Einfluss verschiedener venöser Druckniveaus auf den Hämofiltrations-Verlauf unter In-vitro-Bedingungen

Küpper-Portz, Britta Gertrud Aloysia; Rossaint, Rolf

doi:2432

Einfluss verschiedener venöser Druckniveaus auf den Hämofiltrations-Verlauf unter In-vitro-Bedingungen = The influence of different venous pressure levels on CVVH : an in vitro study

Küpper-Portz, Britta Gertrud Aloysia

2008

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Britta Gertrud Aloysia Küpper-Portz geb. Portz

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2008

Umfang110 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Rossaint, Rolf (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2008-06-04

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-24321
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/50229/files/Kuepper-Portz_Britta.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Anästhesie (533000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Hämofiltration (Genormte SW) ; In vitro (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; Druckniveau (frei) ; Haemofiltration (frei) ; pressure level (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
In der Nierenersatztherapie kommt die Hämofiltration neben der Dialyse hauptsächlich bei der Akutversorgung polytraumatisierter Patienten zum Einsatz. Das Prinzip dieses Verfahrens ist die Konvektion. Für einen optimalen Ablauf der Hämofiltration ist eine lange Laufzeit der Hämofilter ohne eine vorzeitige Verstopfung der Filterkapillaren von besonderer Bedeutung. Um eine solche Filterverstopfung zu verhindern, sind die Druckverhältnisse an der Filtermembran ein entscheidender Parameter. Der Druck im venösen System, der durch das Schlauchsystem, den Widerstand des verwendeten Katheters und den Strömungswiderstand der Kapillare bestimmt wird, spielt dabei eine besonders wichtige Rolle für den Filtratfluss. Ist Letzterer in Relation zur Filtergröße zu hoch, kommt es zu einer ausgeprägt hohen Nettofiltration und einer Hämokonzentration, welche wiederum das Phänomen der Ausbildung von Blutzellaggregaten begünstigt. Neben solchen Blutzellaggregaten kann eine vorzeitige Verlegung der Filterkapillaren auch durch Thromben oder durch die Ausbildung von sogenannten „Sekundärmembranen“ verursacht werden. Eine Verlegung der Filter verändert wiederum die optimalen Druckverhältnisse an der Membran und führt letztendlich zu einer erniedrigten Clearanceleistungen des Filters. Um eine solche Filterverlegung zu verhindern, müssen die Filtrationsverhältnisse an der Membran auch im Hinblick auf die Druckverhältnisse optimiert werden. Ein Einflussfaktor ist dabei der venöse Widerstand durch den Katheter. Dieser Einflussfaktor sollte in der vorliegenden Arbeit untersucht werden. Dazu wurde der venöse Widerstand durch periphere venöse Katheter unterschiedlicher Größe verändert. Der Katheter der Größe 14G lieferte in unserem Modell geringere venöse Druckniveaus als bei häufig genutzten Shaldon-Kathetern, Druckwerte wie bei langen doppellumigen 11-12 French Shaldon-Kathetern lieferte der 16G-Katheter, der gekürzte 18G-Katheter diente exemplarisch für lange dünne Shaldon-Katheter, welche bei Kindern eingesetzt werden. Die Filtrationsleistung der Membran wurde durch Messung des Siebkoeffizienten für verschiedene Plasma - Substrate gemessen, außerdem wurden die Druckwerte im System kontinuierlich gemessen, sowie verschiedene Hämokompatibilitätsparameter registriert. Als Versuchsmodell wurde ein in-vitro-Modell gewählt, in dem heparinisiertes Schweineblut verwendet wurde. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass die Verhältnisse an der Filtermembran durch die Anwendung verschiedener Katheter wesentlich beeinflusst werden. Der 16G-Katheter sowie der 18G-Katheter zeigten bei dem benutzten Filtertyp ungünstige Ergebnisse bezüglich der Druckwerte sowie der Siebkoeffizienten. Die Katheter der Größe 14G und 16G ermöglichten vorübergehend maximale Blut-(Qb)/Filtrationsraten (Qf) von 300/60 ml/min und eine kontinuierliche Filtration bei Qb/Qf 200/40 ml/min. Der gekürzte 18G-Katheter erlaubte nur maximale Flussraten von Qb/Qf 200/40 ml/min und eine kontinuierliche Filtration bei Qb/Qf 125/25 ml/min. Die Ursache für die ungünstigen Ergebnisse bei den 16G- und 18G-Kathetern kann am ehesten in der Ausbildung reversibler Sekundärmembranen an der Filtermembran bei der Nutzung dieser Katheter vermutet werden. Die Katheter der Größe 14G zeigten insgesamt bessere Ergebnisse sowohl in den Druckprofilen als auch bei den Siebkoeffizienten. Am Ende der Versuche waren die Kapillaren der Filter in der 14G-Gruppe zu 35%, in der 18G-Gruppe zu 40% und in der 16G-Gruppe zu 70% verstopft. Die Hämokompatibilität erschien in der Gruppe der 14G-Katheter insgesamt höher als in den anderen Gruppen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen einen klaren Einfluss des Widerstandes durch die ausgewählten Katheter auf die Filtrationsleistung. Um in der klinischen Anwendung der Hämofiltration die Filtrationsverhältnisse an der Membran zu verbessern, sollte über die Möglichkeit nachgedacht werden, wie durch einen relativ einfachen Wechsel des venösen Katheters ein früher Filterwechsel verhindert werden kann. Eine Möglichkeit wäre dabei, den venösen Schenkel vom arteriellen zu trennen und durch die Nutzung eines peripheren Venenverweilkatheters von 14G oder in Abhängigkeit von der Filtergröße auch gegebenenfalls noch größeren Katheters in einer proximalen Armvene zu verbessern. Dadurch können die Filter ohne Einbußen an Leistung auch über längere Zeiträume genutzt werden.

