Untersuchung von oxidativem Stress bei Appendektomie – offen vs. laparoskopisch im Kindes- und Jugendalter (OSAE)

Ziel der Studie: In der geplanten prospektiven randomisierten Studie wird oxidativer Stress durch die Analyse von VOCs (flüchtige organische Verbindungen) in der Ausatemluft von Kindern untersucht, die sich einer offenen oder laparoskopischen Appendizitis-Operation an der Klinik für Kinder- und Jugendchirurgie der Medizinischen Universität unterziehen von Graz. Ein daraus resultierendes besseres Verständnis der Wirkungsweise der Operationstechnik kann a) Voraussetzung für ein optimiertes OP-Setting sein und b) möglicherweise zu Empfehlungen von prä- oder perioperativ antioxidativ wirksamen Substanzen führen und c) Grundlage für zukünftige OP-Verfahren sein.

Studiendesign: Dies ist eine prospektive randomisierte Pilotstudie bei Kindern und Jugendlichen, die sich einer Operation aufgrund einer akuten Appendizitis unterziehen. Patienten mit komplizierter Appendizitis und Patienten mit einer intraoperativ verursachten Erkrankung werden ausgeschlossen. Die Operation im Rahmen dieser Studie wird ausschließlich von Fachärzten der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendchirurgie der Medizinischen Universität Graz durchgeführt, die sowohl offene als auch laparoskopische Operationstechniken durchführen. 40 Patienten im Alter von 6-18 Jahren mit akuter Blinddarmentzündung sollen eingeschlossen werden. Diese werden in 2 Gruppen eingeteilt. Gruppe 1 (n = 20) mit laparoskopischer und Gruppe 2 (n = 20) mit offener Appendektomie.

Rekrutierung und Vergütung der Studienteilnehmer: Eltern/Patienten werden durch ein Informationsblatt auf die Studie aufmerksam gemacht und erhalten bei Interesse eine Einverständniserklärung. Die Teilnehmer erhalten keine Vergütung für die Teilnahme an der Studie.

Probenahme der ausgeatmeten VOCs (flüchtige organische Verbindungen) mittels NTME (Nadelfallen-Mikroextraktion) zur Messung des OS (oxidativer Stress): Anzahl der Proben: je 2 Proben aus der Ausatemluft zu den unten definierten Zeiten (insgesamt n = 12). Der Zeitpunkt der Probenahme: t1 vor der Narkoseeinführung (n = 2); t2 nach Narkoseeinführung (n = 2); t3 15 Minuten nach Schnitt (n = 2); t4 30 Minuten nach Schnitt (n = 2); t5 45 Minuten nach Schnitt (n = 2); t6 nach Naht (n = 2).

Analyse der ausgeatmeten VOCs zur OS-Messung: Die entnommenen ausgeatmeten Atemproben werden in einem Injektor eines Gaschromatographen in den inerten Trägergasstrom (He) gegeben. Die Zuordnung der Substanzen erfolgt nach ihrer Retentionszeit im Chromatogramm und dessen Massenspektrum. Unbekannte Zusammenhänge im Massenspektrum der Ausatemluft werden als Grundlage für den Vergleich mit einer Referenzdatenbank herangezogen.

Probenahme von Blutmarkern zur Messung des OS: a) Probenahmezeiten für Leukozyten, CRP: t1 = 1 Probe präoperativ (vor Narkoseeinführung) und t2 = 1 Probe nach 24 h. b) Probenahmezeiten für Malondialdehyd: t1 = 1 Probe vor der Narkosemitteleinführung und t2 = 1 Probe nach der Naht.

Histopathologisches Grading: Die explantierte Appendix vermiformis wird zur histopathologischen Aufarbeitung am Institut für Pathologie der Medizinischen Universität Graz. Dort erfolgt die Einteilung nach dem histopathologischen Befund in 4 Schweregrade (akute fokale Appendizitis, akute eitrige Appendizitis, akute gangränöse Appendizitis, perforierte Appendizitis).

Entnahme Leukozyten, CRP: Diese werden aufgrund des klinischen Bildes der AA (akute Appendizitis) im Rahmen der Routinediagnostik durchgeführt.

VOC-Probenahme: Von jedem Patienten werden während der Exspiration 2 Atemproben entnommen. Um die Proben zu sammeln, verwenden die Ermittler ein automatisches Probenahmegerät, das direkt mit einem Kapnometer verbunden ist. Dieses System arbeitet mit Mikroextraktion (NTME) und ermöglicht eine automatische Probenahme der Alveolarluft, also im Plateau der CO2-Kurve. Die Proben werden an das Rostocker Institut für Medizinische Atemanalytik und -technologien (RoMBAT) als Kooperationspartner geschickt. Dieser Partner wurde ausgewählt, weil er bereits über umfangreiche Erfahrungen mit der Methodik und Studien zu oxidativem Stress bei Operationen verfügt.

Malondialdehyd (MDA) Probenahme: Malondialdehyd wird am Klinischen Institut für Medizinische und Chemische Labordiagnostik der Medizinischen Universität Graz mittels hochmoderner GC-MS-Methode analysiert. Dazu werden dem Patienten zu den beiden Messzeitpunkten 2 x 400 μl EDTA-Plasma entnommen. Die zweite Probe dient nur als Sicherheitsmaßnahme, falls Wiederholungsmessungen erforderlich sind. Die gewonnenen Proben müssen innerhalb von 2 Stunden bei -80 °C tiefgefroren werden. . Anschließend (spätestens am Folgetag) müssen die Proben dem Institut analysiert werden.

Geplante Auswertung: Die statistischen Erhebungen werden mit SPSS 23.0® durchgeführt. Die grafische Darstellung der Daten erfolgt mit GraphPad Prism 7®. Um zu untersuchen, ob sich die Hauptzielvariablen (VOCs) im Verlauf zwischen den beiden Gruppen unterscheiden, werden lineare Modelle für wiederholte Messungen mit Gruppe (offene vs. laparoskopische Appendektomie) als intermediärem Subjektfaktor und Messzeitpunkt (t1 bis t6) als internem Subjekt verwendet Faktor. Bei Abweichungen von der Normalverteilung werden Transformationen berücksichtigt. Die sekundären Ziele, d. h. die Veränderungen der Serummarker zu den Zeitpunkten t1 und t6, werden zwischen den beiden Gruppen (offene vs. laparoskopische Appendektomie) mittels Mann-Whitney-U-Test (Daten nicht normalverteilt) oder unabhängigem T-Test (bei normal verteilten Daten) verglichen Verteilung). Um Zusammenhänge zwischen den VOCs und den Serummarkern für oxidativen Stress zu den Zeitpunkten t1 und t6 herzustellen, wird eine Korrelationsanalyse durchgeführt (je nach Datenlage Pearson oder Spearman Rho). Alle statistischen Tests werden zweiseitig durchgeführt und alle p-Werte rein explorativ interpretiert.