Handbuch Extrakorporale Organunterstützung · Im Bereich der Antikonvulsiva bergen Serum-spiegel unterhalb der Referenzbereiche ein hohes Risiko für Krampfanfälle, während im

Götz Geldner Mark Dominik Alscher

Handbuch Extrakorporale Organunterstützung

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung Götz Geldner . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Der Wunsch nach Organersatz . . . . 21.2 Geschichte des Organersatzes . . . . 21.3 Transplantation . . . . . . . . . . . . . . . 31.4 Zunahme der Patienten mit

Organersatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Medikamentengabe und allgemeine Komplikationen bei extrakorporalen Verfahren Alexander Brinkmann, Monica Bürle, Otto R. Frey, Christina König, Daniel Richter, Anka C. Röhr, Karl Träger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1 Medikamenten- und Antibiotikadosierung bei extrakorporalen VerfahrenAnka C. Röhr, Christina König, Daniel Richter, Otto R. Frey, Alexander Brinkmann . . . . . . . . . . . 8

2.1.1 Allgemeine Aspekte und Grundlagen der individuellen Dosierung . . . . . . . 8

2.1.2 Spezielle Aspekte der Dosierung von Antiinfektiva bei Intensivpatienten . . 9

2.1.3 Einfl uss von Organersatzverfahren auf die Arzneistoffdosierung . . . . . . 12

2.1.4 Therapeutisches Drug Monitoring und Rechenprogramme . . . . . . . . . . 20

2.2 Antikoagulation bei extrakorporalen VerfahrenKarl Träger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2.1 Grundlegende Strategie . . . . . . . . . . 262.2.2 Pharmakologische

Antikoagulationsstrategien . . . . . . . 262.2.3 Leitlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.3 Allgemeine Komplikationen bei

extrakorporalen VerfahrenMonica Bürle . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.3.1 Vaskuläre Komplikationen/Komplikationen bei Anlage . . . . . . . 35

2.3.2 Verfahrensbedingte/mechanische Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.3.3 Systemische Komplikationen . . . . . . 36

3 Kardiale Ersatzverfahren Hardy Baumbach, RalphBerroth, Ulrich F. W. Franke, Nora Göbel, Kristina Wachter, Christian Wolpert . 39

3.1 ÜbersichtUlrich F. W. Franke . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.2 Extrakorporale Zirkulation – Herz-Lungen-MaschineUlrich F. W. Franke . . . . . . . . . . . . . . 41

3.2.1 Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.2.2 Indikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.2.3 Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 453.2.4 Entwicklungen . . . . . . . . . . . . . . . . 453.3 VA-ECMO/ECLS

Nora Göbel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.3.2 Indikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.3.3 Kontraindikationen . . . . . . . . . . . . . 483.3.4 Die extrakorporale kardio pulmonale

Reanimation – ECPR . . . . . . . . . . . . 493.3.5 Therapieziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.3.6 Aufbau und Komponenten der

VA-ECMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.3.7 Die VA-ECMO-Implantation . . . . . . . 523.3.8 Management der VA-ECMO . . . . . . 553.3.9 Komplikationen und deren

Management . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.3.10 Weaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.3.11 Prognose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.4 Sonstige kardiale internistische

Unterstützungsverfahren (IABP, Impella etc.)Ralph Berroth, Christian Wolpert . . . 61

3.4.1 Indikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.4.2 Einsatz von mechanischen kardialen

Unterstützungssystemen . . . . . . . . . 623.4.3 Verfügbare Systeme . . . . . . . . . . . . 69

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XIV Inhaltsverzeichnis

3.4.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . 813.5 Längerfristige

UnterstützungsverfahrenHardy Baumbach, Kristina Wachter . . . . . . . . . . . . . . . 85

3.5.1 Hintergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.5.2 Therapieoptionen bei

Herzinsuffi zienz . . . . . . . . . . . . . . . . 863.5.3 Entwicklung der langfristigen

Unterstützungssysteme . . . . . . . . . . 873.5.4 Indikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.5.5 Funktionsweise und

Funktionsarten . . . . . . . . . . . . . . . . 883.5.6 Verfügbare Herzunterstützungs-

systeme und Implantationszahlen . . 913.5.7 Implantationswege . . . . . . . . . . . . . 913.5.8 Patientenversorgung . . . . . . . . . . . . 923.5.9 Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 943.5.10 Palliatives Konzept . . . . . . . . . . . . . 96

4 Pulmonale Ersatzverfahren Katrin Lichy, Gregor Lichy . . . . . . . . 99

4.1 Einteilung der Verfahren . . . . . . . . 1014.2 Aufgaben und Möglichkeiten . . . . . 1024.3 Aufbau und Funktionsweise . . . . . 1034.3.1 Funktion des Gasaustauschers

(Membranoxygenator) . . . . . . . . . . . 1034.3.2 Die Pumpe bei extrakorporalen

veno-venösen Ersatzverfahren . . . . . 1044.4 Komplikationen und deren

Prävention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054.5 Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064.6 Weaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.7 Extracorporeal CO2-Removal

(ECCO2-R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.7.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.7.2 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . 1074.7.3 Indikation/Kontraindikation . . . . . . . 1084.7.4 Zugangsweg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1084.7.5 Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1084.7.6 Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 1084.7.7 Verfahrensziele . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.8 pECLA (pumpless extracorporeal

lung assist) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.8.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.8.2 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . 109

4.8.3 Indikation/Kontraindikationen . . . . . 1094.8.4 Zugangsweg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.8.5 Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.8.6 Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.8.7 Verfahrensziel . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.9 ECLA (extracorporeal lung assist) . 1114.9.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.9.2 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . 1124.9.3 Indikation/Kontraindikationen . . . . . 1124.9.4 Zugangsweg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.9.5 Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124.9.6 Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.10 ECMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.10.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.10.2 Systembeschreibung . . . . . . . . . . . . 1164.10.3 Indikationen/ Kontraindikationen . . . 1174.10.4 Zugangsweg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184.10.5 Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204.10.6 Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 121

5 Nierenersatzverfahren Jens Kruth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.1 Akute Nierenschädigung (AKI) auf der Intensivstation . . . . . . . . . . 124

5.1.1 Epidemiologie des akuten Nierenversagens . . . . . . . . . . . . . . . 124

5.1.2 Defi nition und Einteilung der AKI . . . 1245.2 Nierenersatzverfahren auf der

Intensivstation . . . . . . . . . . . . . . . . 1275.2.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1275.2.2 Hämofi ltration . . . . . . . . . . . . . . . . . 1285.2.3 Hämodialyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1315.2.4 Kombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.2.5 SLED(D) und sonstige Verfahren . . . . 1345.3 Wahl des Nierenersatzverfahrens . . 1365.4 Beginn der Nierenersatztherapie . . 1395.4.1 Indikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.4.2 Früher vs. später Beginn der

Nierenersatztherapie . . . . . . . . . . . . 1405.5 Beendigung eines

Nierenersatzverfahrens . . . . . . . . . 1415.6 Gefäßzugänge . . . . . . . . . . . . . . . . 1435.6.1 Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1435.6.2 Lokalisation des Gefäßzugangs . . . . 1435.6.3 Prophylaxe von Katheterthrombosen

und -infektionen . . . . . . . . . . . . . . . 144

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XVInhaltsverzeichnis

6 Leberersatzverfahren Thomas Kuntzen, Karel Caca . . . . . . 147

6.1 Therapieansätze . . . . . . . . . . . . . . . 1486.2 MARS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1486.3 Prometheus . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1496.4 Anwendungsgebiete . . . . . . . . . . . 1496.4.1 Akut auf chronisches

Leberversagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1496.4.2 Akutes Leberversagen . . . . . . . . . . . 1516.4.3 Therapierefraktärer Pruritus . . . . . . . 153

7 Blutreinigungsverfahren im Kontext von Organersatzverfahren Karl Träger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

7.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567.2 Modifi zierte Nierenersatz -

verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567.3 HVHF (high volume hemofi ltration)

und VHVHF (very high volume hemofi ltration) . . . . . . . . . . . . . . . . 156

7.4 High Cut-off-(HCO-)Membranen . . 1577.5 Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.5.1 Polymyxin-B-Säulen . . . . . . . . . . . . . 1587.5.2 Cytosorb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1597.5.3 Modifi zerte Membranen . . . . . . . . . 1597.5.4 LPS-Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . 1597.6 Einsatzmöglichkeiten

verschiedener Verfahren . . . . . . . . 1597.7 Mögliche unerwünschte Effekte . . . 1607.8 Ausblick und Zusammenfassung . . 160

8 Extrakorporale Membranoxygenierung beim Lungenversagen im Neugeborenen- und Kindesalter Thomas Schaible . . . . . . . . . . . . . . . 163

8.1 Häufi gkeit und Ätiologie des neonatalen Lungenversagens . . . . 164

8.2 Allgemeines Therapiemanagement 1648.2.1 Additive Therapien zur

Unterstützung der Beatmung . . . . . . 1658.3 Anwendung der ECMO . . . . . . . . . 1668.3.1 Therapieeinschlusskriterien . . . . . . . 1668.3.2 Kontraindikationen zur ECMO . . . . . 1678.3.3 Management des extrakorporalen

Kreislaufs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1688.3.4 Verlauf der ECMO-Behandlung . . . . 1688.3.5 Komplikationen unter ECMO . . . . . . 1698.3.6 Behandlungsergebnisse der ECMO . 1698.4 Krankheitsbilder und Eintrittkriterien

für eine ECMO bei Kindern . . . . . . 1708.5 Nachsorge bei Kindern . . . . . . . . . . 171

9 Ausblick Götz Geldner . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

9.1 Gesellschaftliche Auswirkung von Organersatzverfahren . . . . . . . 174

9.2 Mangel an Organspendern . . . . . . 1749.3 Zunehmender Bedarf an

Organersatzverfahren . . . . . . . . . . 175

Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

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8 2 Medikamentengabe und allgemeine Komplikationen bei extrakorporalen Verfahren

2

2.1 Medikamenten- und Antibiotikadosierung bei extra-korporalen VerfahrenAnka C. Röhr, Christina König, Daniel Richter, Otto R. Frey, Alexander Brinkmann

2.1.1 Allgemeine Aspekte und Grundlagen der individuellen Dosierung

Jede Arzneimitteltherapie hat das Ziel einer eff ekti-ven und sicheren Behandlung des Patienten. Aber nicht jeder Patient spricht auf eine Standarddosis in vergleichbarer Weise an. Ist ein zeitnahes Monito-ring des Eff ekts und potenzieller Nebenwirkungen möglich, ist eine Dosisindividualisierung auf Basis der Messparameter in vielen Indikationen etabliert. Hierzu gehören z. B. die Gerinnungshemmung, die Schmerztherapie und die Sedierung, die Einstellung des Blutdrucks und der Herzfrequenz oder die Insu-lintherapie.

In anderen Indikationen, in denen keine eff ektiven Monitoring-Parameter zur Verfügung stehen, kön-nen Th erapieversagen oder Überdosierung zu fatalen, irreversiblen Schädigungen des Patienten führen. In diesen Fällen ist die Konzentration des Arzneistoff s als Surrogatparameter für eine sichere und eff ektive Th erapie etabliert. Die Normdosierung von Arznei-stoff en wird auf der Basis der kinetischen Eigenschaf-ten bei gesunden jungen Probanden festgelegt. Im klinischen Alltag sind diese Standard patienten aller-dings eine Rarität. Hohes Alter, Komedikation, Kör-pergewicht, Organinsuffi zienz und andere Faktoren können einen signifi kanten Einfl uss auf Verteilung, Verstoff wechslung und Ausscheidung haben.

Der Einfl uss moderner extrakorporaler Verfahren auf die Pharmakokinetik und damit die „richtige“ Dosierung sind Gegenstand zahlreicher Diskussio-nen im klinischen Alltag. In der klinischen Entwick-lung und Zulassung von Arzneimitteln spielt diese Fragestellung aber keine Rolle. Die Fachinformatio-nen und Beipackzettel der Präparate enthalten meist keine oder nur spärliche Informationen zur optima-len Dosierung bei kontinuierlichen Nierenersatzver-fahren. Häufi ger fi nden sich Hinweise zur Dosierung bei eingeschränkter Nierenfunktion und intermittie-render Dialyse. Bücher, Tabellen, Nomogramme und

Programme stehen jedoch in großer Anzahl zur Ver-fügung und können gute Hinweise für eine rationale, empirische Dosierung geben. Eine letztendliche Messung der Arzneistoffk onzentrationen im Blut im Rahmen eines therapeutischen Drug-Monitorings (TDM) ist bei diesen Patienten eine zusätzliche und empfehlenswerte Option.

