fluss erzeugt. Eine tragende Achse und damit eine mechanische Verschleißmöglichkeit ist bei diesen Geräten nicht mehr vorhanden. Zu diesen 3. Generation Devices zählen u. a. das HeartWare HVAD®, das Berlin Heart Incor® und das HeartMate 3®.
Das HeartWare HVAD® wurde 2006 eingeführt und war lange Zeit das am häufigsten eingesetzte VAD Device der 3. Generation. Im Rahmen der ADVANCE-Studie konnte für dieses Device eine gleichwertige Erfolgsrate in Bezug auf Überleben, Transplantation oder Explantation innerhalb 180 Tagen gegenüber Geräten der 2. Generation nachgewiesen werden (Aaronson et al. 2012). Die ReVOLVE-Studie (post-market Registry to Evaluate the HeartWare Left Ventricular Assist System) zeigte eine Langzeiterfolgsrate von 85 %, 79 % und 73 % nach 1, 2 und 3 Jahren (Strueber et al. 2014).
Ein weiteres zentrifugal kontinuierlich pumpendes Device, das HeartMate 3®, wurde 2014 vorgestellt und im Rahmen der Momentum-3-Studie (Multicenter Study of MagLev Technology in Patients Undergoing Mechanical Circulatory Support Therapy With HeartMate 3) mit dem axial pumpenden Vorgänger, dem HeartMate II®, verglichen (Mehra et al. 2019). Mehra et al. haben in dieser Studie die Daten von 1028 Patienten ausgewertet, die randomisiert entweder das HeartMate 3® (n = 516) oder das HeartMate II® (n = 512) als BTT oder DT erhielten. Bei der Analyse des primären Endpunktes (Überleben, Freiheit von Schlaganfällen, Freiheit von Reoperationen aufgrund von Device-Malfunktionen) erreichten diesen nach 2 Jahren 77 % in der HeartMate-3®-Gruppe vs. 65 % in der HeartMate-II®-Gruppe. Die Rate an Pumpenwechseln, Schlaganfällen und gastrointestinalen Blutungen waren ebenfalls jeweils niedriger in der HeartMate-3®-Gruppe. In einer aktuell veröffentlichten Nachfolgeanalyse, bei der 515 Patienten aus der Momentum-3-Studie mit weiteren 1685 HeartMate-3®-Patienten analysiert wurden, zeigte sich dass das Überleben nach 2 Jahren für die nachfolgenden Patienten mit 81 % vs. 79 % besser war als bei der ursprünglichen Studiengruppe, obwohl die nachfolgenden Patienten kränker waren (Mehra et al. 2021).
Mehrere Studien haben sich mit dem Vergleich zwischen den aktuell am häufigsten verwendeten zentrifugalen VAD-Systemen, dem HeartWare HVAD® und dem HeartMate 3® befasst. So konnten Schramm et al. in einer retrospektiven Einzenterstudie mit 106 HeartMate-3®-Patienten und 392 HeartWare-HVAD®-Patienten nachweisen, dass die Performance der Systeme in Bezug auf Kurzzeitüberleben und Freiheit von Schlaganfällen gleich war (Schramm et al. 2020). Allerdings berichteten die Autoren, dass HeartMate-3®-Patienten weniger häufig eine Driveline-Infektion oder eine Pumpenthrombose erlitten. Anhand einer Propensity-Score-basierten Einzenterstudie mit jeweils 56 HeartMate-3®- und HeartWare-HVAD®-Patienten zeigten Numan et al. eine signifikant niedrigere Rate an hämorrhagischen Schlaganfällen und Pumpenthrombosen für die HeartMate-3®-Patienten bei leicht besserem aber nicht signifikant unterschiedlichem Überleben (Numan et al. 2021).
Während die VAD-Systeme durch die technische Weiterentwicklung immer kleiner geworden sind, und die Langzeitlaufraten durch die verschleißfreie Mechanik immer weiter ansteigen, ist die Achillesferse der dauerhaften mechanischen Kreislaufunterstützung nach wie vor nicht gelöst, nämlich die Energieversorgung, die weiterhin eine perkutane Driveline-Ausleitung notwendig macht.
Erst wenn es gelingt, die moderne Technik der aktuellen 3. Generation an VAD-Systemen mit einer vollständig intrakorporalen Implantation der Energieversorgung zu verbinden, kann bei der VAD-Therapie von einem vollumfänglichen Ersatzverfahren für die Herztransplantation gesprochen werden.
