NOTES (Transluminale endoskopische Chirurgie durch natürliche Öffnungen)

S. Uranüs, P. Kornprat (Sektion für Chirurgische Forschung & Klinische Abteilung für Allgemeinchirurgie)

Das NOTES-Projekt beinhaltet die Entwicklung neuer Operationsmethoden unter Anwendung endoskopischer Verfahren. Die Minimierung des Operationstraumas bei Laparoskopie hat gezeigt, welche Vorteile die Vermeidung von Verletzungen der Bauchdecke mit sich bringt. Sowohl die Erfahrungen der laparoskopischen Chirurgie in den letzten 22 Jahren als auch die technischen Fortschritte in der interventionellen Endoskopie haben dazu beigetragen, die alte/neue Idee zu verwirklichen, dass Hohlorgane mit natürlichen Verbindungen nach außen als Zugangsweg für intraperitoneale Eingriffe dienen. In Kooperation mit externen PartnerInnen werden unter Einsatz von Fluidaktoren neuartige, NOTES - taugliche  Manipulatoren und somit neue Möglichkeiten in der minimal invasiven Chirurgie entwickelt.

 

Virtueller Patient

¹K.-M. Simonic, ²S. Uranüs, (¹Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Dokumentation, ²Sektion für Chirurgische Forschung)

Das Curriculum für das Diplomstudium Humanmedizin sieht die Bearbeitung von Fallstudien und Kasuistiken als Basis der problembasierten klinischen Ausbildung vor. Ausgangspunkt für das fallbasierte Lernen ist eine Sammlung von praxisnahen Krankengeschichten. Dazu sollen Daten aus unterschiedlichen medizinischen Informations- und Dokumentationssystemen ausgespielt, zusammen­­geführt, anonymisiert und in der Folge didaktisch aufbereitet in elektronische Lernsysteme übergeführt werden. Das Ziel ist der Aufbau einer multimedialen Datenbank, die eine komprimierte Darstellung von zeitlich verteilten Krankheitsverläufen und Behandlungsschritten ermöglicht. Der/Die Lernende schlüpft dabei in die Rolle eines/einer Arztes/Ärztin und wird mit konkreten Handlungssituationen an einem/einer virtuellen Patienten/Patientin konfrontiert. Auf diese Weise sollen die Studierenden an jenen Bereich herangeführt werden, bei dem medizinisches Wissen in ärztliches Handeln umschlägt.

Zur Präzisierung des Vorhabens werden in Zusammenarbeit mit der Sektion für Chirurgische Forschung typische Anwendungs­fälle in Form von Mock-ups erarbeitet und analysiert. Daraus abgeleitete Erkenntnisse sind, wie Studierende aus einem derartigen System Nutzen ziehen, d.h. wie die BenutzerInnen das System bei gegebenen Zielstellungen verwenden und das System das Erreichen dieser Ziele unterschützt. Die Erkenntnisse sind wesentlich für die Anforderungsspezifikation und um Konsens über den gewünschten bzw. benötigten Funktionsumfang zwischen den BenutzerInnen und den StakeholderInnen herzustellen.

 

GLUMII (Subkutane Glukosemessung mit simultaner Insulin-Infusion) - Studie für das Projekt I-Kath

¹M. Hajnsek, ²T. Pieber, )¹Joanneum Research, Institute for Biomedicine and Health Sciences Graz, Austria, ²Department of Internal Medicine, Division of Endocrinology and Metabolism)

I-Kath. ist ein Kooperationsprojekt des Instituts Health der Joanneum Research GmbH  mit dem Institut für Analytische Chemie und Lebensmittelchemie der TU Graz und dem NTC Weiz.

Es hat zum Ziel einen integrierten Katheter zu entwickeln, mit dem es möglich ist bei simultaner Insulininfusion die Glukosekonzentration im Gewebe zu bestimmen. Die Neuartigkeit des Systems besteht darin, dass das Body-Interface der Insulinzufuhr gleichzeitig zur Glukosemessung verwendet wird, daher wird diese Systemarchitektur auch „Single Port Technologie“ genannt.

Die Detektion der Glukosekonzentration im subkutanen Fettgewebe erfolgt über  Fluoreszenzfarbstoffe, die transkutan von einer Lichtquelle außerhalb des Körpers angeregt werden, und einem Detektor an der Hautoberfläche, der die Fluoreszenzstrahlung auch wieder transkutan aufnimmt.

