Total Artificial Heart Bridging: A Temporary Support for Deteriorating Heart Transplantation-Candidates - Methods and Results

 

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Summary

Since 1975 at the 2. Dept. of Surgery, University of Vienna, Austria, artificial circulation devices and artificial hearts have been constructed and in experimental use. We started a clinical heart transplantation (HTX) program in 1984, and up to now more than 40 HTXs have been performed. Since May 1986, 3 patients - all suffering from end stage dilatative cardiomy- opathy - received total artificial heart (TAH) as a temporary Support until HTX was possible. Two of them were trans- planted after 9 and 10 days. The third patient, who additionally suffered from a postinfarctial lung abscess and had to undergo an indispensable lobectomy contemporary with TAH implantation, could not be transplanted due to an incurable infection, which he died of after 22 days on TAH.

The temporary TAH implantation proved to be a valuable measure preventing life-threatening circulatory deterioration. After restoration of a sufficient circulation by the implanted System, the patients' general conditions improved and the concomitant dysfunctions of kidneys, brain, and other vital Organs, due to cardiogenic shock, could be rectified in those two patients, who underwent transplantation. Thromboembolic complications were observed only in the third patient, who developed a small infarction in the anterior lobe of the left hemisphere caused by cerebral embolism after 3 weeks of TAH pumping. The use of TAH is liable to severe, even lethal, complications. At present it should be used only as a last resort. If a donor heart is not available, this measure can be a real Chance to save the patient's life.

Zusammenfassung

Im Rahmen eines Herztransplantationsprogrammes kann die akute Verfügbarkeit eines humanen Spenderherzens bei terminalem Herz-Kreislaufverfall des potentiellen Empfängers ein ernsthaftes Problem darstellen, für dessen Lösung sich die temporäre Implantation eines künstlichen Totalherzens anbietet. Seit 1984 wurden an unserer Klinik mehr als 40 Patienten ein humanes Herz implantiert. Seit Mai 1986 erhielten 3 Kandidaten ein künstliches Totalherz als Überbrückung bis zur geplanten Transplantation.

Die 3 Patienten waren männlichen Geschlechtes und litten an einer dilatativen Kardiomyopathie im terminalen Stadium. Die Indikation für die Kunstherzimplantation war durch einen bedrohlichen Zustand des Herzversagens gegeben, ohne daß ein humanes Spenderherz zur Verfügung stand. Bei 2 Patienten lagen Besonderheiten vor, insofern als in einem Fall der pulmonale Gefäßwiderstand erhöht war, im anderen Fall auf der Grundlage rezidivierender Lungenembolien ein Lungen abszeß links basal bestand. Deshalb wurde gleichzeitig mit der Kunstherzimplantation eine Lobektomie des linken Unterlappens ausgeführt.

Die Kunstherzsysteme wurden in unserer Klinik entwickelt und bestehen aus 2 elliptischen Ventrikeln mit einer Blut- und Treibgas-Kammer. Der externe Antrieb ermöglicht die Einstellung von Frequenz, Treibdruck, Vakuum und Systolen/Diastolenver- hältnis. Bei der Steuerung der implantierten Pumpe wurde Wert darauf gelegt, daß das Minutenvolumen des linken Ventrikels sich am momentanen Bedarf des Patienten orientierte, entsprechend der Berechnung des Sauerstoffverbrauches aus arteriellen und zentralvenösen Blutgasanalysen. Der rechte Ventrikel sollte dabei einen ausgleichenden Füllungsdruck entwickeln, ohne die pulmonale Strombahn zu überlasten. Die Drucke wurden mittels Volumenverschiebung oder durch pharmakologische Maßnahmen gesteuert.

Zwei Patienten konnten vom Respirator entwöhnt werden; in allen Fällen mußte ein akutes Nierenversagen mittels Haemofiltration behandelt werden. Außer einer Heparinisierung wurden Thrombozyten-Aggregationshemmer appliziert.

Alle 3 Patienten sind verstorben; einer hat die Transplantation nicht mehr erlebt. Der erste Patient verstarb wenige Zeit nach der Transplantation an den Folgen einer Blutung, der zweite Patient verstarb 40 Tage nach der Transplantation an einer therapie-refraktären Transplantatabstoßung. Der dritte Patient lebte 22 Tage mit seinem Kunstherz, verstarb aber an der bakteriellen Pilzsepsis.

Die temporäre Implantation eines künstlichen Totalherzens erwies sich als wirksame Methode, um den terminalen therapieresistenten Kreislaufverfall hintanzuhalten und den Patienten in einen, für eine erfolgreiche Transplantation geeigneten klinischen Zustand zu bringen.

Systemische und pulmonale Ödeme wurden ausgeschwemmt, so daß sich die Gefäßwiderstände absenkten, was für eine nachfolgende Herztransplantation von nicht unerheblicher Bedeutung ist. Die Wirksamkeit der Totalherzimplantation wird in klinischer Hinsicht von der Tatsache unterstützt, daß zwei Patienten von der maschinellen Beatmung entwöhnt wurden und das akute Nierenversagen in zwei von drei Fällen reversibel war. Auf thromboembolische Ereignisse kann lediglich bei einem Patienten aufgrund der Autopsie geschlossen werden. Eine erhöhte Infektneigung durch die Kunstherzimplantation wurde festgestellt.

Trotz Risiken und Gefahren mit lebensgefährlichen Komplikationen scheint der Kunstherz-Ersatz heute als ultima-ratio-Maßnahme für den Patienten lebensrettend zu sein, sofern kein Spenderherz akut zur Verfügung steht.