Medikamentöse Herzinsuffizienztherapie
Nach erfolgreicher LVAD-Implantation stellt sich die Frage der Fortführung der Herzinsuffizienzmedikation. Hier ist die Datenlage im Gegensatz zur konventionellen Herzinsuffizienztherapie weniger klar (Gustafsson et al. 2021). Faktoren wie eine weiter bestehende Rechtsherzinsuffizienz, eine pulmonale Hypertonie, eine Nierenfunktionsstörung sowie kardiale Arrhythmien können die Funktion des LVAD negativ beeinträchtigen und daher einer Therapie bedürfen. Gemäß den Empfehlungen der ESC bezweckt die Fortführung der Herzinsuffizienzmedikation bei LVAD-Patienten v. a. die Blutdruckkontrolle, da insbesondere die aktuellen kontinuierlich arbeitenden Devices nachlastabhängig sind und ein erhöhter systemischer Widerstand die Pumpleistung negativ beeinflussen und das Risiko einer Aorteninsuffizienz erhöhen kann. Hierzu werden vorrangig ACE-Hemmer und Angiotensin-II-Rezeptorblocker empfohlen (Gustafsson et al. 2021). Die Gabe von Betablockern, z. B. mit dem Ziel der Rhythmuskontrolle bei Tachyarrhythmien, muss v. a. in Hinblick auf die Rechtsherzfunktion mit Vorsicht bedacht sein.
Komplikationen
Bei allen technologischen Verbesserungen, die in den letzten Jahren bis hin zur Entwicklung der aktuellen Herzunterstützungssysteme erreicht worden sind, bleiben eine Reihe spezifischer Komplikationsmöglichkeiten bestehen, die direkt und indirekt mit der jeweiligen Form der Unterstützungstherapie zusammenhängen. Mit der Minimierung der Assist-Device-Systeme, welche im Laufe der letzten 2 Dekaden bis hin zur jetzt intraperikardialen Pumpenplatzierung der aktuellen 3. Generation an kontinuierlichen Flusspumpen erreicht wurde, konnte das Ausmaß des chirurgischen Traumas deutlich reduziert worden.
Cave
In der Initialphase nach Implantation steht neben chirurgisch-technischen Problemen das Rechtsherzversagen bei isolierter linksventrikulärer Unterstützung im Vordergrund. Im weiteren Verlauf treten Device-assoziierte Komplikationen wie Device-Infektionen (Driveline- oder Systeminfektionen) und Pumpenthrombosen sowie gastrointestinale Blutungen und allgemeine Blutungskomplikationen durch die notwendige Antikoagulationstherapie auf.
Rechtsherzversagen
Bei Patienten mit linksventrikulär führender Herzinsuffizienz kann es nach LVAD-Implantation in einem nicht unerheblichen Anteil der Fälle zu einem Rechtsherzversagen entweder akut bei Implantation oder im frühen postoperativen Verlauf kommen. Die Inzidenz des Rechtherzversagens wird in der Literatur mit einer Spannbreite von 10–40 % angegeben, wobei ein Teil dieser Patienten zusätzlich eine mechanische Rechtherzunterstützung benötigt (Lo Coco et al. 2021). Dies betrifft insbesondere Patienten mit bereits präoperativ eingeschränkter Rechtsherzfunktion, die einen unabhängigen Risikofaktor für die postoperative Mortalität darstellt (Birati et al. 2018).
Cave
Aber auch bei vorher unauffälliger Rechtsherzfunktion kann es im Rahmen der LVAD zum Neuauftreten einer RV-Dysfunktion kommen bzw. eine nichterkannte Funktionseinschränkung des rechten Ventrikels demaskiert werden.