Main factors for the overall performances of haemofilters are membrane features and filter durability without clogging/clotting of capillaries. The venous line resistance is a powerful force for net filtrate flux resulting in haemoconcentration and thus is enhancing the phenomenon of membrane clogging. Therefore, we hypothesized that catheter type, as it is associated with venous line resistance, contributes to the extent in which filter longevity and filtration performance are restricted due to blocked hollow fibres. Heparinized porcine blood (5IU/ml) was circulated in an in vitro system for haemofiltration. Three different sizes of catheters for peripheral vein access were alternately inserted into the circuit for blood return from the filter to the reservoir. To produce pressure levels lower than commonly induced by Sheldon catheters, a 14G-vygonuele was used. Pressure levels standard for 11-12 French catheters were provided by 16G-vygonuele. To produce pressure levels common for low-French or three lumen catheters, a shorted 18G-vygonuele was used. The respective pressure levels attained were compared with respect to the overall filtration performance (system pressures, haemocompatibility and sieving coefficients). Catheters of 14 and 16G enabled transiently maximal blood flow (Qb)/filtration rates (Qf) of 300/60 ml/min and continuous filtration with Qb/Qf of 200/40 ml/min. The shorted 18G catheter reduced maximal blood flow rates down to Qb/Qf of 200/40 ml/min and continuous flow rates down to Qb/Qf of 125/25 ml/min. At the end, median values for blocked hollow fibres were 35% in the 14G-group, 40% in the 18G-group and 70% in the 16G-group. Haemocompatibility appeared to be higher in the 14G-group with respect to various parameters when compared with the other groups. The flow resistance by the catheter chosen for haemofiltration clearly influenced the filtration performance. Thus, investigations focused on compatibility of catheter type as it related to venous line resistance levels with the particular method of renal replacement therapy that should be performed. This point could be crucial in reducing filter clogging and haemostasis during CVVH.

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