Veränderungen der mikrovaskulären Perfusion während der Blutreinigung mit Cytosorb® bei septischem Schock

Einleitung Sepsis ist definiert als ein lebensbedrohliches Ereignis aufgrund einer fehlregulierten Immunantwort auf eine Infektion. Blutreinigungstechniken können als therapeutische Waffe gegen Sepsis und septischen Schock angesehen werden.

Das Grundprinzip der Blutreinigung bei Sepsis besteht darin, ein fehlreguliertes Profil der Immunantwort auf den Wirt zu modulieren, um Gewebeschäden aufgrund einer Überproduktion von pleiotropen entzündungsfördernden Zytokinen zu reduzieren.

Die Blutreinigung kann auch erhöhte Spiegel entzündungshemmender Zytokine kontrollieren, die zu einer Heruntermodulation des Immunsystems und einer Immunparalyse führen können.

Die Hämoadsorption ist eine der bekannten Blutreinigungstechniken, die in dieser Studie verwendet wird, und sie basiert auf dem Prinzip, dass Vollblut, das mit der Oberfläche eines richtig gestalteten Sorbens in Kontakt kommt, von bestimmten Substraten befreit wird. Mit der Hämoadsorption ist es möglich, hochmolekulare Substanzen, wie Zytokine, aus dem Blutstrom zu dezirkulieren.

In dieser Studie wird die auf dem Hämoadsorptionsprinzip basierende Cytosorb®-Patrone bei septischen Patienten mit akutem Nierenversagen zusammen mit kontinuierlicher veno-venöser Hämodialyse (CVVH-D) angewendet.

Das Immunsystem ist an der Pathogenese der Sepsis beteiligt, aber auch die Mikrozirkulation spielt eine entscheidende Rolle im natürlichen Verlauf dieses Syndroms.

Wenn eine proinflammatorische Untergruppe von Zytokinen überexprimiert wird, wird die induzierbare Stickoxid-Synthase aktiviert und führt zu einer zusätzlichen Produktion von Stickoxid, was zu einer gestörten Regulation des mikrovaskulären und kapillaren Tonus führt. Die Mikrozirkulation spielt eine grundlegende Rolle bei der Regulierung des Austauschs von Gasen, Nährstoffen und Metaboliten zwischen Blutkreislauf und Zellen. Wenn die mikrovaskuläre Perfusion verändert ist, kann eine Gewebehypoxie auftreten und zu einer Organdysfunktion führen.

Die Mikrozirkulationsanalyse kann am Krankenbett mit einer nicht-invasiven Videomikroskopietechnik durchgeführt werden.

Der primäre Endpunkt der Studie ist der Nachweis einer Verbesserung der Dichte der Mikrozirkulationsgefäße und der Qualität des Blutflusses nach Cytosorb®-Exposition. Diese beiden Parameter werden synthetisch gut durch die Dichte der perfundierten Gefäße (PVD) beschrieben.

Als sekundäre Endpunkte werden die Prüfärzte die Veränderung des mikrozirkulatorischen Blutflusses nach Hämoadsorptionstherapie analysieren. Der mikrovaskuläre Blutfluss, beschrieben durch den mikrovaskulären Flussindex (MFI), ist bei Sepsis verändert. MFI-Werte gehen von 0 bis 3, wobei 0 keinen Blutfluss und 3 kontinuierlichen Blutfluss bedeutet. Bei septischem Schock liegt der MFI im Allgemeinen unter 2,6, was der Grenzwert zwischen normalem und verändertem MFI ist. Ein steigender MFI-Wert ist ein Zeichen für ein gutes Ansprechen der Mikrozirkulation auf die Therapie.

Die Forscher werden auch die Oxygenierung des peripheren Gewebes während der Cytosorb-Exposition mit Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS, Inspectra Modell 560 Hutchinson®) bewerten. Diese Technik bewertet die mikrovaskuläre Perfusion des Daumenballenmuskels. Ein Gefäßverschlusstest, der einen stagnierenden Ischämiezustand reproduziert, wird durchgeführt, um die mikrovaskuläre Reaktivität auf einen Ischämie-Reperfusions-Schaden zu bewerten.

Während der Behandlung wird eine Verbesserung der Gewebedurchblutung und der mikrovaskulären Reaktivität erwartet.

Die invasive hämodynamische Überwachung wird mit Picco2® durchgeführt. Als Reaktion auf die Therapie sind Veränderungen der makrohämodynamischen Parameter zu erwarten.

Der Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) Score wird bei der Aufnahme in diese Studie und während der Therapie berechnet.

Herzfrequenz, SpO2, Temperatur, mittlerer arterieller Druck, arterielle und zentralvenöse Blutgasanalysen werden während der Studie erhoben.

Materialen und Methoden

In diese prospektive nicht-interventionelle Beobachtungsstudie werden 10 septische Patienten mit akutem Nierenversagen aufgenommen, die eine kontinuierliche venovenöse Hämodialyse benötigen.