Die Ursachen des Rechtsherzversagens nach LVAD-Implantation sind dabei vielfältig und nicht vollständig verstanden. Zumal bei suffizient arbeitendem LVAD eine Entlastung des linken Herzens mit einer Senkung des pulmonalen Widerstandes einhergeht, was die Nachlast des rechten Ventrikels senkt und der RV-Funktion zugutekommen sollte. Eine mögliche Ursache wird in der Veränderung der RV-Geometrie gesehen, die durch den kontinuierlichen Ansaugeffekt der im linken Apex platzierten LVAD-Einlasskanüle hervorgerufen werden kann (Birati et al. 2018; Hanff und Birati 2019). Dabei wird das Septum im ungünstigsten Fall weit nach links verzogen, was zu einer Störung der systolischen RV-Funktion führen kann. Gleichzeit kann der Septumshift zu einer Distorsion des Trikuspidalklappenanulus mit hieraus resultierender Trikuspidalklappeninsuffizienz führen. Aufgrund des durch das LVAD gesteigerten HZV des Patienten steigt zudem der venöse Rückfluss, was die genannten Probleme noch verschärfen kann (Houston et al. 2017). Weitere negative Effekte auf die RV-Funktion können, wie bei konventionellen herzchirurgischen Eingriffen auch, auf Nebeneffekte der extrakorporoalen Zirkulation an der Herz-Lungen-Maschine zurückgeführt werden (Kavarana et al. 2002). Die Entwicklung eines perioperativen RV-Versagens bei LVAD-Implantation ist, mit einer erheblichen Mortalität, weiteren Komplikationen, prolongierter Hospitalisation und Einschränkungen der Lebensqualität verbunden. Die therapeutischen Maßnahmen reichen schweregradabhängig von Inotopika- und Volumenmanagement sowie Senkung des pulmonalvaskulären Widerstandes bis hin zur temporären oder dauerhaften mechanischen Rechtsherzunterstützung. Dabei ist die Notwendigkeit einer zuvor nicht geplanten, mechanischen Rechtsherzunterstützung mit einem deutlich schlechteren Outcome assoziiert als bei von vorneherein geplanter, biventrikulärer Unterstützung (Yoshioka et al. 2017). Umso wichtiger ist es, vor der geplanten LVAD-Implantation eine möglichst genaue Einschätzung der Rechtsherzfunktion resp. des Risikos eines Rechtsherzversagens zu bekommen. Verschiedene Risikomodelle wurden entwickelt, die sich mit der Prädiktion eines RV-Versagens befassen (Houston et al. 2017). Diese basieren auf dem Schweregrad der RV-Funktionseinschränkung vor Implantation sowie weiteren Faktoren, die Einfluss auf die postoperative RV-Funktion nehmen können. Zur Einschätzung der RV-Funktion können bildgebende Verfahren wie die Echokardiografie oder MRT-Diagnostik, hämodynamische Parameter sowie Hinweise auf eine sekundäre Endorganschädigung durch eine RV-Dysfunktion herangezogen werden. Am einfachsten anwendbar ist dabei die ubiquitär verfügbare Echokardiografie. So konnte gezeigt werden, dass eine Reduktion des longitudinalen Strain der freien RV-Wand mit einem erhöhten Risiko für ein RV-Versagen nach LVAD-Implantation einhergeht (Grant et al. 2012). Parameter wie die TAPSE („tricuspid annular plane systolic excursion“), die RV-Größe im Verhältnis zum LV sowie der Schweregrad einer Trikuspidalklappeninsuffizienz können ebenfalls Hinweise auf ein mögliches drohendes RV-Versagen geben (Houston et al. 2017). Neben der Echokardiografie kann ein kardiales MRT Aussagen zur Funktion des rechten Ventrikels geben, wobei die Durchführung eines MRT gerade bei Herzinsuffizienzpatienten häufig kontraindiziert ist, etwa wenn ein Schrittmacher, Defibrillator oder ein kardiales Resynchronisations-Device vorhanden ist (Timmons et al. 2015). Zu den invasiv zu ermittelnden Parametern mit negativ prädiktivem Wert gehören ein erhöhter zentraler Venendruck (<15 mmHg) oder ein Verhältnis von ZVD zu pulmonalkapillärem Verschlussdruck von >0,63 (Houston et al. 2017).
Device-Infektionen
Eines der Hauptprobleme bei Patienten mit mechanischer Herz-Kreislauf-Unterstützung ist das Auftreten von Device-assoziierten Infektionen. Gemäß der Klassifikation der internationalen Gesellschaft für Herz- und Lungentransplantation (ISHLT) werden diese Infektionen in 3 Gruppen unterteilt (Hannan et al. 2019):
1.
Device-spezifische Infektionen, die die Driveline oder die Pumpentasche betreffen.
2.
Begleitende eingriffsassoziierte Infektionen wie Sternuminfektionen oder Blutstrominfektionen.
3.
Unabhängige Infektionen wie Harnwegsinfektionen, Cholezystitis oder ähnliches, die über eine Blutstrominfektion wiederum das Device betreffen können.