Die Nähe von Glukosemessung und Insulinzufuhr legt auch die Option nahe, das System in einer späteren Weiterentwicklung zu einem Closed Loop System auszubauen, in dem ein Algorithmus aus den Glukosemesswerten die entsprechende Insulinzufuhr berechnet und die Insulinpumpe steuert.

 

Therapie-assoziierte myeloische Neoplasien: In vitro Reaktion auf alkylierende Substanzen

¹J. Rankl, ¹K. Hiden, ²S. Uranüs, ³M. Horn, ⁴K. Flicker, ⁴M. Speicher, ¹H. Sill

¹Klinische Abteilung für Hämatologie, ²Sektion für Chirurgische Forschung, ³Klinische Abteilung für allgemeine Dermatologie, ⁴Institut für Humangenetik

Bis zu 15% der PatientInnen, die an myelodysplastischem Syndrom (MDS) und akuter myeloischer Leukämie (AML) leiden, erhielten Chemo- und/oder Strahlentherapie aufgrund einer vorangegangenen malignen oder in seltenen Fällen nicht malignen Erkrankung. Entsprechend der aktuellen WHO Klassifikation werden diese MDS/AML Fälle als Therapie-assoziierte myeloische Neoplasien (t-MN) bezeichnet. Die Prognose von PatientInnen mit t-MN ist mit einem Langzeit-Überleben von weniger als 10% äußerst schlecht. Es mehren sich die Hinweise darauf, dass t-MN auf Basis einer genetischen Prädisposition entsteht. Im Rahmen dieses Projektes sollen die molekularen Mechanismen aufgeklärt werden, die die Leukämogenese einleiten. Hierzu werden Hautfibroblasten von t-MN Patienten sowie von gesunden ProbandInnen mit aktiven Metaboliten des bifunktionellen Alkylans Cyclophosphamid behandelt und die Reaktion wird auf zellulärer und genetischer Ebene bestimmt.

 

Prospektiv randomisierte Studie über perkutane Cholezystostomie versus Cholezystektomie bei PatientInnen mit einer akuten Cholezystitis nach herzchirurgischen Eingriffen mit Herz-Lungenmaschine.

¹H. Koller, ²S. Uranüs

¹Medizinische Universität Graz, ²Sektion für Chirurgische Forschung

Eine sehr häufige Komplikation herzchirurgischer IntensivpatientInnen stellt die akute Cholecystitis dar. Die pharmakologische Intervention – insbesondere das Verabreichen hoher Dosen von Katecholaminen, Antibiotika und Analgetika -  birgt für den/die Patienten/Patientin ein Risiko für weitere Komplikationen in sich. Dies führt meist dazu, dass zur Sanierung des entstandenen Schadens ein weiterer chirurgischer Eingriff

notwendig wird. Derzeitige Therapieformen sind einerseits die Cholecystektomie (CCE) und andererseits die perkutane Cholecystostomie (PC), wobei die CCE im Moment die Methode der Wahl darstellt. Ziel dieser Studie ist es, die CCE versus PC hinsichtlich der 30-Tage Mortalitätsrate zu vergleichen, um in Zukunft für den/die einzelne(n) Patienten/Patientin die optimale Therapie zu wählen und damit seine/ihre Überlebenschancen so hoch wie möglich halten zu können.

 

Prospektive multizentrische Studie zur konservativen Therapie der Milzverletzungen bei stumpfem Abdominaltrauma

S. Uranüs, P. Kornprat, B. Salehi, G. Höbarth, (Sektion für Chirurgische Forschung & Klinische Abteilung für Allgemeinchirurgie

Diese Studie untersucht die Erfolgsrate der konservativen Therapie der Milzverletzungen in Abhängigkeit des Verletzungsgrades. Das Ziel ist  es herauszufinden, bei welchen Verletzungsgraden das nicht-operative Management am Besten geeignet ist und welche Zusatzverletzungen bzw. bestehende Erkrankungen ein erhöhtes Risiko darstellen. In diese Studie wurden fünf Zentren aus Österreich eingebunden. Die Studienzentrale ist Graz. Die Studie wurde 2010 abgeschlossen, eine Publikation ist in Vorbereitung.

