Herzunterstützungssysteme für den Langzeiteinsatz bei Herzinsuffizienz - Sicherheit und Effektivität

Über uns

Unsere interdisziplinäre Arbeitsgruppe besteht seit 2007. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler finden Sie unter "Akteure".

2007 wurde von der DFG ein Paket von 4 Anträgen mit einer Gesamtfördersumme von ca. 1,1 Mio. Euro über 3 Jahre bewilligt. Ein weiteres Projekt wurde assoziiert. Im Förderzeitraum wurden über 20 wissenschaftliche Artikel veröffentlicht, viele davon in Kooperation zwischen den verschiedenen Gruppen. Eine Auswahl ist unter "Publikationen" einsehbar.

Nach dem erfolgreichen Abschluss der ersten Förderperiode wurden im Januar 2012 vier Projekte neu bewilligt:

Herzinsuffizienz und mechanische Herzunterstützung

Die akute und chronische Herzinsuffizienz ist in Deutschland für 23% aller Todesfälle verantwortlich [1]. Es ist davon auszugehen, dass die Zahl der Patienten mit einer Herzinsuffizienz in den nächsten Jahren und Jahrzehnten zunehmen wird, da ihre Häufigkeit mit dem Lebensalter korreliert. Die Sterblichkeit für Patienten mit den NYHA-Stadien III und IV beträgt innerhalb von 3 Jahren fast 40% [2] und ist damit schlechter als für die meisten Krebserkrankungen [3- 5].

Die Hauptursachen für eine Herzinsuffizienz sind arterielle Hypertonie, koronare Herzkrankheit und Herzklappenveränderungen [4]. Die Behandlung zielt zunächst auf die zugrunde liegende Erkrankung ab. Sind die entsprechenden Möglichkeiten ausgeschöpft und eine medikamentöse Herzinsuffizienztherapie nicht mehr ausreichend, kann eine ausreichende Perfusion nur noch durch Ersatz oder mechanische Unterstützung des Herzens gesichert werden. Die Herztransplantation stellt derzeit den Goldstandard für die Behandlung der Herzinsuffizienz im Endstadium dar. Limitierend ist jedoch die viel zu geringe Zahl an Spenderorganen. So konnten 2010 nur 368 Herztransplantationen in Deutschland durchgeführt werden [6]. Die Sterblichkeit auf der Warteliste beträgt auf Grund des Organmangels etwa 15 bis 20%. Zunehmende Bedeutung hat daher der Einsatz von Herzunterstützungssystemen (ventricular assist devices, VAD) sowohl zur Überbrückung bis zur Herztransplantation (bridge to transplantation) als auch zur dauerhaften Therapie (destination therapy) [7, 8].

Zu den Herzunterstützungssystemen gehören intraaortale Ballonpumpen, links- bzw. biventrikuläre Assist-Systeme und das Kunstherz (Total Artificial Heart).

Von 1996 bis 2011 wurden in der Abteilung Herz- und Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Freiburg insgesamt 200 Herzunterstützungssysteme implantiert, deutschlandweit derzeit etwa 500 im Jahr.

In einigen Fällen kann sich die Herzfunktion unter Entlastung durch ein Herzunterstützungssystem erholen, so dass eine Explantation des Gerätes möglich ist (bridge to recovery). Grundlage dafür ist ein reverses Remodelling, bei dem sich die Herzinsuffizienz-typischen neurohormonalen und lokalen Veränderungen wieder dem Normalzustand annähern [9, 10].

Trotz technischer und methodischer Weiterentwicklungen und zunehmender Erkenntnisse über die systemischen Effekte fehlen bis heute zuverlässige und insbesondere komplikationsarme implantierbare Herzunterstützungssysteme, die eine verlässliche und den Träger möglichst wenig einschränkende Therapie über mehrere Monate bis Jahre zulassen. Etwa 35% der Patienten versterben an einem Multiorganversagen als Folge von Infektionen und systemischen Entzündungsprozessen, 25% an Blutungen oder thrombembolischen Komplikationen [11, 12]. Außerdem gibt es bisher keine gesicherten Parameter auf molekularer und Gewebe-Ebene, die das reverse Remodelling charakterisieren und damit eine erfolgreiche Entwöhnung vom System vorhersagen [10].

Gemeinsames Ziel unserer Projekte ist es, die Effektivität und Sicherheit des Einsatzes von Herzunterstützungssystemen zu verbessern und damit der steigenden Notwendigkeit ihres Einsatzes als Langzeitbehandlung für herzinsuffiziente Patienten Rechnung zu tragen. In diesem Zusammenhang sollen im Rahmen dieses Paketantrags eine gezielte Charakterisierung der Pathophysiologie von Assist-Systemen erfolgen sowie ihre Wirkungen auf hämodynamischer, zellulärer und molekularer Ebene näher untersucht werden.

Zur gemeinsamen Nutzung für alle Arbeitsgruppen sowie für künftige Forschungsvorhaben wurde eine Bank etabliert, in der Patientenmaterialien wie Biopsien, Blut- und Serumproben, die zu definierten Zeitpunkten entnommen werden, klinische Daten wie Hämodynamik- und Laborwerte, Flussdaten sowie Proben der laborexperimentellen und technischen Untersuchungen gespeichert werden. Diese Strukturmaßnahme wird gemeinsam von den beteiligten Arbeitsgruppen bzw. von der Fakultät als Grundausstattung mit Personal- und Sachmitteln finanziert.

Zitierte Literatur
1. Sterbefälle nach den 10 häufigsten Todesursachen 2005. Statistisches Bundesamt. Available at: http://www.destatis.de/basis/d/gesu/gesutab20.php. Accessed 1.6.2007.
2. Ahmed A, Aronow WS, Fleg JL. Higher New York Heart Association classes and increased mortality and hospitalization in patients with heart failure and preserved left ventricular function. Am Heart J. 2006;151(2):444-450.
3. Mosterd A, Hoes AW, de Bruyne MC, Deckers JW, Linker DT, Hofman A, Grobbee DE. Prevalence of heart failure and left ventricular dysfunction in the general population; The Rotterdam Study. Eur Heart J. 1999;20(6):447-455.
4. Kannel WB. Incidence and epidemiology of heart failure. Heart Fail Rev. 2000;5(2):167-173.
5. Stewart S, MacIntyre K, Hole DJ, Capewell S, McMurray JJ. More 'malignant' than cancer? Five-year survival following a first admission for heart failure. Eur J Heart Fail. 2001;3(3):315-322.
6. Eurotransplant. auf <http://www.eurotransplant.org/files/statistics/year_2010.pdf>
7. Lietz K, Miller LW. Will left-ventricular assist device therapy replace heart transplantation in the foreseeable future? Curr Opin Cardiol. 2005;20(2):132-137.
8. Park SJ, Tector A, Piccioni W, Raines E, Gelijns A, Moskowitz A, Rose E, Holman W, Furukawa S, Frazier OH, Dembitsky W. Left ventricular assist devices as destination therapy: a new look at survival. J Thorac Cardiovasc Surg. 2005;129(1):9-17.
9. Burkhoff D, Klotz S, Mancini DM. LVAD-induced reverse remodeling: basic and clinical implications for myocardial recovery. J Card Fail. 2006;12(3):227-239.
10. Wohlschlaeger J, Schmitz KJ, Schmid C, Schmid KW, Keul P, Takeda A, Weis S, Levkau B, Baba HA. Reverse remodeling following insertion of left ventricular assist devices (LVAD): a review of the morphological and molecular changes. Cardiovasc Res. 2005;68(3):376-386.