Insbesondere für Antiinfektiva und Antikonvulsi-va kommt der individuellen Dosierung und der Ap-plikation neben der Arzneistoff auswahl eine ent-scheidende Bedeutung zu. Eine inadäquate anti mi-kro bielle Th erapie ist dadurch gekennzeichnet, dass am Infektionsort die minimale Hemmkonzentration (MHK) des Erregers durch die erzielte Wirkstoffk on-zentration nicht erreicht wird. Es kommt zu einer unkontrollierten Vermehrung der Krankheitserre-ger. Die unzureichende antiinfektive Th erapie schwe-rer Infektionen ist direkt mit einer signifi kanten Steigerung der Sterblichkeit assoziiert (Richter et al. 2017; Bloos et al. 2017). Wichtigste Einfl ussfaktoren sind die MHK des Erregers gegenüber dem gewähl-ten Wirkstoff und die Lokalisation der Infektion. Diese Parameter sind durch die Art der Infektion vorgegeben. Beeinfl ussbare Faktoren sind die Aus-wahl eines Wirkstoff s mit möglichst niedriger MHK und optimaler Penetration an den Wirkort, die Do-sierung unter Berücksichtigung der Ausscheidungs-kapazität des Patienten (Nierenfunktion, Leberfunk-tion, Nierenersatzverfahren, etc.) und die Applika-tionsart (Dosisintervall, Infusionsdauer, orale/paren-terale Gabe). Sowohl die gewählte Dosierung als auch die Applikationsart haben einen entscheidenden Ein-fl uss auf die erreichten Konzentrationen und damit auf die Wirksamkeit und die Verträglichkeit der Th e-rapie. Im Bereich der Antikonvulsiva bergen Serum-spiegel unterhalb der Referenzbereiche ein hohes Risiko für Krampfanfälle, während im Prinzip alle Antikonvulsiva ab dem oberen Referenzbereich do-sisabhängige Nebenwirkungen wie Somnolenz, Ver-wirrung, Übelkeit, Erbrechen und Koma auslösen können. Sowohl Unter- als auch Überdosierung der Arzneimittel können schwerwiegende Folgen haben. Eine individuelle Dosisanpassung ist notwendig, um den Th erapieerfolg bei vertretbarer Nebenwirkungs-rate zu sichern.

Bei Patienten mit chronisch oder akut einge-schränkter Nierenfunktion lassen sich Dosisanpas-sungen z. B. anhand des Dettli-Prinzips vornehmen

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92.1 Medikamenten- und Antibiotikadosierung bei extrakorporalen Verfahren

2

(Dettli 1976). Die Anpassung beruht auf dem Anteil der nicht renal ausgeschiedenen Arzneistoff fraktion. Je höher diese bei einer Substanz ausfällt, desto ge-ringer fallen die Dosisanpassungen aufgrund einge-schränkter Nierenfunktion aus. Oder anders herum, je mehr ein Wirkstoff über die Niere eliminiert wird, desto stärker muss die zunehmende Einschränkung der Nierenfunktion für eine Korrektur der Dosis be-rücksichtigt werden.

2.1.2 Spezielle Aspekte der Dosierung von Antiinfektiva bei Intensivpatienten

I N F OAktuelle Datenlage zur adäquaten Antibiotika-therapieAktuelle Daten belegen , dass eine adäquate und zeitge-rechte antiinfektive Therapie die Letalität von Intensiv-patienten mit schweren, lebensbedrohlichen Infektionen signifi kant reduziert (Richter et al. 2017; Bloos et al. 2017; Whiles, Deis und Simpson 2017). In der Medu-sa-Studie konnten Bloos und Mitarbeiter (Bloos et al. 2017) zeigen, dass mit jeder Stunde Verzögerung einer Antibiotikatherapie ein Anstieg der Sterblichkeit um 2 % resultierte. Nicht unerwähnt bleiben soll allerdings an dieser Stelle, dass das „Mantra“ der frühzeitigen Anti-biotikatherapie (≤ 1Stunde) auch in der aktuellen Litera-tur immer wieder kritisch hinterfragt wird (Singer 2017).

Unter adäquater Antibiotikatherapie wird in der täglichen, klinischen Versorgungsrealität überwie-gend der exakte Einsatz einer antiinfektiven Subs-tanz vor dem Hintergrund klinisch-infektiologischer und mikrobiologischer Evidenz verstanden. Aspekte der Pharmakologie, z. B. Pharmakokinetik (PK), Pharmakodynamik (PD) der verwendeten Substan-zen, die daraus resultierende Abtötungscharakteris-tik und damit Fragen der Dosis und Applikation (Tabah et al. 2015), fi nden bei den Th erapieentschei-dungen auf deutschen Intensivstationen weniger Be-rücksichtigung. Intensivpatienten mit Sepsis und septischen Schock weisen häufi g erhebliche Verän-derungen der substanzspezifi schen Pharmakokine-tik von Antibiotika und Antimykotika auf (Richter et al. 2017; Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a). Diese Veränderungen haben Störungen der Arzneistoff aufnahme, Vertei-

lung, Metabolisierung und Ausscheidung zur Folge und führen somit potenziell zu unwägbaren Wirk-ortkonzentrationen und möglichen, unerwünschten Arzneimittelwirkungen (Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014; Imani et al. 2017). Mit Standarddosierungen werden PK/PD-Ziele bei Intensivpatienten häufi g verfehlt (Ab-dul-Aziz et al. 2016a; Roberts et al. 2014b). Eine in-zwischen bedrohlich zunehmende Anzahl resisten-ter Mikroorganismen sowie ein spürbarer Mangel an neuen antiinfektiven Substanzen mit neuen Wirkmechanismen haben Wissenschaft ler und Kli-niker angespornt, über innovative Konzepte nachzu-denken, die die Eff ektivität unserer bekannten anti-infektiven Substanzen optimieren und maximieren (Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Roberts, Kumar und Lipman 2017). Eine solche Individualisierung der Dosis und der Applikation von Antiinfektiva bei Patienten mit Sepsis, septischem Schock und/oder akuter Nieren-schädigung ist eine interdisziplinäre und interpro-fessionelle Herausforderung für Chirurgen, Infektio-logen, Internisten, Intensivmediziner, Mikrobiolo-gen und klinische Pharmakologen/Pharmazeuten (Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015).

Die komplexen Interferenzen zwischen septi-schem Intensivpatient, antiinfektiver Substanz und den Erregern erfordern nicht nur die Auswahl der richtigen Substanz und die zeitnahe Applikation (Bloos et al. 2017; Whiles, Deis und Simpson 2017), sondern auch eine individuelle Dosierung und Appli-kation der Antiinfektiva (Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015; Vincent et al. 2016). Die vorbenannten Aspekte sind von entscheidender Bedeutung für das Überle-ben des kritisch kranken Patienten. Dies gilt vor al-lem, wenn multiresistente Erreger Ursache der Infek-tion sind (Abdul-Aziz, Lipman und Roberts 2017).

M E R K EAdäquate Antibiotikadosierung„Right dose, right now: Customized dosing in the criti-cally ill“ (Roberts, Kumar und Lipman 2017). Eine inte-grale Voraussetzung für eine Dosisindividualisierung stellt dazu das therapeutische Drug-Monitoring von Antiinfekti-va dar (Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Roberts, Kumar und Lipman 2017; Frey et al. 2015; Wong et al. 2014; Jager et al. 2016).



2

L E I T L I N I E NDie Surviving Sepsis Campaigne, DGI und PEGÜberlegungen zu einer individuellen Dosierung und Ap-plikation werden inzwischen durch aktuelle Leitlinien ge-stützt, z. B. der Deutschen Gesellschaft für Infektiologie (de With et al. 2016), der Surviving Sepsis Campaign (Rhodes et al. 2017) sowie der Paul Ehrlich-Gesellschaft (online publiziert am 8.1.2018; http://www.awmf.org/uploads/tx_szleitlinien/S82-006l_S2k_Parenterale_ Antibiotika_2018-1.pdf).

Spezielle Pharmakokinetik und Phar-makodynamik bei Intensivpatienten

M E R K EPharmakokinetik und Pharmakodynamik• Pharmakokinetik (PK):

– (Freisetzung [Liberation]).– Aufnahme (Adsorption).– Verteilung (Distribution).– Biochemischer Um- und Abbau (Metabolisierung).– Ausscheidung (Exkretion).

• Pharmakodynamik (PD): Wirkung und Wirksamkeit des Arzneistoffs (im Falle von Antibiotika: Bakterizidie, Bakteriostase).

Bezüglich des Zusammenhangs zwischen Pharmakokine-tik und Pharmakodynamik bei Antiinfektiva › Abb. 2.1.

In Abhängigkeit vom Stadium und vom Ausmaß der Krankheitsschwere führen Sepsis und septischer Schock bei fast allen antiinfektiven Substanzen zu einer erheblichen Veränderung der substanzspezifi -schen Pharmakokinetik (› Abb. 2.2; Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015; Roberts, Kumar und Lipman 2017; Jager et al. 2016).

Die massive systemische Proinfl ammationsreak-tion bei septischen Patienten führt v. a. über ein ka-pilläres Leck mit Endothelzellschaden (Richter et al. 2017) zu folgenschweren Flüssigkeitsverschiebun-gen mit Extravasation in den interstitiellen Raum (Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015). Der damit verbundene Anstieg des substanzspezifi schen Ver-teilungsvolumens (Vd) wird auch durch hohe Flüs-sigkeitssubstitution und/oder extrakorporale Syste-

Beziehung zwischen Pharmakokinetikund Pharmakodynamik (PK/PD)

DosisKonzentration

im PlasmaKonzentration

am Wirkort Wirkung

Pharmakokinetik

Pharmakokinetik:• Aufnahme• Verteilung• Metabolisierung• Ausscheidung

• Vd = Verteilungs- volumen• CL = Clearance

Pharmakodynamik

Pharmakodynamik:• Wirkung • Zeitabhängig • Konzentrationsabhängig• Wirksamkeit • Bakterizidie • Bakteriostase

SubstanzspezifischeKinetik und Dynamik

Link

Abb. 2.1 Darstellung der Bedeutung und Beziehung von Pharmakokinetik und Pharmakodynamik antiinfektiver Substanzen [L231] (mod nach Brinkmann et al. 2018)



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me (z. B. Dialyse, Hämofi ltration, ECMO, ECLS) im akuten Krankheitsverlauf in unterschiedlichem Aus-maß aggraviert. Ein Anstieg des Verteilungsvolu-mens bei Intensivpatienten um den Faktor 2 im Ver-gleich zum „Normalpatienten“ ist dabei keine Sel-tenheit (Frey et al. 2015). Bei hydrophilen, überwie-gend renal eliminierten Antibiotika (β-Lactame, Aminoglykoside, Gykopeptide, › Tab. 2.1) kann es bei der Erstdosis durch eine Vergrößerung des Ver-teilungsvolumens zu niedrigeren Serumspiegeln als

erwartet (Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015; Wong et al. 2013) kommen. Wirksamkeitsbeeinträchtigend kann dies für Subs-tanzen mit konzentrationsabhängiger Bakterizidie wie den Aminoglykosiden sein.

In der frühen Phase der Sepsis kann es durch die infl ammationsbedingte hyperdyname Kreislaufsitu-ation (Richter et al. 2017) häufi g zu einer verstärkten Organdurchblutung und somit zu einer gesteigerten renalen Arzneistoff -Clearance v. a. der hydrophilen

IntensivpatientSepsis, septischer Schock

HyperdynameKreislaufsituation

GestörteFlüssigkeitsbilanz

KeinOrganversagen

Hepatische u./o.renale Dysfunktion

GesteigerteOrgandurchblutung

(HZV )

Kapilläres Leck,Störungen derProteinbindung

GesteigerteClearance (Cl )

GesteigertesVerteilungsvolumen

(VD )

UnveränderteClearance und

Verteilungsvolumen

NiedrigeClearance

(Cl )

Niedrige SK Niedrige SK Normale SK Erhöhte SK

SK = Serumkonzentration

Abb. 2.2 Pharmakokinetische Veränderungen bei Intensivpatienten mit Sepsis und septischen Schock [L231] (mod nach Brinkmann et al. 2018)

Tab. 2.1 Pharmakokinetische Eigenschaften der Antiinfektiva (mod nach Brinkmann et al. 2018)

Überwiegend renale Clearance Überwiegend nicht renale (z. B. hepatische) Clearance

Niedriges Verteilungsvolumen Hohes Verteilungsvolumen

Geringe intrazelluläre Penetration Gute intrazelluläre Penetration• Aminoglykoside• Colistin• Daptomycin• Glycopeptide (Vancomycin)• β-Laktame, Carbapeneme• Fluconazol (CYP3A-Inhibitor, Reabsorption im distalen

Tubulus)

• Fluorchinolone• Linezolid• Makrolide• Lincosamide (Clindamycin)• Tigecyclin• Voriconazol (Metabolisierung über das Cytochrom-P450-

System)• Anidulafungin, Caspofungin



2

Antiinfektiva (Udy, De Waele und Lipman 2015) kommen. Diese pathophysiologischen Veränderun-gen betreff en v. a. junge, gesunde Patienten (z. B. Trauma- und Verbennungspatienten; Udy, De Wae-le und Lipman 2015).

Im fortgeschrittenen Krankheitsverlauf bestim-men v. a. relevante Funktionsstörungen der zentra-len Eliminationsorgane Niere und Leber mit einer erniedrigten Arzneistoff -Clearance die substanzspe-zifi sche Pharmakokinetik (Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015; › Abb. 2.2). Hier gilt es, mögliche un-erwünschte Arzneimittelwirkungen zu verhindern. In dieser Phase der Sepsis führen auch Beeinträchti-gungen der Proteinbindung, v. a. bei den hydrophi-len und damit renal eliminierten Substanzen, zu ho-hen Blutspiegeln mit potenziell toxischen Nebenwir-kungen. Für Aminogykoside und Glykopeptide sind nephrotoxische Eff ekte bekannt (Brinkmann et al. 2017; Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a; Frey et al. 2015). Trotz der hohen therapeutischen Breite von β-Lactam-Antibiotika gibt es heute aber Hinweise in der Literatur, dass erhöhte β-Lactam-Spiegel bei Intensivpatienten mit einer Beeinträchti-gung des neurologischen, nephrologischen und he-patischen Outcomes einhergehen können (Imani et al. 2017).

