Elimination des freien Hämoglobins an der Herz-Lungen-Maschine zur Prävention eines akuten Nierenversagens nach kardiochirurgischen Eingriffen
Elimination of free hemoglobin on the heart-lung machine to prevent acute kidney failure after cardiac surgery
by Johanna Kolle
Date of Examination:2024-06-11
Date of issue:2024-04-02
Advisor:Prof. Dr. Theodoros Tirilomis
Referee:Prof. Dr. Theodor Tirilomis
Referee:Prof. Dr. Anselm Bräuer
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10411
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Name:Nierenversagen_fHb_03:2024 (SUB-elektronisch).pdf
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Format:PDF
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Abstract
English
Acute kidney failure after cardiac surgery using the heart-lung machine (HLM) remains a serious complication with high morbidity and mortality. There are currently no valid preventive concepts that enable perioperative nephroprotection. The pathophysiological basis of the study is the hypothesis that acute kidney failure (ANF) is primarily caused by massive hemoglobin released during HLM. The resulting pigment nephropathy is accompanied by toxic damage to the tubular epithelium and obstruction of the tubular lumen. The aim of the intervention was to eliminate fHb during extracorporeal circulation (ECC). The study included 100 adult patients who underwent cardiac surgery using HLM between March 2010 and June 2011. With the aim of nephroprotection through early perioperative continuous venovenous hemodialysis to eliminate free hemoglobin (fHb) and a continuous low-dose infusion of sodium bicarbonate for urinary alkalinization, 50 patients were included in the “CVVHD group”. A further 50 patients without intervention were assigned to the "control group". The assignment was carried out using a 1:1 randomization. 8 patients from the "CVVHD group" were subsequently excluded from the analysis because it was subsequently determined that the last filter batch used ( REC18100) of the Ultraflux® EMiC®2 had changed properties. The evaluation shows that the fHb increases with longer duration of ECC and is effectively reduced to MP120 in the “CVVHD group”. Despite a positive trend, no significant reduction in postoperative renal function impairment could be achieved in the “CVVHD group” compared to the “control group”. In conclusion, it can be said that the nephroprotective concept examined is of clinical importance despite the lack of significant differences in the endpoint AKI and could be used especially with longer perfusion times and in patients with a high preoperative risk of AKI. Further studies should identify which subgroups (e.g. certain comorbidities, pre-existing renal impairment, planned operations with an expected long perfusion period) could benefit from the measure.
Keywords: free hemoglobin; heart-lung machine; cardiac surgery; acute kidney failure; pigment nephropathy; sodium bicarbonate
German
Das akute Nierenversagen nach herzchirurgischen Eingriffen unter Anwendung der Herz-Lungen-Maschine (HLM) stellt eine nach wie vor schwere Komplikation mit hoher Morbidität und Mortalität dar. Derzeit existieren keine validen präventiven Konzepte, die eine perioperative Nephroprotektion ermöglichen. Pathophysiologische Grundlage der Studie bildet die Hypothese, das akute Nierenversagen (ANV) sei v. a. durch massiv unter der HLM frei werdendes Hämoglobin bedingt. Die dadurch hervorgerufene Pigmentnephropathie gehe mit einer toxischen Schädigung des Tubulusepithels und einer Verlegung des Tubuluslumens einher. Ziel der Intervention war die Eliminierung von fHb während der extrakorporalen Zirkulation (EKZ). In die Studie wurden 100 erwachsene Patienten eingeschlossen, die sich im Zeitraum März 2010 bis Juni 2011 einem herzchirurgischen Eingriff unter Anwendung der HLM unterziehen mussten. Mit dem Ziel der Nephroprotektion durch eine frühzeitige perioperative kontinuierliche venovenöse Hämodialyse zur Elimination des freien Hämoglobins (fHb) und einer kontinuierlichen Low-dose Infusion von Natriumbicarbonat zur Harnalkalisierung wurden 50 Patienten in die „CVVHD-Gruppe“ eingeschlossen. Weitere 50 Patienten ohne Intervention wurden der „Kontrollgruppe" zugeordnet. Die Zuordnung erfolgte über eine 1:1 Randomisierung. 8 Patienten aus der „CVVHD-Gruppe“ wurden nachträglich von der Auswertung ausgeschlossen, da im Nachhinein festgestellt wurde, dass die zuletzt verwendete Filtercharge (REC18100) des Ultraflux® EMiC®2 veränderte Eigenschaften aufwies. Die Auswertung zeigt, dass mit längerer Dauer der EKZ das fHb ansteigt und in der „CVVHD-Gruppe“ zum MP120´ effektiv reduziert wird. Trotz eines positiven Trends konnte keine signifikante Reduktion von postoperativen Nierenfunktionseinschränkungen bei der „CVVHD-Gruppe“ gegenüber der „Kontrollgruppe“ erreicht werden. Abschließend lässt sich sagen, dass das untersuchte nephroprotektive Konzept trotz fehlender signifikanter Unterschiede bei dem Endpunkt ANV von klinischer Bedeutung ist und v. a. bei längeren Perfusionszeiten und bei Patienten mit hohem präoperativen Risiko für ein ANV zum Einsatz kommen könnte. In weiteren Untersuchungen sollte herausgearbeitet werden, welche Subgruppen (z. B. bestimmte Komorbiditäten, vorbestehende Nierenfunktionseinschränkungen, geplante Operationen mit voraussichtlich langer Perfusionsdauer) von der Maßnahme profitieren könnten.
Schlagwörter: Herz-Lungen-Maschine; Akutes Nierenversagen; Pigmentnephropathie; Natriumbicarbonat; freies Hämoglobin