Dabei liegt der Schwerpunkt auf der ersten Gruppe, was der Tatsache geschuldet ist, dass die Implantation eines Assist Device das Einbringen von Fremdmaterial mit einem Kontakt nach außen durch die derzeit obligat vorhandene, perkutan ausgeleitete Driveline bedeutet. Insbesondere bei den pulsatilen Assist Devices der 1. Generation, bei der die großvolumigen Pumpen in abdominellen Taschen implantiert wurden, war die Rate an Infektionen mit 50–60 % hoch und führte zu einer nicht unerheblichen Mortalität und Morbidität (Minami et al. 2000). Mit der Entwicklung der Devices der 2. und aktuell 3. Generation hat sich die Inzidenz an Device-assoziierten Infektionen zwar verringert, gehört aber nach wie vor zu den häufigsten Gründen für eine Wiederaufnahme der Patienten. So haben Briasoulis et al. in einer Analyse von Patienten, die in den Vereinigten Staaten von Amerika nach LVAD-Implantation zunächst entlassen werden konnten und innerhalb 90 Tagen (n = 5907) bzw. 180 Tagen (n = 3653) wieder aufgenommen werden mussten, gezeigt, dass dabei in 7,5 % resp. 8,7 % der Fälle eine Device-Infektion ursächlich war, was nach Herzinsuffizienz und gastrointestinaler Blutung der dritthäufigste Grund war (Briasoulis et al. 2021). Und auch die aktuelle Auswertung der InterMACS-Datenbank mit mehr als 25.500 Assist-Device-Patienten belegt, das Device-Infektionen neben Blutungskomplikationen zu den häufigsten Komplikationen gehören und potenziell bis zu 50 % der LVAD-Patienten im Langzeitverlauf betreffen können (Molina et al. 2021).
Driveline-Infektionen stellen dabei naturgemäß die häufigste Ursache bei den Device-assoziierten Infektionen dar, und treten gemäß einer aktuellen Übersicht der Datenlage die von McNamara et al. publiziert wurde, mit einer Rate von 5–44 % nach LVAD-Implantationen auf (McNamara et al. 2021). Solange die Energieversorgung der Unterstützungssysteme eine perkutane Ausleitung erforderlich macht, wird diese als Eintrittspforte entlang des künstlichen Materials bestehen bleiben. Das die Driveline umgebende bradytrophe Gewebe stellt dabei eine ideale Umgebung für die Keimbesiedlung dar und macht die Behandlung schwierig, insbesondere wenn sich ein Biofilm auf der Driveline gebildet hat. Während sich eine Driveline-Infektion durch Rötung, Schwellung und ggf. purulente Sekretion aus der Austrittsstelle bemerkbar macht, ist der Nachweis von tiefer gelegenen Driveline-Infektionen schwieriger. Durch Schallschatten und Überlagerung durch die Driveline sind Ultraschall und Computertomografie nur eingeschränkt zur Beurteilung geeignet. Nichtdestotrotz können hiermit größere Flüssigkeitsdepots oder Indurationen bei fortgeschrittener Infektion dargestellt werden (Leuck 2015). Die Behandlung einer Driveline-Infektion ist anspruchsvoll, da die zugrunde liegende Infektionsquelle, die möglicherwiese mit einem Biofilm behaftete Driveline nicht einfach ausgetauscht werden kann. Die Behandlungsstrategien umfassen neben der antibiotischen Therapie die lokale Wundbehandlung mit Debridement, Vakuumverbandtherapie, Verlagerung der Austrittsstelle bis hin zum Wechsel des Systems oder bei bestehender Transplantationsindikation die hochdringliche Herztransplantation, die an strenge Kriterien gebunden ist. Der Systemwechsel bzw. die Transplantation ist insbesondere dann angezeigt, wenn es zu einer Infektion des Pumpensystems selbst kommt, was trotz der hohen Rate an Driveline-Infektionen deutlich weniger häufig auftritt und aktuell mit einer Inzidenz von 0–22 % beschrieben wird (McNamara et al. 2021).
Pumpenthrombose
Patienten, die mit einem dauerhaften ventrikulärem Assist Device versorgt sind, bedürfen einer konsequenten Antikoagulation, die sich an Hersteller-spezifischen Vorgaben orientiert und in der Regel aus einer Kombination von Vitamin-K-Antagonisten und Thrombozytenaggregationshemmern besteht. Dennoch kann es aufgrund der thrombogenen Oberflächenbeschaffenheit der Assist Devices zum Auftreten einer Pumpenthrombose kommen, die ein fatales Outcome zur Folge haben kann. Für die aktuelle Generation an kontinuierlich arbeitenden Assist Devices wird die Inzidenz an Pumpenthrombosen, die einen Gerätewechsel notwendig machten, mit 2–11 % angegeben (McNamara et al. 2021).
Die frühzeitige Erkennung beginnender Pumpenthrombosen ist essenziell, da diese ggf. durch Lysetherapie behoben werden können und damit eine aufwendige chirurgische Intervention (Pumpenwechsel) vermieden werden kann.