Potenzielle pharmakokinetische Medikamenten-interaktionen dürfen gerade beim Intensivpatien-ten nicht vergessen werden (Brinkmann et al. 2018; Roberts et al. 2014a). Hier kann es sich um Enzym-induktionen, z. B. durch Rifampicin, Carbamazepin oder Phenytoin, oder Enzymhemmung, z. B. durch Amiodaron oder Azolantimykotika, handeln.

Zusätzlich zu den beschriebenen Veränderungen beim Intensivpatienten sind Nierenersatzverfahren als eigener Weg der Arzneistoff elimination mit un-ter schiedlichem Ausmaß der Eff ektivität zu berück-sichtigen.

2.1.3 Einfl uss von Organersatzver-fahren auf die Arzneistoffdosierung

Technische Möglichkeiten für eine Organersatzthe-rapie haben die Medizin in den letzten 100 Jahren revolutioniert. Allen voran stehen die Nierenersatz-therapien, nicht nur auf der Intensivstation, im Fo-

kus vieler Erkrankungen, die mit einer akuten oder chronischen Verschlechterung der Nierenfunktion einhergehen. Viele Jahrzehnte lang spielten Überle-gungen, ob extrakorporale Kreisläufe die Elimina-tion von Arzneistoff en beeinfl ussen könnten, keine Rolle. Seit der Verwendung hoch intensiver Nieren-ersatztherapien mit Hochleistungsfi ltern rückt diese Frage aber, besonders vor dem Hintergrund fehlen-der innovativer antiinfektiver Wirkstoff e bei Inten-sivpatienten, immer mehr ins Bewusstsein der Be-handler. Aus rein physikalisch-chemischer Sicht gilt es zu unterscheiden, ob die angewendete extrakor-porale Th erapie ein Entzugsverfahren darstellt, also Flüssigkeit und/oder Blutbestandteile oder gelöste Substanzen entfernt (wie bei der Nierenersatzthera-pie), oder ob ein reiner Gasaustausch (wie bei der extrakorporalen Membranoxygenierung [ECMO]) bzw. ein Gasaustausch mit Kreislaufunterstützung (wie bei dem extrakorporalen Life-Support-System [ECLS]) stattfi ndet. Im ersten Fall ist von einer Eli-mination aller im Blut gelösten Substanzen auszuge-hen, die kleiner sind als die Poren der vorgegebenen Membran. Ob diese Elimination für eine bestimmte Substanz einen klinisch relevanten Eff ekt hat, hängt von den pharmakokinetischen Kenngrößen und den Geräteeinstellungen ab. Im zweiten Fall ist wie bei der ECMO per se erst einmal nicht von einer Elimi-nation im Sinne eines Verlusts über einen Filter aus-zugehen. Das Blut fl ießt hier an einem Oxygenator vorbei, im Blut gelöste Bestandteile und Flüssigkeit werden nicht an der Membran abgetrennt. Jedoch sind auch Veränderungen des Verteilungsvolumens und Interaktionen mit dem Membransystem von ECMO und ECLS nicht auszuschließen (Donadello et al. 2015; Hahn, Choi und Chang 2017).

Nierenersatztherapie

Auch wenn sich die Verfahren zur Nierenersatzthe-rapie in ihrer Dauer und ihrem physikalischen Trennprinzip an der Filtermembran unterscheiden, ist den heutigen Verfahren in der Regel gemeinsam, dass sie an sog. Highfl ux-Membranen durchgeführt werden. Diese modernen Filtermaterialien lassen ge-nau defi nierte Porengrößen im Kilo-Dalton-Bereich zu, die eine lange Filterstandzeit bei gleichzeitig ho-hen Blut- und Dialysatfl ussraten gewährleisten.



2

M E R K EGröße der Arzneistoffmoleküle spielt keine RolleChemisch defi nierte Arzneistoffe, wozu alle Antibiotika, Antimykotika und Antiepileptika gehören, liegen mit ihrer Molekülgröße immer weit unterhalb der defi nierten Membranporengröße aller üblichen Highfl ux-Filter.

Um eine Einschätzung zum Ausmaß ihrer Elimina-tion zu erhalten, ist eine Interpretation im Kontext mit den pharmakokinetischen Kenngrößen der Sub-stanzen erforderlich.

M E R K EEntscheidend für die EliminationKlinisch relevante Einfl üsse auf die Serumspiegel von Wirk-stoffen sind zu erwarten bei geringer Proteinbindung, hohen Dosen (im Gramm-Bereich), bei kleinem Vertei-lungsvolumen (Vd < 0,6 l/kg) und niedriger (Rest-)Kör-per-Clearance (häufi g zu fi nden bei β-Lactam-Anti biotika). Umgekehrt fi ndet sich bei Wirkstoffen mit hoher Gesamt-körper-Clearance (z. B. durch starke hepatische Elimina-tion), großem Verteilungsvolumen (Vd > 1 l/kg), niedrigen Dosen (im unteren Milligramm-Bereich) und hoher Pro-tein bindung (> 75 %) in der Regel keine klinisch relevante Elimination durch ein Dialysegerät (z. B. bei Tigecyclin).

Bei den im Intensivbereich üblicherweise verwende-ten Verfahren handelt es sich um kontinuierliche Blutwäschen, die entweder als Hämodialyse oder als Hämofi ltration durchgeführt werden (Klein und Joannidis 2017).• Der Hämodialyse liegt als Ausscheidungsprozess

die Diff usion zugrunde, die Entfernung von Sub-stanzen aus einer Lösung entlang eines Kon zen-tra tions gra dien ten (Blut und Dialysat fl ießen im Gegenstromprinzip gegeneinander).

• Bei der Hämofi ltration handelt es sich beim Ausscheidungsprozess um eine Konvektion. Gelöste Bestandteile werden aufgrund eines an-liegenden Drucks in der Filtereinheit mit dem Plasmawasser aus dem Blut gepresst.

Da sich bei der Hämofi ltration kein Gleichgewicht zwischen den Konzentrationen in Blut und Dialysat einstellen muss, ist diese Art der Blutreinigung in Bezug auf Arzneistoff e ca. 10 % eff ektiver. In der Pra-xis können beide Verfahren aber analog verwendet werden. Häufi g kommt auch eine Kombination der beiden Techniken zum Einsatz, die kontinuierliche Hämodiafi ltration.

Von den kontinuierlichen Verfahren sind die intermittierenden Verfahren abzugrenzen, die im-mer als Hämodialyse durchgeführt werden. Die Blut- und Dialysatfl ussraten liegen dabei aber we-sentlich höher, was eine höhere Ausscheidung bei kürzerer Zeit gewährleistet. Bei der klassischen, v. a. im ambulanten Sektor durchgeführten, intermittie-renden Dialyse werden in der Regel drei Dialysesit-zungen pro Woche über 3–5 Stunden durchgeführt. Das neueste Verfahren, die extended daily dialysis (EDD), liegt in der Dauer zwischen der klassischen intermittierenden Dialyse und der kontinuierlichen. Eine tägliche Dialysedauer von 10–12 Stunden bei Flussraten, die zwischen den beiden anderen Ver-fahren liegen, gewährleistet eine bessere Verträg-lichkeit als die klassische Dialyse auch bei kreislauf-instabilen Patienten. Das System fi ndet v. a. im sta-tionären Sektor Anwendung.

Gerätespezifi sche Eigenschaft en wie die Art der Dialyse, die Dialysedauer und die Flussraten spielen wie die pharmakokinetischen Eigenschaft en eine Rolle bei der Elimination. Ein weiterer Einfl uss ist die eventuell noch vorhandene Restnierenfunktion des Patienten. Alle Parameter in diesem Setting (Pa-tient mit Restnierenfunktion, Gerät und Arznei-stoffk inetik) lassen sich berechnen oder abschätzen und zu einer individuell angepassten Dosis zusam-mensetzen.

Intermittierende Dialyse

In der Regel wird das Blut der Patienten 3-mal pro Woche in einer 3- bis 6-stündigen Dialysesitzung von Elektrolyten wie Kalium und Phosphat sowie harn-pfl ichtigen Substanzen wie Harnstoff und Kreatinin gereinigt (Klein und Joannidis 2017). Große Molekü-le wie Eiweiße und Blutzellen werden zurückgehal-ten. Arzneistoff e werden dabei abhängig von den physikalisch-chemischen und pharmakokinetischen Eigenschaft en in unterschiedlichem Ausmaß dialy-siert. Zur Berücksichtigung einer individuell ange-passten Dosierung ist zu beachten, dass neben der Ausscheidungskapazität auch das Verteilungsvolu-men und die Proteinbindung signifi kant verändert sein können. Daher sind in dieser Patientengruppe Normdosierungen, aber auch Normwerte gemesse-ner Arzneistoff gesamtkonzentrationen, nicht ziel-führend. Wird in der dialysefreien Zeit die Dosis nie-



2

renpfl ichtiger Arzneistoff e nicht reduziert, kommt es zur Kumulation und zu vermehrten unerwünschten Nebenwirkungen bis hin zu Intoxikationen. Wird auf der anderen Seite bei gut dialysierbaren Substanzen der Dialysatverlust nicht entsprechend ausgeglichen, kann es zu massiven Unterdosierungen mit Wir-kungsverlust kommen. Das kann insbesondere in der Behandlung der Epilepsie oder in der antiinfektiven Th erapie fatale Folgen haben. Bei der intermittieren-den Dialyse werden relativ geringe Konzentrationen im Dialysat und kurze Dialysedauern durch höhere Dialysatmengen (ca. 30 l/h) kompensiert. Hier haben die Dialysedauer und der gewählte Blutfl uss einen si-gnifi kanten Einfl uss auf die über das Dialysat ausge-schiedene Arzneistoff menge. In der dialysefreien Zeit ist bei nierenpfl ichtigen Substanzen die Clearance der Arzneistoff e stark reduziert.

In der Arzneimittelauswahl werden bei Dialyse-patienten häufi g Arzneistoff e bevorzugt, die nicht vollständig renal ausgeschieden werden, keine (akti-ven) nierenpfl ichtigen Metabolite bilden und nach Möglichkeit nicht dialysiert werden. Diese Arznei-stoff e werden auch beim Dialysepatienten normal verstoff wechselt und können somit in der Regel in der gängigen, für Nierengesunde empfohlenen Do-sierung verabreicht werden. Aber auch nicht nieren-pfl ichtige Arzneistoff e wie die Valproinsäure sind unter Umständen durch eine Verschiebung der Pro-teinbindung dialysierbar.

P R A X I S T I P PDosierung in der Praxis bei intermittierender DialyseIst der Einsatz nierenpfl ichtiger Arzneistoffe notwendig, muss die Erhaltungsdosis an dialysefreien Tagen redu-ziert werden, da ansonsten der nierenpfl ichtige Anteil des aktiven Arzneistoffs kumuliert. Wird ein Arzneistoff in relevantem Umfang dialysiert, muss zu jeder Dialyse eine Zusatzdosis verabreicht werden. Die optimale Form der Zusatzdosis ist die kontinuierliche Infusion der zu-sätzlich ausgeschiedenen Arzneistoffmenge während der Dialyse. Dadurch wird der Dialysatverlust gleichmäßig ausgeglichen und der Serumspiegelverlauf nicht durch die Dialyse beeinfl usst. Bei Applikation schnell freiset-zender Arzneiformen (i. v. Bolus, orale Gabe) ist es eine gute Option, die halbe Zusatzdosis zu Beginn und die andere Hälfte ungefähr zur Mitte der Dialyse zu verabrei-chen. Die Zusatzdosis retardierter Arzneiformen kann zu Beginn der Dialyse erfolgen, um einen Abfall des Serum-

spiegels in subtherapeutische Bereiche während der Dia-lyse zu vermeiden. Alternativ kann aber auch in vielen Fällen, insbesondere wenn die Erhaltungsdosis nur ein-mal täglich gegeben wird und/oder die notwendige Zu-satzdosis relativ gering ist, die Arzneimittelgabe grund-sätzlich auf den Zeitpunkt direkt nach der Dialyse gelegt werden und unter diesen Umständen sogar auf eine Zu-satzdosis verzichtet werden.

Sustained low effi ciency dialysis/diafi ltration (SLED)

Die Dialyse über z. B. 12 Stunden mit dem GENIUS®-Th erapie-System erreichte eine vergleich-bare Eff ektivität der Blutreinigung wie eine inter-mittierende Dialyse über ca. 5 Stunden oder eine hochvolumige CVVH über 24 Stunden (Klein und Joannidis 2017). Dieses System wird sowohl zur Th erapie der chronischen als auch der akuten Nie-renschädigung eingesetzt. Analog zur intermittie-renden Dialyse sind hinsichtlich der Arzneistoff do-sierung auch hier die dialysefreie Zeit und die An-wendungszeit getrennt zu beachten.

Kontinuierliche Hämofi ltration und kontinuierliche Dialyse

Kontinuierliche Nierenersatzverfahren kommen in der Regel bei kritisch kranken Patienten und akuter Einschränkung der Nierenfunktion zum Einsatz (Klein und Joannidis 2017). Dosisanpassungen für Arzneimittel unter kontinuierlicher Nierenersatz-therapie müssen unter Berücksichtigung der nicht renalen Ausscheidung, der vorhandenen Restnie-renfunktion und der Dialyse-/Filtrations-Clearance erfolgen. Grundsätzlich kann zwischen der kontinu-ierlichen Hämofi ltration (zusätzliche Ausscheidung über ein Ultrafi ltrat) und der Hämodialyse (zusätz-liche Ausscheidung über ein Hämodialysat) unter-schieden werden. Selbst relativ große Moleküle wie Vancomycin werden in der Zwischenzeit in erhebli-chem Ausmaß über das Hämodialysat/-fi ltrat elimi-niert. Bei kontinuierlicher Hämodialyse (CVVHD) passieren in der Regel alle Arzneistoff moleküle, die ungebunden im Blut vorliegen, ungehindert die Membran (Diff usion) – es stellt sich im Dialysat an-nähernd die Konzentration des freien Arzneistoff an-teils im Plasma ein (› Abb. 2.3a).



