Künstliche Herzklappe

Als künstliche Herzklappe bezeichnet man einen aus technischem Material gefertigten Ersatz für eine natürliche Herzklappe. Man unterscheidet mechanische und biologische Herzklappen.

Geschichte

1. Starr-Edwards Herzklappe 2. Starr-Edwards Herzklappe 3. Smeloff-Cutter Herzklappe

Am 11. September 1952 setzte Charles A. Hufnagel von der Georgetown University eine von ihm entwickelte Herzklappe in die Aorta descendens eines Patienten ein.^[1]

Die erste künstliche Herzklappe mit einer Kugelprothese wurde 1961 durch die beiden Amerikaner Albert Starr und Lowell Edwards implantiert. Im Jahr 2004 wurden in der BRD circa 17.000 Herzklappenoperationen durchgeführt.

Mechanische Herzklappen

Mechanische Herzklappen gibt es in verschiedenen Bauformen, die alle bauartbedingte Vor- und Nachteile haben. Eine 'ideale' mechanische Herzklappe gibt es (noch) nicht.

Alle mechanischen Bauformen verursachen ein mehr oder weniger stark hörbares Klappengeräusch ("Prothesenklick"). Dieses Geräusch entsteht beim Schließen der Klappe, wenn der oder die Klappenflügel auf den Klappenring aufprallen. Die Klarheit dieses Geräusches ist auch ein Indiz dafür, ob sich Ablagerungen auf der Klappe gebildet haben. Alle mechanischen Klappen erzeugen einen Ultraschall-Schatten.

Bauformen

• St. Jude-Medical: Zweiflüglige Klappe (ab 1977)
• Björk-Shiley: einflüglige Klappe (aufgehängter Diskus, ab 1968)
• Medtronic-Hall: einflüglige Klappe (Diskus mit zentralem Loch). Der Diskus bewegt sich auf einem gebogenen Dorn innerhalb des Klappenrings. Der Klappenring ist ein gefräster Titan-Monoblock.
• Starr-Edwards: Kugelkäfigprothese (erster Einsatz 1952). Als Ventil dient eine Kunststoffkugel, die sich in einem Drahtkäfig mit der Blutströmung bewegt. Dies war der erste künstliche Klappentyp und ist heute (fast) ohne Bedeutung, da bei dieser Variante durch das bauartbedingte Gewicht entscheidende Nachteile entstehen (Hämolyse).

Lebensdauer

In Labortest haben mechanische Herzklappen eine (theoretische) Haltbarkeit von 100 bis 300 Jahren erreicht. Diese Angabe bezieht sich auf die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge gerechnet auf die normale Herzfrequenz von 60 bis 80 Schlägen pro Minute. Um eine Bildung von Blutgerinnseln und Ablagerungen ('Thromben') auf der Klappenoberfläche zu vermeiden, ist eine lebenslange Einnahme von blutgerinnungssenkenden Mitteln ('Antikoagulation') notwendig. Viele Patienten nehmen das Messen der Blutgerinnungswerte und die angepasste Dosierung der Medikamente (z.B. Marcumar, Falithrom) selbst vor. Die Bestimmung des Blutgerinnungswertes (Thromboplastinzeit) ist heute dank moderner und handlicher Messgeräte so einfach wie die Bestimmung des Blutzuckerwertes. Wichtig ist auch eine strenge Endokarditisprophylaxe bei Eingriffen, die ein erhöhtes Risiko für das Eindringen von Bakterien in den Blutkreislauf beinhalten, wie z.B. zahnärztliche Eingriffe (Zahnsteinentfernung) oder Operationen.

Biologische Herzklappen

Biologische Herzklappen werden in drei Gruppen eingeteilt:

• Tierklappen (Hierbei haben sich Klappen von Schweinen als erstaunlich "kompatibel" mit dem menschlichen Herz erwiesen.)
• menschliche Spenderklappen (Homografts)
• genetisch gezüchtete Klappen (Autografts, befinden sich im frühen Experientalstadium)

Präservierungsverfahren

Tier- und menschliche Spenderklappen müssen nach der Entnahme für die spätere Implantierung konserviert werden. Hierfür eignen sich die folgenden Verfahren:

• Cryopräservierung mit flüssigem Stickstoff
• Präparation in einer antibiotischen Lösung bei 4 °C
• Röntgenbestrahlung
• Trockengefrierung

Die Cryopräservierung hat sich als effektivstes Verfahren durchgesetzt.