Die klinische Manifestation einer beginnenden Pumpenthrombose ist dabei variabel. Klassischerweise fallen die Patienten durch Veränderungen der Pumpenparameter auf, da der Impeller durch die Thrombose einen höheren Rotationswiderstand erfährt, was die Leistungsaufnahme der Pumpe erhöht. Hieraus resultieren ein abnormal hohes errechnetes Pumpenflussvolumen und eine Abnahme des Pulsatilitätsindex. Zusätzlich kann es zum Auftreten einer vermehrten Hämolyse kommen, was sich durch Anstieg der LDH und/oder des freien Hämoglobins bemerkbar machen kann. Klinische Zeichen können eine Zunahme der Herzinsuffizienzsymptome oder Zeichen aufgetretener thromboembolischer Ereignisse sein. Im Gegensatz zur eigentlichen Pumpenthrombose gehen eine Obstruktion der Einlasskanüle durch thrombotisches Material oder eine Verlegung der Auslasskanüle mit einer Abnahme des Energieverbrauchs einher, da die Rotationsgeschwindigkeit runtergeregelt wird. Im Gegensatz zur Thrombose innerhalb des Pumpengehäuses können Einfluss- und Ausflussobstruktionen ggf. echokardiografisch visualisiert werden.
Gastrointestinale Blutungen
Gastrointestinale Blutungen stellen eine spezielle Problematik bei Assist-Device-Patienten dar und werden in der Literatur mit einer Inzidenz von 6–35 % angegeben (McNamara et al. 2021). Zum einen ist für diese Patienten eine dauerhafte Antikoagulation notwendig, was per se das Risiko gastrointestinaler Blutungskomplikationen erhöht, insbesondere bei präoperativ bestehender entsprechender Anamnese und Prädisposition. Bei diesen Patienten kann durch die Antikoagulation und eine zusätzliche durch das Device vermittelte Schädigung der Thrombozytenfunktion eine gastrointestinale Blutung auftreten. Diese kann zum einen durch einen Mangel an Von-Willebrand-Faktor, wie er bei Assist-Device-Patienten beschrieben wurde, aggraviert werden (Asuka et al. 2020). Zum anderen weisen insbesondere die kontinuierlich pumpenden Assist Devices der 2. und 3. Generation die Besonderheit auf, dass sie die Entstehung arteriovenöser Malformationen begünstigen.
Neurologische Ereignisse
Eine weitere Komplikation bei Assist-Device-Patienten stellt das Auftreten neurologischer Ereignisse dar, von stummen Embolien über transitorische ischämische Attacken (TIA), prolongierte neurologische Defizite (PRIND) bis hin zum manifesten ischämischen Schlaganfall oder Hirnblutungen mit z. T. fatalem Outcome. Dabei ist die Rate ischämischer Schlaganfälle mit 0–26 % und die der hämorrhagischen Ereignisse mit 0–16 % angegeben (McNamara et al. 2021). Dabei steigt das Risiko neurologischer Ereignisse mit der Dauer der Unterstützung. Entsprechend konnte eine Auswertung des InterMACS-Registers zeigen, dass das Schlaganfallrisiko nach 1, 2 und 3 Jahren bei 11 %, 17 % und 19 % lag (Kirklin et al. 2014).
Zusammenfassung
Die mechanische Herz-Kreislauf-Unterstützung durch die Anwendung permanenter ventrikulärer Assist Devices hat sich durch die technischen Weiterentwicklungen der letzten 2 Dekaden von einer Ultima-Ratio-Therapie zu einem etablierten Verfahren in der Behandlung von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz entwickelt. Am häufigsten kommt eine Linksherzunterstützung mittels LVAD zum Einsatz. Die beiden Hauptindikationen, die nebeneinander zu sehen sind, sind die Überbrückung zur Herztransplantation und die Destinationstherapie, deren Stellenwert mit den immer längeren Laufzeiten und einer der Herztransplantation ebenbürtigen 1-Jahres-Mortalität stetig zunimmt. Es bleibt die Belastung durch potenzielle Komplikationen, allen voran das Schlaganfallrisiko, Blutungskomplikationen sowie Device-assoziierte Infektionen, welche durch die aktuellen Devices der 3. Generation auf ein niedrigeres Niveau gesenkt werden konnten. Der technologische Fortschritt lässt hoffen, dass hämokompatiblere Materialien das Thromboserisiko senken können. Wenn zudem das Problem der Energieversorgung gelöst und eine perkutane Ausleitung der Driveline verzichtbar wird, hat die VAD-Therapie das Potenzial der Transplantation ebenbürtig zu werden.
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