2

Arzneistoffmoleküle hoch proteingebunden

Arzneistoffmoleküle nicht proteingebunden

Arzneistoffmoleküle teilweise an Erythrozyten gebunden Erythrozyten

Plasmaproteine

Substitutionslösung imPrädilutionsmodus

Substitutionslösung imPostdilutionsmodus

Blut(Innenseite

der Hohlfasern)

Ultrafiltrat(Außenseite

der Hohlfasern)

Kapillar-membranen

UltrafiltratAbfluss

Filtermembranmit Poren

(Wände derHohlfasern)

Dialysator(Filter)

Blutfluss

Pumpe

Blut(Innenseite

der Hohlfasern)

Dialysatlösung(Außenseite

der Hohlfasern)

Kapillar-membranen

Dialysat-lösungAbfluss

Dialysat-lösungZufluss

Dialysemembranmit Poren

(Wände derHohlfasern)

Dialysator(Filter)

Blutfluss

Pumpe

a

b

Abb. 2.3 a Hämodialyse und b Hämofi ltration [L231] (a: mod. nach Frey und Röhr 2013)



2

Eine Verdopplung des Dialysatfl usses führt in diesem Fall beinahe zur Verdopplung der über das Dialysat eliminierten Arzneistoff menge. Auch mit der Hämofi ltration (CVVH) bzw. der Kombination Hämodialyse/Hämofi ltration (CVVHDF) werden heute hohe Ultrafi ltrationsleistungen von 2–3 l/h oder mehr erreicht. Bei dieser Methode bleiben ebenfalls die proteingebundenen Arzneistoff mole-küle im Plasma zurück, während der freie Anteil mit der Flüssigkeit den Filter passiert (› Abb. 2.3b). Für die Arzneistoff dosierung sind die kontinuierli-chen Verfahren einfacher zu handhaben, da die Arz-neistoff -Clearance nicht durch dialysefreie Zeiträu-me beeinfl usst wird.

Die Fachinformationen und Beipackzettel der Prä-parate enthalten in der Regel keine oder spär liche Informationen zur optimalen Dosierung bei kontinu-ierlichen Nierenersatzverfahren. Häufi ger fi nden sich Hinweise zur Dosierung bei eingeschränkter Nieren-funktion und intermittierender Dialyse.

C A V EFallstrick LiteraturdatenAuf keinen Fall dürfen Dosisempfehlungen für intermit-tierende Nierenersatzverfahren auf Patienten mit konti-nuierlichen Verfahren übertragen werden.

Dosisreduktionen bei akuter Niereninsuffi zienz und Dosissteigerungen bei Beginn der Dialyse, in selte-nen Fällen über die Maximaldosis bei Nierengesun-den hinaus, können dabei nötig sein. Besonders bei kritisch kranken Patienten mit schweren Infektio-nen sind Unterdosierungen unbedingt zu vermei-den. Ein routinemäßiger TDM-Service kann in die-ser Situation zusätzlich einen wichtigen Beitrag zur Th erapiesicherheit leisten.

Überlegungen zur Dosisberechnung

Eine Dauerinfusion mit Meropenem in einer Stan-darddosis von 3 000 mg/d führt bei Patienten mit ge-sunder Nierenfunktion zu mittleren Serumspiegeln von ca. 10 mg/l. Da die Substanz zu über 80 % über die Nieren ausgeschieden wird, reduziert sich der renal ausgeschiedene Anteil um den Grad der ein-geschränkten Nierenfunktion, sobald eine solche vorliegt. Ein Patient mit einer Kreatinin-Clearance von 20 ml/min hat demnach nur noch eine Aus-

scheidungskapazität von rund 36 % (bei gleichblei-bender nicht renaler Elimination von 20 % reduziert sich die renale Eliminationsfähigkeit von 80 % auf 16 %). Mit einer reduzierten theoretischen Dosis von 1 080 mg/d erreicht er demnach die gleichen mittle-ren Serumwerte wie der nierengesunde Patient mit einer Dosis von 3 000 mg/24 h. Wird in dieser Situa-tion ein kontinuierliches Nierenersatzverfahren an-geschlossen, erhöht sich die Ausscheidungskapazität des Patienten um den Anteil, den die Nierenersatz-therapie zusätzlich eliminiert (› Abb. 2.4a). Bei einer beispielhaft en Dialysatfl ussrate unter Hämo-dialyse mit 2,5 l/h fi ndet sich nahezu der gesamte freie Serumspiegel (Meropenem besitzt keine re-levante Proteinbindung) im Dialysat wieder, hier im Beispiel also 10 mg × 2,5 l/h × 24 h × 0,9 (etwa 90 % fi nden sich im Dialysat). Der Verlust über die Nierenersatztherapie beträgt demnach zusätzlich et-wa 540 mg/24 h. Um weiter mittlere Serumspiegel von 10 mg/l zu erreichen, muss die Dosis also um 540 mg/24 h auf 1 620 mg/24 h erhöht werden.

Im Gegensatz zu Meropenem wird Ciprofl oxacin bei Nierengesunden zu etwa 40–70 % (im Beispiel wird mit 50 % kalkuliert) renal eliminiert. Durch eine Reduktion der Nierenfunktion auf 20 % redu-ziert sich die Gesamtkörper-Clearance jedoch nicht so drastisch wie bei Meropenem, da der nicht renale Anteil (hier Annahme 50 %) wesentlich höher ist (› Abb. 2.4b). Der niereninsuffi ziente Patient wür-de demnach mit 60 % der Standarddosierung (720 mg/d i. v.) die gleichen mittleren Serumspiegel erreichen wie der Nierengesunde mit 1 200 mg/d i. v. In diesem Szenario würde eine kontinuierliche Hä-modialyse mit 2,5 l/h eine zusätzliche Ausscheidung von nur ca. 75 mg/d an Arzneistoff (nur ca. 75 % der Substanz liegen frei vor) ausmachen. Die Dialyse hat hier keinen nennenswerten zusätzlichen Einfl uss auf die Arzneistoff elimination. Die niedrigen mittleren Serumspiegel von Ciprofl oxacin sind dadurch be-dingt, dass ein Großteil intrazellulär angereichert ist, woraus sich rechnerisch das höhere Verteilungsvo-lumen ergibt. Bei einer Arzneiform mit 400 mg pro Infusionsfl asche liegt die Dosierung für den Patien-ten mit eingeschränkter Nierenfunktion und den Dialysepatienten demnach bei einer zweimal tägli-chen Gabe von 400 mg.

Ein weiteres Beispiel veranschaulicht eindrucks-voll, dass jeder Arzneistoff eine substanzspezifi sche



2

Pharmakokinetik aufweist. Die beiden Azolantimy-kotika Fluconazol und Voriconazol sind Standard-substanzen bei Patienten mit invasiven Pilzerkran-kungen. Obwohl sie sich aus chemischer Sicht auf-grund des gleichen Molekülgerüsts sehr ähnlich sind, besitzen sie völlig unterschiedliche pharmako-kinetische Eigenschaft en.

Fluconazol wird fast ausschließlich über die Nie-ren eliminiert, verteilt sich hauptsächlich im wäss-rigen Kompartiment des Körpers (Verteilungsvolu-men ca. 0,6 l/kg) und besitzt aufgrund renaler Rückresorptionsmechanismen bei gesunder Nie-renfunktion eine Halbwertszeit von ca. 30 Stunden. Im Gegensatz dazu wird Voriconazol vorwiegend in der Leber metabolisiert und nur zu einem kleinen

Clearancenierengesunder

Patient

ClearanceGFR ca. 20 ml/min

ClearanceCVVHD

0

2

4

6

8

10

12

14

gesa

mte

Arz

neis

toffc

lear

ance

[l/h

]

Meropenem

Clearancenierengesunder

Patient

ClearanceGFR ca. 20 ml/min

ClearanceCVVHD

0

5

10

15

20

25

30

35

gesa

mte

Arz

neis

toffc

lear

ance

[l/h

]

Ciprofloxacin

Dialyse-Clearancerenale Clearancenicht renale Clearance

b

a

Abb. 2.4 Arzneistoffclearance: a Meropenem und b Ciprofl oxacin [L231] (mod. nach Brinkmann et al. 2018)


693.4 Sonstige kardiale internistische Unterstützungsverfahren (IABP, Impella etc.)

3

lich mit Verlängerung der Interventionsdauer und erhöhtem Komplikationsrisiko (Werner et al. 2017).

Häufi g profi tieren gerade diese Patienten mit dem höchsten Risiko am meisten von einer erfolgreichen Katheterintervention.

Es gehen also klinische, anatomische und funktio-nelle Merkmale in die Beurteilung ein. Evidenzba-sierte Kriterien zur Abschätzung der Nutzen-Risi-ko-Relation bestehen nicht. Letztlich kann auch die individuelle hämodynamische Reaktion auf inter-ventionelle Maßnahmen nicht antizipiert werden.

Das Prinzip der geschützten Katheterintervention besteht darin, dass während der Intervention mit längeren Phasen von Ischämie durch Balloninsuffl a-tionen, prozeduralen Komplikationen wie intermit-tierendem Gefäßverschluss oder gravierenden hä-modynamisch wirksamen Herzrhythmusstörungen eine stabile Hämodynamik mit Minimierung der myokardialen Schädigung aufrecht erhalten wird. Dazu wird präinterventionell beim stabilen Patien-ten präventiv ein linksventrikuläres Unterstützungs-system implantiert. Es wird für den Fall einer akut auft retenden hämodynamischen Instabilität Vorsor-ge getroff en. Eine optimale Versorgung kann ohne den Zeitdruck durch Instabilität durchgeführt wer-den. Ziel ist es, dieses Unterstützungssystem nach Beendigung des Eingriff s möglichst im Katheterla-bor in der Unterstützungsleistung herunterzufahren und wieder zu entfernen.

Die meisten Erfahrungen existieren mit den transvalvulär aortalen Systemen, insbesondere dem Impella-System (Kovacic et al. 2013; Maini et al. 2012). Eine weitere Option ist das neue iVAC2L-Sys-tem (den Uil et al. 2017). Das Tandem Heart und die ECMO erscheinen aufgrund der Invasivität nur in Sondersituationen anwendbar.

Größere randomisierte Studien, die einen mögli-chen Überlebensvorteil aufzeigen, fehlen bisher. Für das iVAC2L-System liegen bisher nur Einzelfallbe-richte über die erfolgreiche Anwendung vor (den Uil et al. 2017).

3.4.3 Verfügbare Systeme

Folgende Systeme stehen als kardiale Unterstüt-zungsverfahren zur Verfügung (› Abb. 3.13):• Intraaortale Ballongegenpulsation (IABP).• Impella in unterschiedlichen Varianten, links-

und rechtsventrikulär einsetzbar.• iVAC2L-System, links- und rechtsventrikulär

einsetzbar.• Tandem Heart, links- und rechtsventrikulär ein-

setzbar. Integration eines Oxygenators in den ex-trakorporalen Kreislauf ist möglich.

• VA-ECMO/ECLS mit biventrikulärer Kreislauf-unterstützung und Lungenersatz.

IABP Impella ECLS (ECMO) Tandem Heart iVAC2L2,53,55,0

Abb. 3.13 Derzeit verfügbare linksventrikuläre Unterstützungssysteme , modifi ziert nach Thiele et al. 2015 [L231}


70 3 Kardiale Ersatzverfahren

3

Diese Systeme zeigen unterschiedliche technische Charakteristik sowie deutliche Unterschiede in der zugelassenen Anwendungsdauer und im generierten Herzzeitvolumen (› Tab. 3.7).

Intraaortale Gegenpulsation (IABP)

Die intraaortale Gegenpulsationspumpe war lange Zeit das einzige verfügbare System zur mechanischen Kreislaufunterstützung bei sämtlichen Formen des linksventrikulären Versagens und bei Hochrisikoko-ronarinterventionen. Nach erstem klinischem Ein-satz 1968 fand sie in den 1980er-Jahren weite Ver-breitung: Mehr als 1 Million Patienten wurden welt-weit damit behandelt. Sie konnte rasch und einfach über meist schon vorhandene arterielle Zugänge in der Leiste unter Durchleuchtungskontrolle eingesetzt werden, im Herzkatheterlabor oder auf der Intensiv-station. Dies führte zu einer langjährigen Klas-se-I-Empfehlung in den Leitlinien (ESC IC, AHA IB).

Aufgrund der off ensichtlich erscheinenden Vor-teile des Systems wurden lange Zeit keine randomi-sierten, prospektiven Studien durchgeführt. Im We-sentlichen gründeten sich die Eff ektivität und die Leitlinienempfehlungen auf das Benchmark-Regis-ter (Cohen et al. 2003), das eine geringere Mortalität in US-Zentren mit hoher IABP-Anwendung zeigte. Anzumerken ist, dass der IABP-Einsatz nur in etwa

20 % aller Fälle im infarktbedingten kardiogenen Schock erfolgte.

Die Gegenpulsationspumpe besteht aus einem Polyurethan-Ballonkatheter, der meist über die A. femoralis in Seldinger-Technik in der Aorta de-scendens distal des Abgangs der A. subclavia links platziert wird, und der externen Steuerungskonsole (› Abb. 3.14).

