Die Aachener MiniHLM - eine neu entwickelte miniaturisierte Herz-Lungen-Maschine : Auswirkungen auf die mRNA-Expression der Entzündungsparameter im Kleintiermodell im Vergleich mit der Dideco Kids D100®

Runge, Maximilian Walter; Vázquez-Jiménez, Jaime

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-41268

Die Aachener MiniHLM - eine neu entwickelte miniaturisierte Herz-Lungen-Maschine : Auswirkungen auf die mRNA-Expression der Entzündungsparameter im Kleintiermodell im Vergleich mit der Dideco Kids D100® = The Aachen MiniHLM – a new developed miniaturized heart-lung-machine : impact on the expression of mRNA of inflammatory parameters in a small animal model in comparison to the Dideco Kids D100®

Runge, Maximilian Walter (Author)

2012

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Maximilian Walter Runge

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2012

UmfangIV, 77 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Vázquez-Jiménez, Jaime (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2012-04-17

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-41268
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/82883/files/4126.pdf

Einrichtungen

Lehr- und Forschungsgebiet Kinderherzchirurgie (533540-4)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Herz-Lungen-Maschine (Genormte SW) ; Multiorganversagen (Genormte SW) ; Tumor-Nekrose-Faktor <alpha> (Genormte SW) ; Interleukin 10 (Genormte SW) ; Cytokine (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; Aachener MiniHLM (frei) ; Dideco Kids D100® (frei) ; Entzündungsparameter (frei) ; mRNA-Expression (frei) ; expression of mRNA (frei) ; heart-lung-machine (frei) ; inflammatory parameters (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Extrakorporale und künstliche Oberflächen einer Herz-Lungen-Maschine (HLM) verursachen einen enormen Eingriff in das physiologische Gleichgewicht eines Patienten. Bei neugeborenen und jungen Patienten besteht das Problem, dass ihr gegenregulatorisches Potential am geringsten entwickelt ist und als Folge einer generalisierten Entzündungsreaktion ein erhöhtes Risiko besteht, an einem capillary leak syndrome (CLS) mit darauf folgendem Multiorganversagen (MOV) zu leiden. Vor diesem Hintergrund wurde in einem Kooperationsprojekt der Herzchirurgie für Kinder und Erwachsene mit angeborenen Herzfehlern des Universitätsklinikums der RWTH Aachen und vom Institut für Angewandte Medizintechnik des Helmholtzinstituts Aachen die Aachener MiniHLM konstruiert. Bei dieser konnten durch ihr völlig neues Designkonzept alle Hauptkomponenten in einer Einheit integriert werden. Das Füllungsvolumen und folglich auch die extrakorporale Fremdkontaktoberfläche der Aachener MiniHLM konnte durch verringerte Volumina und Schlauchmengen im neuen Design signifikant reduziert werden. Ziel dieser Arbeit war es die Auswirkungen des pro- und antiinflammatorischen Zytokinpotentials der Aachener MiniHLM einer herkömmlichen miniaturisierten HLM, der Dideco Kids D100®, gegenüberzustellen. In einer Versuchsreihe mit 14 weiblichen Chinchilla Bastard Kaninchen wurden die Entzündungsparameter Tumor Nekrose Faktor alpha (TNF-alpha), Interleukin-1 beta (IL-1 beta), IL-6, IL-8 und IL-10 in 2 Versuchsgruppen zu je 7 Kaninchen an 4 bestimmten Zeitpunkten (A-D) miteinander verglichen.Folgende Ergebnisse konnten beobachtet werden:1. Die mRNA-Expression der proinflammatorischen Entzündungsparameter TNF-alpha und IL-1 beta war zu jedem Zeitpunkt in der Dideco Kids D100®-Gruppe nicht-signifikant niedriger als in der Aachener MiniHLM-Gruppe.2. In der Aachener MiniHLM-Gruppe wurde eine geringere mRNA-Expression der proinflammatorischen Entzündungsparameter IL-6 und IL-8 beobachtet, die an den Zeitpunkten C und D für IL-8 signifikant niedriger waren als in der Dideco Kids D100®-Gruppe. 3. Trotz fehlender Signifikanz lagen die Werte des antiinflammatorischen IL-10 zu jedem Zeitpunkt über denen der Dideco Kids D100®-Gruppe. 4. Die Ergebnisse der Aachener MiniHLM-Gruppe weisen nicht-signifikant höhere Werte des IL-10/IL-6 Verhältnisses auf als die der Dideco Kids D100®-Gruppe.Mit unseren Ergebnissen und insbesondere durch das bessere IL-10/IL-6 Ver-hältnis der Aachener MiniHLM konnten wir zeigen, dass die Aachener Mi-niHLM trotz limitiertem Stichprobenumfang ein ausgewogeneres inflammatori-sches Zytokinpotential erkennen lässt als die Dideco Kids D100®.

Extracorporal and artificial surfaces of a CPB are an enourmous intervention in the balance of a patient’s homeostasis. Newborns and young patients have the problem that their potential to react against this is the poorest developed. As a consequence of a general inflammatory reaction they have an increased risc to suffer under a CLS with following MOF. Out of this knowledge the Aachener MiniHLM has been designed as a cooperative project by the cardiac surgery for children and adults with congenital heart defects of the University Hospital of the RWTH Aachen and the Institute of Applied Medical Engineering of the Helmholtz-Institute Aachen. Due to its complete new concept of design all main components could be integrated in one unit. By reduced volumes and reduced tubing the priming volume and the blood contact surface was significantly lower.To oppose the impact of the pro- and antiinflammatory potential of the Aachen-er MiniHLM with a conventional miniaturized CPB, the Dideco Kids D100®, was the aim of this work. The inflammatory parameter TNF-alpha, IL-1 beta, IL-6, IL-8 and IL-10 have been compared in an experimental series with 14 female Chin-chilla Bastard rabbits in 2 experimental groups, each 7 rabbits, and at 4 defined moments (A-D).Following results could be observed:1. At every moment the expression of the mRNA of the proinflammatory pa-rameter TNF-alpha; and IL-1beta; was not-significant lower in the Dideco Kids D100®-group than in the Aachener MiniHLM-group.2. Less expression of the mRNA of the proinflammatory parameter IL-6 and IL-8 was observed in the Aachener MiniHLM-group. At the moment C and D it was significant lower for IL-8 than in the Dideco Kids D100®-group.3. At every moment the data of the anti-inflammatory IL-10 was not-significant higher than those of the Dideco Kids D100®-group.4. With regard to the ratio of IL-10 and IL-6 the results of the Aachener Mi-niHLM-group are not-significant higher than those of the Dideco Kids D100®-group. Despite our limited number of samples our results and in particular the better IL-10/IL-6-ratio of the Aachener MiniHLM demonstrate that the Aachener Mi-niHLM has a more balanced inflammatory potential than the Dideco Kids D100®.

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