Vor der Anmeldung wird eine formelle Einverständniserklärung eingeholt. Diese Studie wurde von der lokalen Ethikkommission genehmigt.

statistische Analyse

Der Kolmogorov-Smirnov-Test wird durchgeführt, um die normale oder nicht-normale Verteilung der Variablen zu definieren. Der ANOVA-Test für wiederholte Messungen mit dem Bonferroni-Post-Hoc-Test oder dem Dunn-Post-Hoc-Test wird angewendet, um Unterschiede im Zeitverlauf zu bewerten. Für nicht normalverteilte Daten wird der Friedman-Test angewendet.

Blutprobe

Zu Beginn (T0) werden die Teilnehmer einer arteriellen Blutgasanalyse unterzogen, um die folgenden Werte zu erhalten: arterielle O2-Spannung (PaO2), arterielle Kohlendioxidspannung, pH-Wert, Basenüberschuss, Laktatkonzentration, PaO2/FiO2-Verhältnis und zentralvenöse Gasanalyse zur Bestimmung zentralvenöse O2-Sättigung.

Die Plasmakonzentration der wichtigsten pleiotropen Zytokine wird gemessen, einschließlich Interleukin (IL)1-beta, IL6, IL8, IL10, Tumornekrosefaktor-alpha.

Nach der Aufnahme werden diese Essays zu T1 (nach 6-stündiger Cytosorb®-Exposition) und zu T2 nach 24-stündiger Therapie wiederholt.

Routinemäßige Blutkörperchenzählung, Gerinnungsprofil und Leukozytenformel werden zu Studienbeginn und zu T2 zusammen mit einem ProCalcitonin-Test durchgeführt.

Mikrozirkulationsanalyse

Die Ermittler analysieren die Mikrozirkulation unter Verwendung einer Sidestream-Dunkelfeld-Videomikroskopietechnik, die auf die sublinguale Schleimhaut angewendet wird, diese Technik ist nicht invasiv und schmerzlos.

In dieser Studie werden die Forscher den Microscan von Microvision Medical (Niederlande) verwenden.

Es werden drei kurze Videos der Mikrozirkulation gesammelt, aufgenommen in drei verschiedenen Bereichen der sublingualen Schleimhaut. Diese Videos werden unter Verwendung von Automated Vascular Analysis (AVA 3.2-Software, Microvision Medical, Amsterdam, NL) analysiert. Die Mikrozirkulationsdichte wird durch die Total Vessel Density (TVD) und den De-Backer-Score beschrieben; Die Mikrozirkulationsqualität des Flusses wird durch den mikrovaskulären Flussindex (MFI) und den Prozentsatz perfundierter Gefäße (PPV) definiert. Die Perfused Vessel Density (PVD) beschreibt die Dichte gut durchbluteter Gefäße. Die Mikrozirkulationsanalyse wird bei T0, T1 und T2 durchgeführt.

Sauerstoffversorgung des Gewebes

Die Sauerstoffversorgung des Gewebes wird mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) am Thenar-Eminenz-Muskel beurteilt.

Das Gerät Inspectra® (Hutchinson Modell 560) misst die Gewebesauerstoffsättigung und schätzt den Gewebehämoglobingehalt, der im Gewebehämoglobinindex (THI) zusammengefasst wird.

Es wird ein Gefäßverschlusstest durchgeführt, der einen Ischämie-Reperfusionszustand des Gewebes simuliert, um die mikrovaskuläre Reaktivität zu bewerten.

Am Unterarm wird eine Manschette angelegt und mit 300 mmHg aufgeblasen, um eine stagnierende Ischämie zu erzeugen. Der Inspectra-Bildschirm erzeugt eine Entsättigungskurve namens Downslope. Wenn ein O2-Sättigungswert des Gewebes von 40 % erreicht wird, wird die Verschlussmanschette entleert und der Inspector-Bildschirm zeichnet eine Wiedersättigungskurve des Gewebes mit der Bezeichnung Upslope. Anstiegs- und Abfallwerte werden gemessen. In der Phase der Aufsättigung entsteht ein Hyperämiebereich, da die O2-Sättigung des Gewebes im Allgemeinen für eine gewisse Zeit den Grundwert übersteigt. Der Hyperämiebereich wird als Index der mikrovaskulären Reaktivität gemessen.

NIRS mit Gefäßverschlusstest wird zu T0, T1 und T2 durchgeführt.

Hämodynamische Überwachung

Jeder Teilnehmer wird einer hämodynamischen Überwachung mit transpulmonalen thermodilutionsbasierten Geräten (Picco2® von Pulsion und EV1000® von Edwards) unterzogen. Die auf Thermodilution basierende Kalibrierung wird ad Basalzeit bei T1 und T2 erhalten.

Vasopressor-Dosis, hämodynamische Parameter und SOFA-Score werden zu t0, t1, t2 aufgezeichnet.