Der an die Körpergröße angepasste Ballon ist auf einem Doppellumenkatheter mit einem Durchmes-ser von 7–8 French angebracht: Ein Lumen dient zur Befüllung und Evakuation des Ballons mit 30–40 cm3 des Edelgases Helium, das andere Lumen zur invasi-ven Blutdruckmessung im augmentierten Bereich an der Spitze des Katheters proximal des Ballons. Helium wird verwendet, da im Falle einer Leckage aufgrund der guten Löslichkeit im Blut das Risiko einer Gasembolie gering ist und es eine sehr geringe Dichte und damit einen geringen Flusswiderstand hat.

Die Steuerkonsole füllt den Ballon meist EKG-ge-triggert orientiert an der R-Zacke während der frü-hen Diastole. Dadurch werden 30–60 ml Blut in der Aorta descendens verdrängt. Die Evakuation erfolgt während der frühen Systole. Alternativ kann die Steuerung orientiert an einem Schrittmacher-Spike oder an der arteriellen Druckkurve erfolgen, mit ef-fektiver Funktion auch unter manueller Herzdruck-massage.

Tab. 3.7 Technische Daten zu den linksventrikulären Unterstützungssystemen (mod. nach Mandawat und Rao 2017)

iVAC2L Tandem Heart

Impella 2,5 Impella CP IABP VA-ECMO

Max. Blutfl uss (l/min) 2,5 4 2,5 3,5 7

Ausmaß der hämodyna-mischen Unterstützung

Niedrig Hoch Moderat Moderat Niedrig Hoch

Max. Pumpendrehzahl (U/min)

7500 51000 51000 5000

Zugang; Platzierung A. fem.; LV A. + V. fem.; LA

A. fem.; LV A. fem.; LV A. fem., Aorta descendens

A. + V. fem.

Antikoagulation Ja Ja Ja Ja Ja Ja

Zugelassene Liegedauer 24 h 4 Tage 5 Tage 5 Tage 30 Tage 30 Tage

CE-Zulassung EU Ja Ja Ja Ja Ja Ja

Implantationszeit Kurz Hoch Kurz Kurz Kurz Mittel

Komplexität der Betreuung

Mäßig hoch Hoch Mäßig hoch Mäßig hoch Niedrig Sehr hoch

A./V. fem. = Arteria/Vena femoralis; LA = linker Vorhof; LV = linker Ventrikel



3

Entscheidend für Funktion und Eff ektivität ist die genaue Einstellung der Zeitpunkte für Infl ation und Defl ation des Ballons. Moderne Systeme generieren diese automatisch aufgrund der Pulskurvenerken-nung. Variiert werden können die Gasmenge zur Füllung des Ballons und das Unterstützungsverhält-nis.

Durch die automatische Adjustierung können Be-handlungsfehler wie eine zu frühe oder zu späte In- oder Defl ation mit im ungünstigsten Fall massiver Nachlasterhöhung des linken Ventrikels und Ver-schlechterung der Kreislaufsituation vermieden werden.

Durch die diastolische Augmentation kommt es zu folgenden hämodynamischen Eff ekten (› Abb. 3.15):• Zur systolischen Druckentlastung des linken

Ventrikels durch Reduktion der Nachlast mit Senkung des myokardialen Sauerstoff verbrauchs

• Zur diastolischen Druckerhöhung in der Aorta ascendens und im Aortenbogen bis zur proxima-len Ballonspitze mit Steigerung des Blutfl usses in den Koronarien und den supraaortalen Ästen

• Zur Anhebung des arteriellen Mitteldrucks mit verbesserter Organperfusion

• Zur geringen Zunahme des Herzzeitvolumens um 0,3–0,5 l/min

Die häufi gste Komplikation ist die Ischämie der be-troff enen Extremität, besonders bei vorbestehender arterieller Verschlusskrankheit und Diabetes melli-tus. Bei liegender IABP sind regelmäßige Kontrollen der Durchblutung der betroff enen Extremität mit Puls- und/oder Dopplermessungen erforderlich. Ein Ballonleck mit Gasembolie wurde von uns nie beob-achtet, ebenso keine ischämischen Komplikationen in den Abdominalgefäßen oder Nierenarterien.

Absolute Kontraindikationen für eine IABP-An-lage sind eine bekannte Aortendissektion und eine relevante Aortenklappeninsuffi zienz.

Eine relative Kontraindikation besteht bei schwerer arterieller Verschlusskrankheit der betrof-fenen Extremität. Bei vitaler Indikation kann eine Punktion und Platzierung immer versucht werden. Eine weitere relative Kontraindikation stellt ein Bauchaortenaneurysma dar mit der Gefahr von Ge-fäßverletzungen und Embolien sowie ein ausgepräg-tes Kinking der Aorta descendens.

Eine Vollantikoagulation aufgrund der IABP ist nicht erforderlich, aufgrund der Grunderkrankung jedoch meistens indiziert.

In den letzten Jahren mehrten sich die Zweifel am Nutzen dieser Th erapiemaßnahme. In einer Meta-analyse mit über 10 000 Patienten 2009 konnten kei-ne positiven Wirkungen der IABP beim durch ST-Hebungsinfarkt induzierten kardiogenen Schock nachgewiesen werden. Im Gegenteil: Bei den Patien-ten, bei denen eine akute Katheterrevaskularisation

Abb. 3.15 Arterielle Pulskurve abgeleitet im augmentierten Körperbereich proximal der Katheterspitze nicht augmentiert und augmentiert (blau) [L231]

Abb. 3.14 IABP-Katheter . Lage in der Aorta descendens während Systole infl atiert und Diastole defl atiert [V141]



3

durchgeführt wurde, war die 30-Tage-Mortalität um 6 % erhöht (Sjauw et al. 2009).

Die multizentrische randomisierte prospektive IABP-SHOCK-II-Studie mit 600 Patienten im in-farktbedingten kardiogenen Schock (Th iele et al. 2012) konnte keinen positiven Eff ekt einer IABP-Im-plantation zusätzlich zur Akut-Revaskularisation (erfolgte in 95,8 % der Fälle) und optimierten medi-kamentösen Th erapie nachweisen. Insbesondere konnte die Mortalität weder nach 30 Tagen noch nach 12 Monaten reduziert werden (Th iele et al. 2013).

Aufgrund dieser Ergebnisse wird der IABP-Ein-satz im infarktbedingten kardiogenen Schock nicht mehr routinemäßig empfohlen (Empfehlungsgrad in den ESC-STEMI-Leitlinien 2017: III B; Ibanez et al. 2017). Es wird versucht, die IABP-Eff ektivität durch Vergrößerung des Ballonlumens auf bis zu 50 cm3 zu verbessern, ohne dass dazu Ergebnisse randomisierter Studien vorliegen.

Zum Einsatz bei kardiogenem Schock im Zusam-menhang mit operationsbedürft igen mechanischen Komplikationen bei akutem Myokardinfarkt gibt es aufgrund des seltenen Auft retens dieser Komplika-tionen und Ausschluss dieser Patienten in der IABP-SHOCK-II-Studie wenig Informationen. Zur Über-brückung der Zeit bis zur chirurgischen Versorgung besteht weiterhin eine Indikation (Empfehlungsgrad

in den ESC-STEMI-Leitlinien 2017 bei mechani-schen Infarktkomplikationen: IIa C: Ibanez et al. 2017).

Weiter sollte eine IABP eingesetzt werden, wenn ein anderes System nicht verfügbar, kontraindiziert oder nicht platzierbar ist.

In der Herzchirurgie wird der IABP-Einsatz peri-operativ weiter empfohlen: präoperativ bei Patien-ten mit insuffi zienter Koronarperfusion zur Über-brückung bis zur operativen Revaskularisation und postoperativ bei Postkardiotomieversagen mit er-schwerter Entwöhnung von der Herz-Lungen-Ma-schine.

Impella (Abiomed Europe, Aachen, Deutschland)

Die Impella ist eine kathetergestützte Mikroaxial-pumpe (› Abb. 3.16). Der miniaturisierte Schrau-benmotor (sog. Impeller) ist innerhalb des Katheters montiert. Es stehen inzwischen drei Systemgrößen zur Verfügung. Der Katheter wird meist über die A. femoralis eingeführt und retrograd drahtgeführt in der Regel unter Röntgen-Durchleuchtung über die Aortenklappe im Apex des linken Ventrikels mit einer atraumatischen Pigtail-Katheterspitze plat-ziert. Diese sichert eine stabile Position im linken

Abb. 3.16 Impella-Controller, Impella-CP-Katheter [V449]



3

Ventrikel und soll das Ansaugen verhindern – eine exakte Platzierung ist Voraussetzung. Der Rönt-gen-Marker am Katheterschaft der Impella 2,5 und CP sollte in Höhe des Aortenklappenanulus liegen. Auf eine freie Lage im Lumen des linken Ventrikels ist zu achten, um Beeinträchtigungen der Papillar-muskeln oder des anterioren Mitralsegels sowie ein Ansaugen am Septum oder Papillarapparat zu ver-meiden. Blut wird über die Öff nungen der Ansaug-region an der Katheterspitze angesaugt und mit kon-tinuierlichem Fluss antegrad mit einer Turbinenge-schwindigkeit bis zu 50 000 rpm in die Auslassregion in der Aorta ascendens gepumpt. Um zu verhindern, dass Blut in den Schraubenmotor eintritt, ist eine dauernde Spülung mit Glukose-Lösung (5 %) über ein spezielles Spüllumen erforderlich.

Eine Antikoagulation mit Ziel-ACT von 140–200 s wird empfohlen.

Es kommt in erster Linie zur Entlastung des lin-ken Ventrikels mit Reduktion des enddiastolischen Volumens und Drucks und damit zur Reduktion der Wandspannung mit Verbesserung des koronaren Flusses. Weiter kommt es zu einem Anstieg des mittleren arteriellen Drucks und des Herzzeitvolu-mens und damit zur Verbesserung der koronaren und systemischen Perfusion. Der pulmonalkapilläre Druck wird reduziert, womit eine Reduktion der Nachlast auch des rechten Ventrikels erreicht wird.

Vor Anlage des Devices sollte möglichst eine transthorakale Echokardiografi e zum Ausschluss der Kontraindikationen eines linksventrikulären Th rombus und eines relevanten Aortenklappenvi-tiums, einer mechanischen Aortenklappenprothese oder eines Aneurysmas/einer Dissektion der Aorta ascendens und des Aortenbogens erfolgen.

Einerseits können mobile Th rombusanteile durch den LV-Katheter mechanisch gelöst werden und embolisieren, andererseits kann der Katheter durch einen Th rombus obliteriert werden. Eine vorbe-stehende Aortenklappeninsuffi zienz kann durch den erhöhten aortalen Druck verschlechtert werden mit dem unerwünschten Eff ekt der Dilatation und Ver-schlechterung der linksventrikulären Funktion.

Die hohe Drehzahl kann eine Hämolyse hervorru-fen. Durch die transaortale Position kann es zu Ver-letzungen der Aortenklappe kommen. Von Vorteil ist, dass keine extrakorporale Zirkulation erfolgen muss.

Es stehen derzeit drei Versionen der Impella mit unterschiedlichem Leistungsvermögen zur Verfü-gung:• Impella 2,5 mit einem Unterstützungsvolumen

von maximal 2,5 l/min• Impella CP mit etwa 3,5 l/min• Impella 5,0 mit einem Volumen von 5 l/minDie beiden ersten Systeme können in der Regel mit einem Schleusendurchmesser von 12–14 French problemlos perkutan transfemoral auch im Herzka-theterlabor implantiert werden (› Abb. 3.17). Die Impella 5,0 mit einem Durchmesser von 21 French erfordert eine chirurgische Freilegung der Femoral- oder Axillararterie. Wenn möglich, sollte vor der Implantation eine sono- oder angiografi sche Dar-stellung des Zielgefäßes erfolgen.

Zusätzlich ist jetzt eine Impella RP zur Rechts-herzentlastung bei akutem Rechtsherzversagen ver-fügbar (› Abb. 3.17). Die 11-French-Katheterpum-pe kann perkutan über eine 23-French-Peel-away-Schleuse in die V. femoralis platziert werden. Die Ansaugung erfolgt in der V. cava inferior/im rechten Vorhof, der Auslass in der Pulmonalarterie mit einer Pumpleistung von 4–5 l/min.

Bei biventrikulärem Versagen können simultan beide Ventrikel mit zwei Impella-Devices (Bipella) unterstützt werden (› Abb. 3.17) ohne die Not-wendigkeit eines chirurgischen Gefäßzugangs ( Aghili et al. 2013).

Die Katheter werden mit einer Steuerkonsole ver-bunden. Über Drucksensoren, die im Katheter distal und proximal integriert sind, kann anhand der Druckkurve und der Motorstromkurve die korrekte transvalvuläre aortale und ventrikuläre Lage perma-nent verifi ziert werden. Dies ist notwendig, da es einerseits zum Ansaugen der Katheterspitze kom-men kann mit erforderlicher Lagekorrektur, ande-rerseits zur Dislokation des Katheters beispielsweise bei Lagerungsmaßnahmen. Ein Echogerät sollte auf der Intensivstation 24 Stunden verfügbar sein, da re-gelmäßige Lagekontrollen mithilfe der Echokardio-grafi e erforderlich sind (› Abb. 3.18).