 

Orthotope chirurgische Implantation menschlicher Schilddrüsentumore in die athymische Nacktratte: ein Pilotversuch

¹O. Tsybrovskyy, ²D. Malliga, ¹M. Rößmann-Tsybrovskyy, ³G. Wolf, ³U. Gratzer, ⁴S. Uranüs, ⁵A. Kresse

¹Institut für Pathologie, ²Klinische Abteilung für Herzchirurgie, ³Allgemeinchirurgie,

⁴Sektion für Chirurgische Forschung, ⁵Institut für Pathophysiologie und Immunologie

Im Bereich der Tumorforschung sind Tiermodelle, insbesondere Xenografte menschlicher Tumore in Nagetieren, von besonderem Interesse. Sie öffnen eine unikale Möglichkeit unterschiedliche Aspekte der Tumore in vivo zu untersuchen, was beim Menschen selbst aus ethischen Gründen meistens nicht zulässig ist. Solche Tumormodelle finden vor allem bei der Entwicklung und Austestung neuer Chemotherapeutika ihre Anwendung. Als Versuchstiere werden dabei üblicherweise immundefiziente Mäuse verwendet, die keine Abstoßungs- und Tumorabwehrreaktionen entwickeln, was eine Implantation von Xenograften, insbesondere von menschlichen Tumoren, ermöglicht.

 

Sakralnervenstimulation bei Inkontinenz – Patienten

J. Pfeifer, D. Nagele-Moser, M. Y. Rigler (Sektion für Chirurgische Forschung & Klinische Abteilung für Allgemeinchirurgie

Ursachen für Inkontinenz sind Schädigungen der anatomischen Strukturen am After wie okkulte Analsphinkterverletzungen nach vaginalen Geburten, Folgen eines Insults, Schädigungen durch Diabetes mellitus, multiple Sklerose, Morbus Crohn und Colitis ulcerosa sowie chronische Entzündungen und Fisteln. Bei leichtgradiger Inkontinenz führen meist diätetische Maßnahmen, Antidiarrhoika, Beckenbodentraining und Biofeedbacktraining zum Erfolg. Seit zirka sieben Jahren werden alternativ bei therapieresistenter Inkontinenz an der Abteilung für Allgemeinchirurgie Stimulationen an den für die motorische Innervation des analen Sphinkters und Beckenbodens relevanten Sakralnerven durchgeführt. Nach 2 bis 3-wöchiger Teststimulation wird bei Verbesserung des Inkontinenzausmaßes ein permanenter Schrittmacher implantiert und mit einer Testelektrode verbunden, um so den Betroffenen wieder ein möglichst unbelastetes Alltagsleben zu ermöglichen.

 

Stammzellentherapie bei Stuhlinkontinenz
¹J. Pfeifer, ¹D. Nagele-Moser, ²A. Frudinger

¹Sektion für Chirurgische Forschung, ²Universitätsklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe

Nach einem erfolgreichen Pilotversuch, bei dem 10 PatientInnen Muskelstammzellen in den Schließmuskelapparat injiziert wurden, wird diese Therapieform nun weiter wissenschaftlich bearbeitet. Die Vorgangsweise ist die, dass Patientinnen und Patienten, die eine Schließmuskelschwäche aufgrund eines Muskelschadens aufweisen, zunächst physiologisch abgeklärt werden. Wenn kein zusätzlicher Nervenschaden nachweisbar ist, sind diese PatientInnen für die Studie tauglich. Neben Heimtraining mit Elektrostimulation wird dem/der Patienten/Patientin Muskelgewebe aus der Achselfalte entnommen, gezüchtet und vermehrt. Diese Muskelstammzellen werden wieder unter Ultraschallsicht implantiert. Laufende klinische und physiologische Kontrollen sind vorgesehen.

 

Einsatz von mit Thrombozyten angereichertem autologen Fibrin zur Förderung der Wundheilung bei chronischem Ulcus cruris venosum bei synchroner Schmerzausschaltung und Durchblutungsförderung mittels vagaler Stimulation mit P-Stim™

¹B. Binder, ²D. Nagele-Moser, ²G. Tomasch, ³A. Berghold, ¹D. Kopera, ²S. Uranüs

¹Univ. Klinik für Dermatologie und Venerologie, ²Sektion für Chirurgische Forschung,  
³Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Dokumentation