Das Klappengewebe wird auf einem Kunststoffgerüst („Stent“) befestigt oder gerüstfrei verwendet. Ebenso wie künstliche Herzklappen sind auch biologische Klappen zum Einnähen mit einer Polyestermanschette umgeben.

Lebensdauer

Die Lebensdauer biologischer Herzklappen ist begrenzt, da sie im Vergleich zum eigenen Gewebe einem beschleunigten Alterungsprozess (Verkalkung) unterliegen. Dieser kann nach einigen Jahren zu sichtbaren und auch funktionell bedeutsamen Funktionsstörungen führen, die einen Austausch notwendig machen. Dafür ist bei vielen Patienten keine Antikoagulation erforderlich. Erfahrungsgemäß verkalken biologische Herzklappen bei Kindern früher und schneller als bei Erwachsenen. Die Ursache hierfür ist bisher nicht bekannt und es kann auch keine Vorhersage gemacht werden, bei welchem Menschen dieser Zustand wann eintritt.^[2]

Auswahl und Abwägung

Die Abwägung ob mechanischer oder biologischer Klappenersatz zum Einsatz kommt, ist unter anderem von folgenden Faktoren anhängig:

• Alter des Patienten
• Möglichkeit und Akzeptanz der lebenslangen Antikoagulierung
• Religiöse Erwägungen

Abwägung und Auswahl unterliegen dem verantwortlichen Mediziner.

Operations- und Klinikverlauf

Die meisten Herzklappen-OPs werden am offenen Herzen mit Unterstützung einer Herz-Lungen-Maschine durchgeführt. Für bestimmte Klappenpositionen (Aortenklappe) besteht die Möglichkeit einer minimalinvasiven OP, die aber bisher nur von wenigen Kliniken durchgeführt wird.

Verlauf:

• Feststellung der Notwendigkeit eines Klappenersatzes
• Klinikeinweisung
• präoperative Vorbereitung
• Operation:
  • Operationsvorbereitung
  • Monitoring
  • Narkose
  • Brustkorböffnung
  • "Freilegen" des Herzens
  • Anschluss der Herz-Lungen-Maschine
  • Öffnung des Herzens
  • Entfernen der alten Klappenreste
  • Auswahl der passenden Klappengröße
  • Einsetzung und Ausrichtung der Klappe
  • Festnähen der Klappe
  • weitere notwendige Korrekturen am offenen Herzen
  • Schließen des Herzens und des Herzbeutels
  • Reanimation des Herzens
  • Verschluss des Brustkorbes: Fixierung der Rippen mit Silberbändern (Cerclagen), welche im Körper verbleiben
  • Hautverschluss
  • notwendige postoperative Schritte
• Nachsorge:
  • Intensivstation bis zum Wiedererlangen des Bewusstsein und selbstständiger Atmung
  • Entfernung der künstlichen Beatmung
  • Nachsorge auf der Intensivstation und Intermedical-Care-Station
  • Remobilisierung des Patienten
  • Anschluss-Heilbehandlung (Rehabilitation)

Siehe auch

Aortenklappeninsuffizienz, Mitralinsuffizienz, Prosthetic valve infection

Literatur

• Martin Steiner: Beurteilung von biologischen und mechanischen Herzklappenprothesen anhand zeitaufgelöster Verfahren (Dissertation), S. 319, Giessen: VVB Laufersweiler Verlag 2005, ISBN 3-89687-053-X
• Michael J. Eichler: In vitro Kavitationsuntersuchungen an mechanischen Herzklappenprothesen (Dissertation), S. 175, Berlin: Logos Verlag 2003, ISBN 3832503986

Einzelnachweise

1. ↑ Martin Misfeld, Hans-H. Sievers: Die Aortenklappenchirurgie - gestern, heute und morgen. In: Focus MUL. 23, Nr. 2Medizinische Universität LübeckLübeck, 2006, S. 82-89
2. ↑ Dietmar Boethiga, Wolf-Rüdiger Thiesb, Hartmut Heckerc und Thomas Breymannd: Mid term course after pediatric right ventricular outflow tract reconstruction: a comparison of homografts, porcine xenografts and Contegras. In: European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 27, Nr. 1Elsevier, 2005, S. 58-66. doi:10.1016/j.ejcts.2004.09.009

Weblinks

• Herzklappe mit einem Klappenflügel
• Herzklappe mit zwei Klappenflügeln
• Bioreaktoren für nachgezüchtete Herzklappen
• Virtuelle Strömungssimulation an künstlichen Herzklappen

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