Einige Studien haben gezeigt, dass die Impella si-cher und hämodynamisch eff ektiv eingesetzt werden kann. Beim infarktbedingten kardiogenen Schock zeigte sich ein Überlebensvorteil bei Krankenhaus-entlassung, wenn die Impella 2,5 bereits vor der Akut-PCI implantiert wurde (Flaherty et al. 2017;



3

Aghili et al. 2016). In der IMPRESS-Studie wurde bei 48 Patienten im infarktbedingten kardiogenen Schock die Impella CP mit der IABP verglichen ( Ouweneel et al. 2017). Bezüglich der Mortalität nach 30 Tagen und 6 Monaten (zwischen 45 % und 50 %) gab es keine Unterschiede. Zudem wurde die Studie wegen zögerlichem Patienteneinschluss ab-gebrochen. In einer Vergleichsstudie IABP versus Impella 2,5 konnte ebenfalls eine deutlich verbesser-te Hämodynamik nachgewiesen werden, allerdings ohne günstigen Einfl uss auf die Mortalität nach 30 Tagen; diese betrug in beiden Gruppen 46 % ( Seyfarth et al. 2008).

Die PROTECT-II-Studie (O'Neill et al. 2012) ver-glich die Impella 2,5 bei der protected PCI an elekti-ven Hochrisikopatienten mit schwer eingeschränk-ter linksventrikulärer Funktion (EF < 35 %) und einem SYNTAX-Score von durchschnittlich 30 mit der IABP. Sie wurde vorzeitig abgebrochen, da sich kein signifi kanter Unterschied im Auft reten des pri-mären Endpunkts „major adverse events“ (im We-sentlichen Tod, Myokardinfarkt, Schlaganfall, er-neute Revaskularisierung) nach 30 Tagen zeigte. Je-doch zeigten sich nach 90 Tagen deutliche Ergebnis-trends zugunsten der Impella. Zudem konnte das Risiko für eine erneute Revaskularisierung um 52 % reduziert werden.

Abb. 3.17 Impella-Platzierung zur linksventrikulären, rechtsven-trikulären und biventrikulären Unterstützung [V449]



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Im kardiogenen Schock sollte ein Device mit ef-fektiverer Unterstützung eingesetzt werden, am ehesten die Impella CP.

Eine Kombination aus VA-ECMO und Impella mit 2,5- oder CP-Systemen (ECMELLA) kann in be-stimmten Situationen im kardiogenen Schock sinn-voll sein. Die unter ECMO-Th erapie fehlende Volu-menentlastung und Nachlasterhöhung des linken Ventrikels durch den retrograden Blutfl uss mit dem Risiko der linksventrikulären Dilatation und Funk-tionsverschlechterung kann dadurch verbessert werden, Komplikationen können reduziert und das Überleben möglicherweise verbessert werden. In einer Studie mit 157 Patienten, von denen 34 kombi-

niert behandelt wurden, konnte die Hospitalmorta-lität gesenkt werden, 47 % vs. 80 % (Pappalardo et al. 2017).

Grundsätzlich ist das Konzept der transaortalen LV-Entlastung plausibel. Die Impella 2,5 ist das am wenigsten invasive Unterstützungssystem und er-scheint deshalb besonders für die Hochrisiko-PCI geeignet. Vorteile sind die wenig aufwendige Anlage und dass Blut nicht extrakorporal geleitet werden muss.

iVAC2L – pVAD (PulseCath BV, Arnheim, The Netherlands)

Dieses System (› Abb. 3.19) besteht aus drei essen-ziellen Komponenten:• Membranpumpe• Einlumiger bidirektionaler Flusskatheter von

100 cm Länge• Rotierende 2-Wege Klappe Die extrakorporale Membranpumpe ist durchsichtig und besteht aus einem Blut- und einem Gassegment, getrennt durch eine fl exible Membran.

Auch bei diesem System sollte vor der Anlage eine Echokardiografi e erfolgen, um die oben beschriebe-nen Kontraindikationen für die transvalvuläre aor-tale Positionierung auszuschließen.

Das System bewirkt im Unterschied zu den ande-ren Systemen einen pulsatilen Blutfl uss mit einer Unterstützung von etwa 1,5 l/min. Analog zur IABP werden der linke Ventrikel systolisch entlastet und der Blutfl uss diastolisch in der Aorta ascendens aug-

Linker Ventrikel

Aorta ascendens

Aortenklappenebene

Abb. 3.18 2-D-echokardiografi sche Lagekontrolle der Impel-la in einer modifi zierten parasternalen langen Achse [V790]

Abb. 3.19 iVAC2L-System zur linksventrikulären Unterstützung [V790]



3

mentiert. Der Katheter mit einem Durchmesser von 17 French wird perkutan meist via A. femoralis ein-geführt, retrograd drahtgeführt über die Aorten-klappe auf Höhe der Papillarmuskeln im linken Ven tri kel platziert. Auch hier ist auf eine freie intra-kavitäre Lage zu achten. Interferenzen zum Papillar-apparat sind seltener aufgrund der geraden Kathe-terkonfi guration ohne Pigtail-Ende. EKG- oder druck kurven ge trig gert wird herzzyklussynchron während der Systole an der Katheterspitze Blut aus dem linken Ventrikel in das extrakorporale Reser-voir der Membranpumpe abgezogen und während der Diastole über einen Sideport an der 2-We-ge-Klappe aus dem Reservoir mit etwa 20 ml/Herz-schlag in die Aorta ascendens abgegeben. Die 2-We-ge-Klappe sitzt 6 cm proximal der Katheterspitze. Auf eine gute Qualität des abgeleiteten EKG-Signals und der arteriellen Druckkurve ist zu achten, um eine korrekte Synchronisation zu gewährleisten. Das Unterstützungsverhältnis (1:1, 1:2) kann wie bei der IABP frei gewählt werden. Dies ist beim Weaning bedeutsam, vor Entfernung sollte mindestens ein 1:4-Verhältnis erreicht werden.

Attraktiv ist, dass die in der Regel vorhandene IABP-Konsole mit bekannten Bedienungselementen als Steuereinheit benutzt werden kann. Der An-schluss des Katheters erfolgt über eine Schlauchver-längerung. Deshalb kann auf bestehende Erfahrung aufgebaut werden, eine zusätzliche apparative Aus-rüstung ist nicht erforderlich.

Eine Antikoagulation mit einer ACT um 200 s ist empfohlen.

Das System kann auch als rechtsventrikuläres Unterstützungssystem oder als Tandemverfahren zur Unterstützung beider Ventrikel eingesetzt wer-den.

Endpunktstudien zu diesem Verfahren liegen noch nicht vor. Bisher erfolgte der Einsatz überwie-gend zur Unterstützung von Hochrisikokatheter-interventionen. In einer prospektiven Pilotstudie mit 14 Patienten wurde das System bei Hochrisi-ko-PCIs kurzzeitig bis zu 3 Stunden angewendet (den Uil et al. 2017). In 93 % konnte es erfolgreich platziert werden, Zugangskomplikationen traten nicht auf.

Erste erfolgreiche Fallberichte über den erfolgrei-chen Einsatz bei Linksherzversagen liegen vor (Arri-goni et al. 2011). Eine signifi kante Hämolyse wurde

bisher nicht beobachtet. Möglicherweise ist die pul-satile Unterstützung des noch vorhandenen links-ventrikulären Auswurfs auch in dieser Hinsicht von Vorteil.

Tandem Heart (Cardiac Assist, Pittsburgh, PA, USA)

Das Funktionsprinzip dieses Systems (› Abb. 3.20) zur linksventrikulären Unterstützung besteht darin, dass oxygeniertes Blut aus dem linken Vorhof ent-nommen und über eine Zentrifugalpumpe mit kon-tinuierlichem Fluss über einen extrakorporalen Kreislauf in die Aorta descendens oder die Iliakalar-terien zurückgeführt wird. Dadurch werden der linksatriale Druck, die linksventrikuläre Vorlast, der Füllungsdruck und die Wandspannung reduziert und der linke Ventrikel weitgehend aus der Zirkula-tion ausgeklammert. Es kommt zu einer Abnahme der pulmonalen Kongestion. Allerdings wird wie bei der VA-ECMO die Nachlast des linken Ventrikels er-höht. Es kann ein unterstützender Fluss von max. etwa 4 l/min erreicht werden. Die Funktion ist un-abhängig vom Herzrhythmus.

Die Besonderheit besteht in der Platzierung der Katheterspitze im linken Atrium. Der Zugang erfolgt über eine femorale Vene. Es wird eine verstärkte 21-French-Kanüle eingeführt, deren Spitze am bes-ten unter TEE-Kontrolle oder unter Durchleuchtung via transseptaler Punktion in das linke Atrium vor-geführt wird. Dieser komplexe Zugangsweg stellt insbesondere im Notfall eine potenzielle Einschrän-kung der Anwendung dar, ebenso die linksatriale Lage der Ansaugkanüle. Die via femoralem Zugang eingeführte arterielle Kanüle zur Re-Infusion hat einen Durchmesser von 15–17 French. Alternativ kann eine bilaterale femoral-arterielle Kanülierung mit 12 French erfolgen. Der Fluss ist dann auf 3 l/min limitiert.

Je nachdem, ob der kardiogene Schock durch Dysfunktion des linken Ventrikels, des rechten Ven-trikels oder beider Ventrikel bedingt ist, gibt es unterschiedliche Anwendungsvarianten des Tan-dem Heart als linksventrikuläres, rechtsventrikulä-res oder biventrikuläres Unterstützungssystem. Die Kanülierung kann jeweils mit 2 Kanülen oder Dop-pellumenkanülen erfolgen.



3

Abb. 3.21 Rechtsventrikuläre Tandem-Heart-Unterstützung mit Lage der Kanülen im rechten Vorhof und in der Pulmonalarterie via femoralem Zugang [V830]

Abb. 3.20 Linksventrikuläre Unterstützung mit Tandem Heart mit Lage der Kanülen transseptal im LA und der A. iliaca/Aorta descendens [V830]



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Die rechtsventrikuläre Unterstützung erfolgt über den Einlass im rechten Vorhof und dem Auslass in der Pulmonalarterie, bei der 2-Kanülen-Technik mit 21-French-Kanülen (› Abb. 3.21).

Falls zusätzlich eine Oxygenierung notwendig wird, besteht die Option, einen Oxygenator in das extrakorporale Tandem-Heart-System zu integrie-ren. Damit wird das System entweder zur VV- ECMO oder zur VA-ECMO aufgerüstet.

Die arterielle Kanüle kann dann auch in der A. fe-moralis platziert werden. Damit entfällt jedoch die Volumenentlastung des linken Ventrikels.

Eine Antikoagulation in der Regel mit unfraktio-niertem Heparin ist erforderlich, die ACT sollte bei 180–200 s eingestellt werden.

Seit 2005 wurden mehrere Studien mit kleinen Patientenzahlen durchgeführt, die den Einsatz im kardiogenen Schock untersuchten. Trotz eindeuti-ger Verbesserung der hämodynamischen und meta-bolischen Parameter zeigte sich kein eindeutiger Überlebensvorteil, auch bedingt durch die Kompli-kationsrate (Kar et al. 2011; Th iele et al. 2005).

Für den prophylaktischen Einsatz bei Hochrisiko-interventionen an den Koronararterien gibt es weni-

ge Daten. Eine kleine Studie (Kovacic et al. 2013) vergleicht den Einsatz von Impella und Tandem Heart in dieser Indikation ohne signifi kante Diff e-renzen.

VA-ECMO/ECLS, Kurzzeitunterstützung

Das veno-arterielle ECMO-System (› Abb. 3.22) ist ein mobiles notfallmäßig einsetzbares Unterstüt-zungssystem mit kontinuierlichem Fluss. Es ent-spricht einer modifi zierten Herz-Lungen-Maschine (› Kap. 3.3), entlastet sowohl beide Ventrikel als auch die Lunge und unterstützt damit sowohl den Kreislauf als auch das respiratorische System. Des-halb kann sowohl das akute myokardiale Versagen wie das kombinierte Herz-Lungen-Versagen behan-delt werden. Die Implantation ist rasch möglich, die hämodynamische Situation wird sofort stabilisiert.

Das System besteht aus fünf Komponenten: einer Zentrifugalpumpe mit kontinuierlichem Fluss, einem Membranoxygenator mit integriertem Wär-metauscher, einer Steuereinheit mit Monitorsystem und dem Schlauchsystem. Eine Batterie mit automa-

Abb. 3.22 Veno-arterielle ECMO mit femoro-femoralem veno-arteriellem Zugang [V141]


124 5 Nierenersatzverfahren

5

5.1 Akute Nierenschädigung (AKI) auf der Intensivstation

5.1.1 Epidemiologie des akuten Nierenversagens

Die akute Nierenschädigung (acute kidney injury [AKI], früher akutes Nierenversagen [ANV] ) ist eine häufi ge Komplikation auf der Intensivstation und geht mit einer hohen Morbidität und Mortalität ein-her. Die Inzidenz der AKI liegt – abhängig von der Defi nition – bei bis zu 20 % und kann bei Patienten mit Sepsis auf über 50 % ansteigen. Im Rahmen der multinationalen AKI-EPI-Studie wurde bei 57,3 % der Intensivpatienten eine AKI festgestellt (Hoste et al. 2015). Weltweit sind 13,3 Millionen Menschen jedes Jahr von einer akuten Nierenschädigung be-troff en. Schätzungsweise werden hierdurch jährlich 1,7 Millionen Todesfälle verursacht (Mehta et al. 2015). Im Durchschnitt benötigen 5–13 % der Inten-sivpatienten eine Nierenersatztherapie, was etwa 25 % der Patienten mit einer AKI entspricht (Hoste et al. 2015; Perinel et al. 2015).

Zu häufi gen Ursachen und prädisponierenden Faktoren für eine AKI auf der Intensivstation › Tab. 5.1.