Ulcera cruris als schwerste Form der chronisch venösen Insuffizienz gehören zu den häufigsten chronischen Erkrankungen der Haut im höheren Alter (ca.1% der Bevölkerung), deren Behandlung oft Monate und Jahre beansprucht und auch die große Gefahr einer lokalen Infektion bergen und sowie mit verschiedenen Schmerzqualitäten verbunden sind. Regelmäßige Verbandwechsel durch geschultes Pflegepersonal und große Mengen an Verbandstoffen sind dazu erforderlich. Die lokale Anwendung von körpereigenem Fibrin vermag eine deutliche Verbesserung der Wundheilung zu zeigen, weshalb es bereits in der chirurgischen Routine zur Wundheilungsförderung an inneren Organen erfolgreich angewandt wird. Theoretisch lässt sich diese Wirkung durch Anreicherung des körpereigenen Fibrins mit eigenen Thrombocyten noch übertreffen. Es fehlen jedoch bisher kontrollierte, randomisierte, prospektive Studien zur Verifizierung der postulierten verbesserten Wundheilung.  Es soll zusätzlich untersucht werden, ob durch niederfrequente aurikuläre Elektrostimulation
(P-Stim™) eine Durchblutungsförderung und damit eine raschere Abheilung der Ulcera erzielt werden kann. Zusätzlich wird untersucht, ob die Schmerzintensität durch eine Elektrostimulation, die zur Ausschüttung von endogenen Opioiden führt, verringert werden kann.

Anhand dieser Studie soll die Frage beantwortet werden, durch welche dieser Behandlungsmethoden es zu einer raschen, vollständigen und dauerhaften Abheilung der Wunden und damit für die PatientInnen zu einer verbesserten Lebensqualität kommt und Kosten für Verbandsmaterial sowie Arzt- bzw. Ambulanzbesuche gespart werden können.

 

Therapie peripherer Nervenläsionen mittels einer adaptiven Nervenprothese: prospektiv randomisierte Studie an Minipigs

¹G. Tomasch, ¹D. Nagele-Moser, ²D. Rafolt, ³ J. Waldert, ⁴A. Berghold,  ⁵H. Koch,
⁵I. Justich, ⁶I. Wiederstein-Grasser, ⁷G. Bretthauer, ¹S. Uranüs

¹Sektion für Chirurgische Forschung, Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik, Medizinische Universität Wien,  ³Landesnervenklinik Sigmund Freud Graz, ⁴Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Dokumentation, ⁵Klin. Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie, ⁶Institut für Biomedizinische Forschung, ⁷Karlsruher Institut für Technologie

Bei der Behandlung einer peripheren traumatischen Nervendurchtrennung konnte bisher mit mikrochirurgischer Koaptation, die eine spezialisierte Technik darstellt und nur in Zentren mit entsprechender Infrastruktur möglich ist, eine zufriedenstellende funktionelle Regeneration erzielt werden. Ziel unserer Studie ist es eine neue Rekonstruktionsmethode mittels einer künstlichen Prothese zu entwickeln, die ohne aufwendige Technik anwendbar ist und dieselbe Behandlungsqualität bringt.

Es wird an 35 weiblichen Minipigs im Alter von ca.12 Monaten der Nervus ischiadicus durchtrennt. Nach der Randomisierung werden 15 Tiere mit der neuartigen Nervenprothese behandelt, 15 Tiere werden mittels mikrochirurgischer Koaptationsnaht versorgt und 5 Tiere werden ohne adaptive Intervention nach der Durchtrennung als Kontrollgruppe beobachtet. Während des 10-monatigen Nachbeobachtungszeitraumes werden in 8-wöchigen Abständen elektrophysiologisch die Axonaussprossung und  sonographisch die Muskelkonditionierung evaluiert. Am Studienende wird eine histopathologische Untersuchung durchgeführt.  

Bisherige Resultate ermutigen, dass die Implantation dieser Nervenprothese eine gute und effektive Regeneration herbeiführen und somit eine neue und einfach einsetzbare therapeutische Option zur peripheren Nervenläsionsversorgung darstellen könnte.

 

Einstellung der PatientInnen zur Xenotransplantation vor und nach Organtransplantation  

¹V. Stadlbauer, *P. Stiegler, ²S. Müller, ¹W. Koellner, *M. Schweiger, *M. Sereinigg,
*KH.Tscheliessnigg
*Klinische Abteilung für Transplantationschirurgie, ¹Klinische Abteilung für Hepatologie und Gastroenterology,  ²Institute of Social Medicine and Epidemiology

Xenotransplantation hätte Potenzial als eine Strategie, um den Mangel an menschlichen Spenderorganen zu überwinden. Da diese Technik wesentliche medizinische und psychologische Auswirkungen auf Patienten sowie ihre Freunde und Familien hat, ist die Einstellung dazu von PatientInnen auf der Warteliste für Spenderorgane wichtig. Wir haben daher eine einschlägige Umfrage unter PatientInnen vor und nach Organtransplantation durchgeführt. Bevor sie den Fragebogen beantworteten, wurden sie eingehend informiert.

