Pharmakokinetik flüchtiger Anästhetika während der extrakorporalen Membranoxygenierung (Vol-ECMO)

Die venovenöse extrakorporale Membranoxygenierung (VV-ECMO) ist eine lebensrettende Therapie bei katastrophalem Atemversagen, einschließlich schwerer COVID-19. Die optimale Medikamentendosierung bei kritisch kranken Patienten ist aufgrund der begleitenden Organfunktionsstörung eine Herausforderung, und mit der Hinzufügung von ECMO erhöht sich der Komplexitätsgrad erheblich.

ECMO-PK-Wechselwirkungen mit intravenösen (IV) Sedativa sind komplex und es kommt häufig zu Therapieversagen, was die Notwendigkeit alternativer Sedierungsstrategien unterstreicht. Um diese Einschränkungen zu überwinden, sind flüchtige Anästhetika eine mögliche Lösung für Sedierung und Analgesie. Dennoch war ihre Verwendung während der ECMO-Unterstützung aufgrund der geringen Atemvolumina im Zusammenhang mit den Lungenschutzstrategien und der Bedenken hinsichtlich der Bioverfügbarkeit angesichts der beeinträchtigten nativen Lungenfunktion begrenzt. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist die Bewertung einer Strategie zur Abschwächung des Einflusses von ECMO auf die Pharmakokinetik von Beruhigungsmitteln unter Verwendung flüchtiger Anästhetika, die direkt in ECMO-Oxygenatoren verdampft werden.

Die Studie wird aus zwei Phasen bestehen: der Ex-vivo-Studie und der In-vivo-Studie. Für die Ex-vivo-Studie werden zwei mit Ringer-Laktat geprimte ECMO-Kreise verwendet, um die Dosierungsempfehlungen für die Machbarkeitsstudie zu entwerfen. Verdampftes Sevofluran wird mit dem ECMO-Gas direkt in den Membranoxygenator geleitet und durch die Wandabsaugung evakuiert. Sevofluran-Konzentrationen werden mit einem Infrarot-Multigasanalysesensor am ECMO-Gasauslass überwacht. Der Test wird mit unterschiedlichen Sweep-Flows und Sevofluran-Konzentrationen durchgeführt. Sevofluran-Konzentrationen werden in der Flüssigkeit gemessen, um ein Dosierungsmodell für die Durchführung der In-vivo-Studie zu entwerfen.

Bei der In-vivo-Studie handelt es sich um eine prospektive, monozentrische, offene Machbarkeits-/PK-Pilotstudie mit 10 Patienten, die auf der medizinisch-chirurgischen Intensivstation (MSICU) des Toronto General Hospital eine venovenöse ECMO (VV ECMO) erhalten. Nach Einverständniserklärung werden diese Patienten aufgenommen und mit Sevofluran-basierter Anästhesie behandelt, die direkt in das ECMO-Gerät geliefert wird. Während ihres ECMO-Laufs werden Proben entnommen und die Sevoflurankonzentrationen mit Headspace-Gaschromatographie und Massenspektrometrie analysiert. Gleichzeitig werden Sedierungsskalen, Surrogate der Atmungsdynamik und -anstrengung sowie Biotrauma-Entzündungszytokinspiegel erhalten.