Bei Intensivpatienten ist die AKI meist nicht nur Frühsymptom, sondern auch Motor eines Multi-organversagens und somit als eigene Systemerkran-kung zu betrachten. Durch die AKI wird eine syste-mische Entzündungsreaktion induziert, die im Rah-

men eines „multi-organ crosstalk“ zur Schädigung weit entfernt liegender Organe wie Lunge, Herz, Le-ber, Gastrointestinaltrakt und Knochenmark führt (› Abb. 5.1). In der Folge kommt es zu interstitiel-len Ödemen, Störungen des Säure-Basen- und Volu-menhaushalts sowie zu einer Beeinträchtigung der Immunkompetenz (Scheel, Liu und Rabb 2008).

5.1.2 Defi nition und Einteilung der AKI

Die Defi nition der AKI wurde 2005 vereinheitlicht und um eine Stadieneinteilung ergänzt, was endlich eine bis dato nicht vorhandene Vergleichbarkeit in klinischen Studien ermöglichte. Die derzeit gültigen Kriterien des Acute Kidney Injury Network (AKIN) aus dem Jahr 2012 führten zu einer Einteilung in 3 Schweregrade (› Tab. 5.2; KDIGO Clinical Practi-ce Guidelines for Acute Kidney Injury 2012).

M E R K EDa das Serumkreatinin erst ab einer GFR < 50–60 ml/min/1,73 m2 ansteigt und zudem von der Muskelmasse und einem stabilen Stoffwechsel abhängig ist, wurde die Urinausscheidung als sensitiverer Parameter ergänzt.

Darüber hinaus ist die Einschätzung der aktuellen Nierenfunktion nicht nur für die Diagnose einer AKI und die Indikationsstellung zur Nierenersatzthera-pie bedeutsam, sondern auch für die Dosierung re-nal eliminierter Medikamente, um sowohl eine feh-

Tab. 5.1 Häufi ge Ursachen und prädisponierende Faktoren für eine AKI auf der Intensivstation

Häufi ge Ursachen Prädisponierende Faktoren• Sepsis (häufi gste Ursache)• Schock• Verbrennung• Trauma• Volumenmangel• Große chirurgische Eingriffe• Herzchirurgische Eingriffe• Notfalleingriffe• (Akute) kardiale Dekompensation• Hepatorenales Syndrom• Nephrotoxische Medikamente• Kontrastmittel• Gifte• Obstruktive Uropathie

• Chronische Niereninsuffzienz (v. a. bei eGFR < 60 ml/min/1,73 m2)• Arterielle Hypotonie (v. a. bei vorbestehender arterieller Hypertonie und

bekannter Arteriosklerose)• Chronische Organerkrankungen (Herz, Lunge, Leber)• Diabetes mellitus• Hohes Lebensalter• Beatmung• Proteinurie• Hypovolämie• Tumorleiden• Anämie• Sepsis und (perioperative) Infl ammation


1255.1 Akute Nierenschädigung (AKI) auf der Intensivstation

5

Abb. 5.1 AKI-induzierte systemische Organschädigungen . Das AKI führt zu Veränderungen in extrarenalen Organen einschließlich Gehirn, Lungen, Herz, Leber, Gastrointestinaltrakt und Knochenmark (mod. nach Scheel, Liu und Rabb 2008).Abkürzungen: AKI, acute kidney injury, akute Nierenschädigung; G-CSF, granular colony-stimulating factor; GFAP, glial fi brillary acidic protein; GSH, Glutathion; IL-1, Interleukin-1; KC, keratinocyte-derived chemokine; TNF-α, Tumornekrosefaktor α. [F779-007]

Tab. 5.2 Schweregrade der AKI nach AKIN-Kriterien der KDIGO (KDIGO Clinical Practice Guidelines for Acute Kidney Injury 2012)

Stadium Serum-Kreatinin Urinausscheidung

1 1,5- bis 1,9-facher Anstieg innerhalb von 7 TagenoderAnstieg ≥ 0,3 mg/dl innerhalb von 48 h

< 0,5 ml/kg KG/h über 6–12 h

2 2,0- bis 2,9-facher Anstieg < 0,5 ml/kg KG/h über ≥ 12 h

3 ≥ 3-facher AnstiegoderAnstieg > 4 mg/dl mit einem akuten Anstieg ≥ 0,5 mg/dloderBeginn eines akuten Nierenersatzverfahrens bei AKIodereGFR-Abnahme < 35 ml/min/1,73 m2 bei unter 18-Jährigen

< 0,3 ml/kg KG/h über ≥ 24 hoderAnurie (< 100 ml/d) für ≥ 12 h

eGFR: geschätzte glomeruläre Filtrationsrate; KDIGO: Kidney Disease Improving Global Outcomes



5

lende Wirksamkeit aufgrund von Unterdosierung als auch eine toxische Schädigung bei Überdosie-rung zu vermeiden (› Kap. 2).

Bei Patienten mit entsprechendem Risikoprofi l (u. a. chronische Niereninsuffi zienz, Diabetes melli-tus, höheres Lebensalter) sollte eine Nutzen-Risi-ko-Abwägung potenziell nephrotoxischer diagnosti-scher oder therapeutischer Maßnahmen vorgenom-men werden. Dies erfordert eine enge Kooperation zwischen Intensivmedizin und Nephrologie bereits vor Eintreten einer dialysepfl ichtigen Nierenschädi-gung.

Allgemeine Handlungsempfehlungen

M E R K EEs existiert keine gesicherte, evidenzbasierte pharmako-logische Therapie der AKI!

Umso wichtiger erscheint die Umsetzung einfacher und allgemeiner Behandlungsleitlinien. Neben der frühzeitigen Identifi zierung von Risikopatienten empfi ehlt die KDIGO-Leitlinie ein stadienbasiertes Management der AKI (› Abb. 5.2). Auch wenn es sich um sehr allgemeine Behandlungsmaßnahmen handelt, deuten rezente Studien (Meersch et al.

2017) darauf hin, dass die möglichst rasche Umset-zung dieser Maßnahmen einen großen prognosti-schen Eff ekt haben kann.

Prognose der AKI

Mit steigendem Schweregrad kann eine Zunahme der Mortalität beobachtet werden: Bereits ein Krea-tininanstieg um 0,3 mg/dl führt zu einer deutlichen Verschlechterung der Überlebenswahrscheinlich-keit, im Stadium 3 steigt die Mortalität sogar auf das

Hohes Risikofür AKI AKIN 1 AKIN 2 AKIN 3

Nephrotoxische Substanzen soweit wie möglich absetzen

Ausreichenden Volumenstatus und Perfusionsdruck sicherstellen

Monitoring von Serumkreatinin und Urinausscheidung

Hämodynamisches Monitoring

Vermeidung von Hyperglykämien

Alternativen zu Kontrastmittelgabe in Betracht ziehen

Invasive Diagnostik in Betracht ziehen

Nicht-invasive Diagnostik

Medikamentendosierung überprüfen

Nierenersatzverfahren in Erwägung ziehen

Subklaviakatheter vermeiden

Abb. 5.2 Handlungsempfehlungen entsprechend der AKI-Stadien (› Tab. 5.9; modifi ziert nach KDIGO Clinical Practice Guide-lines for Acute Kidney Injury 2012) [L231]

Tab. 5.3 Mortalität und renale Prognose der AKI im Hinblick auf die AKIN-Kriterien (Hoste et al. 2015; Op-pert et al. 2008; Coca, Singanamala und Parikh 2012)

Sta-dium

Mortalität(Odds-Ratio)

Renale Prognose(Hazard-Ratio)

1 2,2-fach erhöht Für:• CKD: 2,0-fach erhöht• ESRD: 2,3-fach erhöht

2 3,9-fach erhöht Für• CKD: 3,3-fach erhöht• ESRD: 5,0-fach erhöht

3 7,2-fach erhöht Für• CKD: 28,2-fach erhöht• ESRD: 8,0-fach erhöht

CKD: chronic kidney disease; ESRD: end stage renal disease


1275.2 Nierenersatzverfahren auf der Intensivstation

5

Siebenfache an. Auch die weitere renale Prognose nach einer überstandenen AKI verschlechtert sich bereits ab frühen Stadien (› Tab. 5.3).

Sprechen die betroff enen Patienten nicht auf kon-servative Th erapiemaßnahmen an, muss eine ad-äquate Nierenersatztherapie eingeleitet werden, um Komplikationen der AKI zu verhindern und die Zeit bis zur Erholung der Nierenfunktion zu überbrü-cken.

Die Wahrscheinlichkeit, dass eine neu aufgetrete-ne AKI während des Intensivaufenthalts einer zeit-nahen Nierenersatztherapie zugeführt werden muss, kann durch den einfachen „Furosemid-Stresstest“ (FST) abgeschätzt werden (› Tab. 5.4).

Der FST kann bei einer bereits vorliegenden leich-ten Nierenschädigung ein drohendes Nierenersatz-verfahren mit einer Sensitivität von 87,1 % und einer Spezifi tät von 84,1 % vorhersagen (Koyner et al. 2015).

Im Langzeitverlauf haben die Intensivpatienten, die eine AKI überleben, ein hohes Risiko für die Ent-wicklung einer chronischen Nierenerkrankung oder Dialysepfl icht mit entsprechend erhöhter Mortalität (Ng et al. 2012; Hoste et al. 2015). Aus diesem Grund nimmt die frühzeitige Einbindung des Nephrologen in der Prävention der akuten Nierenschädigung, der Indikationsstellung zum akuten Nierenersatzverfah-ren sowie in der Planung der späteren, ambulanten Nachsorge des Patienten eine zentrale Rolle ein.


5.2.1 Übersicht

Eine Nierenersatztherapie im Rahmen der Intensiv-medizin erfolgt in der Regel mittels extrakorporaler, pumpenunterstützter veno-venöser Verfahren, die auf unterschiedlichen physikalischen Th erapieprin-zipien basieren (zu den gängigsten Verfahren › Tab. 5.5):• Hämofi ltration (› Kap. 5.2.2),• Hämodialyse (› Kap. 5.2.3)

Tab. 5.4 Furosemid-Stresstest

Furosemid-Dosis Nierenersatzverfahren im Verlauf wahrscheinlich, wenn

Kein Schleifendiuretikum in der Vormedikation 1 mg/kg KG Diurese < 100 ml/hoder< 200 ml in den ersten 2 h nach Furosemid-Gabe

Schleifendiuretikum in der Vormedikation 1,5 mg/kg KG Diurese < 100 ml/hoder< 200 ml in den ersten 2 h nach Furosemid-Gabe

Beachte:• Ausgeschiedenen Volumenverlust (durch Kristalloide) ausgleichen.• Bei negativer Antwort Furosemid absetzen.• Bei vorbestehender Niereninsuffi zienz (CKD 4/5 bzw. eGFR < 30 ml/min/1,73 m2) ist der Test nicht aussagekräftig.• Voraussetzung: euvolämer Patient, kein Einsatz von Diuretika zur Erhöhung der Urinausscheidung.

Tab. 5.5 Extrakorporale Nierenersatzverfahren auf der Intensivstation

Intermittierende Verfahren

HD Hämodialyse

HF Hämofi ltration

HDF Hämodiafi ltration

SLED „Sustained low effi ciency dialysis“

SLEDD „Slow extended daily dialysis“

PIRRT „Prolonged intermittent renal replacement therapy“

Kontinuierliche Verfahren

CVVH Kontinuierliche veno-venöse Hämofi ltration

CVVHD Kontinuierliche veno-venöse Hämodialyse

CVVHDF Kontinuierliche veno-venöse Hämodiafi ltration



5

oder• Hämodiafi ltration (› Kap. 5.2.4)oder sich in Art und Dauer des Dialyseverfahrens unterscheiden:• intermittierend,• kontinuierlichoder• SLED(D) bzw. Hybridverfahren (› Kap. 5.2.5).

5.2.2 Hämofi ltration

Prinzip

Die Hämofi ltration (engl.: continuous venovenous hemofi ltration, CVVH) basiert auf dem Prinzip der Konvektion (› Abb. 5.3): Durch einen maschinell erzeugten hohen Filtrationsdruck wird Plasma durch die Poren einer semipermeablen Dialyse-fi ltermembran „gepresst“. Dabei werden „im Sog“ alle Plasmamoleküle unabhängig von ihrer Größe mit fi ltriert. Die Porengröße des Hämofi lters (meist ca. 40–45 kD) defi niert die maximale Durch-lässigkeit der zu fi ltrierenden Substanzen, wodurch alle Moleküle bis zur absoluten Trenngrenze (= Porengröße) der eingesetzten Membran gleich gut entfernt werden. Die hydrostatische Druckdiff e-renz zwischen den Seiten des Dialysefi lters bzw. zwi-

schen Blut- und Filtratseite ist dabei die treibende Kraft .

Durch das abfi ltrierte – dem Körper letztlich ent-zogene – Plasmavolumen entsteht durch die Hämo-fi ltration im Patienten unweigerlich eine zunehmen-de Hämokonzentration, die durch Zufuhr eines ul-trareinen Substituats ausgeglichen werden muss. Dies kann technisch gesehen bereits vor (Prädilu-tion) oder nach (Postdilution) Eintritt des Bluts in den Dialysefi lter geschehen (› Abb. 5.4a–c).

I N F OEine Hämofi ltration mit Prädilution ist aufgrund der Ver-dünnung des Bluts vor dem Filter weniger effi zient als mit Postdilution. Auf der anderen Seite führt die Postdilu-tion zu einer gesteigerten Hämokonzentration im Filter, was zu einer verstärkten Blutgerinnung und verkürzten Funktionsdauer des Filters führen kann. (› Abb. 5.5)

Von Bedeutung ist die Kenntnis über die Zusam-mensetzung des Substituatbeutels, insbesondere über die Konzentrationen wichtiger Elektrolyte und Metaboliten:

Gegebenenfalls muss Kalium während der Hämo-fi ltration zusätzlich infundiert werden (besonders bei kaliumfreiem Substituat). Patienten mit einge-schränkter hepatischer Glukoneogenese können auf die zusätzliche Gabe von Glukose angewiesen sein.

semipermeableMembran

Wasserund

gelösteStoffe

neg. hydro-statischer

Druck

pos. hydro-statischer

Druck

Diffusion Ultrafiltration mit Konvektion

semipermeableMembran

gelöste Stoffe(u.a. Natrium, Kalium,

Harnstoff, Toxine)

Blut Dialysat

a b

Abb. 5.3 Diffusion (a) und Ultra fi ltration mit Konvektion (b) [L231]



5

Eine Hämofi ltration eliminiert in relevantem Aus-maß Aminosäuren aus dem Patienten, die in der Substituatlösung ebenfalls nicht enthalten sind.

Dementsprechend sollte bei Einleitung einer Hämo-fi ltration die Ernährung des Patienten angepasst werden: Empfohlen wird eine Eiweißzufuhr von bis

Hämofilter

Pumpe

a

b

Substituat

a)

b)

a) Prädiktionb) Postdiktion

Kontinuierliche veno-venöse Hämofiltration (CVVH)

Effluat

Hämodia-filter

Dialysat

Pumpe

Substituat

a)

b)

a) Prädiktionb) Postdiktion

Kontinuierliche veno-venöse Hämodiafiltration (CVVHDF)

Effluat

Abb. 5.4 Vergleich zwischen kontinuierlicher Hämofi ltration mit Prä- und Postdilution (a), kontinuierlicher Hämodiafi ltration (b) und kontinuierlicher Hämodialyse ((c); vereinfachtes Schema) [L231]



5

zu 1,7 g/kg KG/d (KDIGO Acute Kidney Injury Work Group 2012).

Im Gegensatz zur Hämodialyse ist bei der Hämo-fi ltration die Entfernung auch mittelgroßer und grö-ßerer Proteinmoleküle wie Myoglobin, z. B. im Rah-men einer Rhabdomyolyse, eff ektiver.

Anwendung kontinuierlicher Verfahren

Klinisch bieten sich kontinuierliche Verfahren ins-besondere bei der Flüssigkeitsbilanzierung hydropi-scher und/oder kreislaufi nstabiler Patienten an, da sie einen protrahierten Volumenentzug (mit höhe-rer Gesamtultrafi ltration pro Tag trotz geringerer Ultrafi ltrationsrate pro Stunde) ermöglichen. Auch ist das Risiko für ein sog. Dysäquilibriumsyndrom (› Kap. 5.2.3) als geringer einzuschätzen, da durch eine noch ausreichend hohe Harnstoff -Clearance bei gleichzeitig geringer Blutfl ussrate und damit gleich-mäßiger Entgift ung zu rasche Veränderungen der Blutzusammensetzung in der Regel vermieden wer-den. Als weitere Vorteile einer kontinuierlichen Be-

c

Dialyse-filter

Pumpe

Dialysat

(Kontinuierliche) venovenöseHämodialyse (HD/CVVHD)

Effluat

Abb. 5.4 Vergleich zwischen kontinuierlicher Hämofi ltration mit Prä- und Postdilution (a), kontinuierlicher Hämodiafi ltration (b) und kontinuierlicher Hämodialyse (c; vereinfachtes Schema) (Fortsetzung) [L231]

Abb. 5.5 Hämofi ltrationsgerät [M115]



5

handlung gegenüber intermittierenden Verfahren sind ein stabiler Säure-Basen-Haushalt sowie fehlen-de rasche Elektrolytverschiebungen zu nennen (› Kap. 5.3).

Hämofi ltrationsdosis

Die gewünschte Behandlungsintensität (auch: Do-sis) des Filtrationsverfahrens (defi niert als Clearance für kleinmolekulare Substanzen) ist abhängig vom Blut- sowie vom Filtrations- bzw. Austauschvolu-men. Die stündliche Ultrafi ltrationsdosis wird hier-bei in Relation zum Körpergewicht gesetzt (ml/kg KG/h).

Vor Beginn eines kontinuierlichen Nierenersatz-verfahrens sollte die beabsichtigte Dosis (bzw. das Gesamteffl uat) des Filtrationsvolumens (bei der CVVH), des Dialysevolumens (bei der CVVHD, › Kap. 5.2.3) bzw. des Diafi ltrationsvolumens (bei der CVVHDF, › Kap. 5.2.4) festgelegt werden.

Die KDIGO-Leitlinien empfehlen ein Filtratvolu-men (Hämofi ltration) bzw. ein Dialysat-/Filtratvolu-men (Hämodiafi ltration, › Kap. 5.2.4) von 20–25 ml/kg KG/h (KDIGO Acute Kidney Injury Work Group 2012). In mehreren, teilweise großen rando-misierten Studien konnte kein Überlebensvorteil bei der Verwendung höherer bis ultrahoher Filtrations-raten von > 50 ml/kg KG/h gezeigt werden (Bech et al. 2013; Lehner, Wiedermann und Joannidis 2013). Letztgenannte, teilweise bei der Sepsis durchgeführ-te, High-Volume-Hämofi ltrationen mit dem Ziel einer verbesserten Clearance von infl ammatori-schen Mediatoren brachten ebenfalls keinen Vorteil und sollten aufgrund erhöhter Nebenwirkungen (z. B. insuffi ziente Antibiotikaspiegel, Hypophos-phatämie) nicht mehr angewendet werden (Lehner, Wiedermann und Joannidis 2013).

M E R K EUnbedingt zu beachten ist, dass die im klinischen Alltag verschriebene Filtrationsdosis signifi kant von der appli-zierten Dosis abweichen kann: U. a. können sich Unter-brechungen in der Behandlung aufgrund diagnostischer und therapeutischer Eingriffe auf die tatsächlich verab-reichte Dosis auswirken. Um diese potenziellen Verluste auszugleichen, sollte bei kontinuierlichen Verfahren im Postdilutionsmodus ein Austauschvolumen von mindes-

tens 25 ml/kg KG/h verordnet werden, bei Verfahren im Prädilutionsmodus sollte eine Erhöhung des Prädilutions-anteils um ca. 25 % eingerechnet werden.

Zum Ausgleich einer renalen Azidose sollte ein Filt-ratvolumen von mindestens 1,5 l/h erreicht werden, da nur durch eine entsprechende Dosis ein Azidose-ausgleich erwartet werden kann (Brause et al. 2003). Typische Hämofi ltrationseinstellungen umfassen einen Blutfl uss von 100–150 ml/min bei einer Ultra-fi ltration von rund 2,5 l/h.

Im Rahmen kontinuierlicher Verfahren mit hoher Dialysedosis (Ratanarat et al. 2005) ist mit einem verstärkten Auft reten von Hypophosphatämien zu rechnen, die einen negativen Einfl uss auf Herzfunk-tion (Bollaert et al. 1995) und Atmung (Aubier et al. 1985; Gravelyn et al. 1988) nach sich ziehen können. Daher sollte der Phosphathaushalt unbedingt eng-maschig kontrolliert bzw. eine entsprechende Sub-stitution durchgeführt werden, um einen negativen Einfl uss auf das Outcome zu vermeiden.

5.2.3 Hämodialyse

Prinzip

Wirkprinzip der Dialyse ist der Stoff austausch zwi-schen Blut und (meist gegenläufi g fl ießendem) Dia-lysat mittels Diff usion (› Abb. 5.3) entlang einer semipermeablen Membran (Dialysefi lter). Die trei-bende Kraft ist hierbei das Konzentrationsgefälle zwischen Blut und Dialysat, das durch die Zusam-mensetzung und Flussmenge des Dialysats in Rela-tion zum Blutfl uss bestimmt wird.

Moderne Dialysemaschinen für die intermittie-rende Behandlung stellen bettseitig die Dialyselö-sung (sowie das Substituat im Falle einer Hämodia-fi ltration, › Kap. 5.2.4) während der Behandlung „online“ her. Hierbei können die Konzentrationen von Bikarbonat, Natrium sowie Kalium in defi nier-ten Grenzen (und auch noch während der Behand-lung) variiert werden. Anders als bei der Hämofi ltra-tion (› Kap. 5.2.2) wird kaliumfreie Lösung nur sehr selten bzw. nur in lebensbedrohlichen Notfällen eingesetzt; in der Regel üblich sind Kaliumkonzen-trationen zwischen 2 und 4 mmol/l.



5

P R A X I S T I P PMögliche, an das vorherrschende Serumkalium des Pa-tienten adressierte Kaliumkonzentrationseinstellungen im Dialysat können lauten:• > 5,5 mmol/l (Patient) 2 mmol/l (Dialysat)• 3,5–4,5 mmol/l (Patient) 3 mmol/l (Dialysat)• < 3,5 mmol/l (Patient) 4 mmol/l (Dialysat)

Die Glukosekonzentration beträgt in der Regel 100 mg/dl. Zu beachten ist, dass Aminosäuren im Rahmen der intermittierenden Hämodialysebe-handlungen eliminiert werden.

Vor allem kleine Moleküle (z. B. Harnstoff oder Elektrolyte) können im Gegensatz zu mittelgroßen und großen Molekülen (wie β2-Mikroglobulin) auf-grund der höheren Diff usionsgeschwindigkeit bei der Dialyse in hohem Maße aus dem Blut entfernt werden. Soll dem Patienten zusätzlich Wasser ent-zogen werden (tritt primär nicht durch die Mem-bran hindurch), muss neben dem osmotischen Kon-zentrationsunterschied zusätzlich ein Druckgefälle erzeugt werden, das dann eine sog. Ultrafi ltration (› Abb. 5.3) bewirkt.

Dialysedosis

Durch einen kontinuierlichen Fluss von Blut und Dialysat wird ein Konzentrationsausgleich auf bei-den Seiten der Dialysemembran (Äquilibrium) wei-testgehend vermieden. Insbesondere durch gegen-läufi ge Flussrichtungen von Blut und Dialysat inner-halb des Dialysefi lters kann jederzeit ein maximal großer Diff usionsgradient erzeugt werden, wodurch die Eff ektivität der Dialysebehandlung weiter erhöht wird. Die Eff ektivität pro Zeiteinheit einer intermit-tierenden Dialyse (die sog. Dialysedosis, › Kap. 5.2.2) ist dabei hoch. Bei den intermittierenden Ver-fahren wird die Dialysedosis (determiniert durch den Blut- und Dialysatfl uss sowie über die Oberfl ä-che des eingesetzten Dialysefi lters) üblicherweise als Kt/V angegeben, wobei das (dimensionslose) Kt/V das Produkt aus Harnstoff -Clearance (K) und Dia-lysedauer (t) bezogen auf das Harnstoff verteilungs-volumen (V) darstellt. Bei intermittierenden Verfah-ren empfehlen die KDIGO-Leitlinien ein wöchent-liches Kt/V von 3,9 (Ronco et al. 1999).

Um die im Vergleich zu den kontinuierlichen Verfahren kurzen Behandlungszeiten auszuglei-chen, müssen Blut- und Dialysatfl uss bei den inter-mittierenden Verfahren deutlich höher liegen: Typi-sche, in der Praxis angewandte Blut- bzw. Dialysat-fl üsse betragen in der Regel 200–300 ml/min bzw. 500–700 ml/min. Bei einer intermittierenden Dialy-se werden pro Stunde 30–42 l Dialysat verbraucht, woraus sich bei einer 4- bis 6-stündigen Th erapie-dauer ein Gesamtvolumen von rund 120–250 l er-gibt. Technische Weiterentwicklungen wie größere Filteroberfl ächen steigern die Eff ektivität der Elimi-nation retentionspfl ichtiger Substanzen zusätzlich, wodurch die intermittierende Hämodialyse eine ho-he Harnstoff -Clearance (200–300 ml/min) in kurzer Zeit ermöglicht.

Anwendung intermittierender Verfahren

Intermittierende Dialyseverfahren sollten immer dann bevorzugt zur Anwendung kommen, wenn eine rasche Stoff elimination notwendig bzw. ge-wünscht ist, beispielsweise im Rahmen einer sym-ptomatischen Hyperkaliämie, einer Intoxikation oder eine Laktatazidose.

M E R K EIm Rahmen einer Laktatazidose ist die Hämodialyse nur als eine zeitliche Überbrückung sinnvoll, bis kausale The-rapien der zur Laktatazidose führenden Gründe wirksam greifen können (› Kap. 5.3).

Bedingt durch die hohe Eff ektivität kann es jedoch zu schnellen Veränderungen des Elektrolyt- und Säure-Basen-Haushalts sowie der Osmolarität kom-men (KDIGO Acute Kidney Injury Work Group 2012). Mögliche Folgen sind teilweise ausgeprägte hämodynamische Störungen sowie – bedingt durch Abfall des intrakraniellen osmotischen Gradienten durch Reduktion der Harnstoffk onzentration – die Entwicklung eines Hirnödems (Dysäqulibriumsyn-drom ; Ronco et al. 1999). Unbedingt zu beachten ist, dass ein zu rascher Ausgleich einer Hypo- bzw. Hy-pernatriämie vermieden werden muss, da andern-falls die Entwicklung einer zentralen pontinen Mye-linolyse bzw. eines Hirnödems droht (Beachte:


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