Unsere Ergebnisse zeigten, dass 65% der Befragten mit Xenotransplantation einverstanden wären und zwar, unabhängig von Alter, Bildungsniveau oder Zustand vor bzw. nach Organtransplantation. Am häufigsten hatten die PatientInnen wegen der Übertragung von Krankheiten oder genetischem Material Bedenken, gefolgt von psychologischen und ethischen Überlegungen. Mehr PatientInnen würden eher Zellen- bzw. Gewebetransplantation als Organtransplantation akzeptieren. Die Transplantation von Pankreasinselzellen vom Schwein wird im Allgemeinen gut akzeptiert, vor allem von PatientInnen mit Diabetes Mellitus Typ II. Wir schlussfolgern, dass Xenotransplantation bei OrgantransplantkandidatInnen gute Akzeptanz findet. Wenn PatientInnen aber über den derzeitigen Stand der Forschung informiert werden, sinkt die Akzeptanzrate etwas.

 

Einflüsse des Donortypus auf Organ-Energie-Status: Lebender versus hirntoter versus herzschlagloser Spender

¹V. Stadlbauer, *P. Stiegler, ¹P. Taeubl, *M. Sereinigg, *A. Puntschart, *A. Bradatsch, ²P. Curcic, *S. Uranitsch, ³T. Seifert-Held, ⁴T. Stojakovic, *B. Leopold, *D. Blattl, *U. Mayrhauser, *B. Leber, ⁵G. Jürgens, *KH. Tscheliessnigg, ⁵S. Hallstroem

*Klinische Abteilung für Transplantationschirurgie, ¹ Department of Internal Medicine

² Klinische Abteilung für Herzchirurgie, ³Universitätsklinik für Neurologie, ⁴ Klinisches Institut für Medizinische und Chemische Labordiagnostik, ⁵Institut für Physiologische Chemie

Organe von lebenden Spendern funktionieren offensichtlich besser nach Transplantation als solche von hirntoten und herzschlaglosen Organspendern. Unsere Hypothese, dass der Hirntod den Energiestatus von Organen beeinträchtigen könnte, versuchten wir mit einem Schweinemodell durch Bestimmung des Inhaltes an Hochenergiephosphat in lebenden, hirntoten und herzschlaglosen Spendern zu bestätigen. Wir stellten fest, dass diese Hypothese, dass Hirntod bzw. Herzstillstand den Energiestatus von Spenderorganen wesentlich beeinträchtigt, nicht bestätigt werden konnte. Die negative Auswirkung von Hirntod bzw. Herzstillstand auf Transplantfunktion kann nicht mit Änderungen des Energiestatus in Verbindung gebracht werden.

 

Einfluss von oxidativen Stress und Endotoxin auf menschlichem Serumalbumin in Hirntoten

*B. Leber, ¹V. Stadlbauer, *P. Stiegler, ¹S. Stanzer, *U. Mayrhauser, *S. Koestenbauer, *B. Leopold, *M. Sereinigg, *A. Puntschart, ²T. Stojakovic, *KH. Tscheliessnigg, ³K. Oettl

*Klinische Abteilung für Transplantationschirurgie, ¹Department of Internal Medicine, ²Klinisches Institut für Medizinische und Chemische Labordiagnostik, ³Institut für Physiologische Chemie

Im gesunden Menschen wird Endotoxin von Albumin gebunden und entgiftet. Oxidativer Stress führt zur Eiweißoxidierung und beeinträchtigt so die Bindungsfähigkeit des Albumins. Das, zusammen mit vermehrter Permeabilität des Darms, führt zum Vorkommen von Endotoxin im systemischen Blutkreislauf und zur Beeinträchtigung der Organfunktion. Unsere Hypothese war, dass diese Vorgänge in hirntoten Organspendern stattfinden. Unsere Studie umfasste 84 hirntote Organspender, die nach Länge des ICU-Aufenthaltes kategorisiert wurden und zeigte, dass oxidativer Stress und systemische Endotoxämie in hirntoten Organspendern vorhanden sind und das Überleben der Organempfänger beeinflussen könnten. Erhöhte Darmpermeabilität und verminderte Albuminbindungsfähigkeit aufgrund der erhöhten Oxidierung von Albumin könnten zu den hohen Endotoxinspiegeln führen.

 

Die Schaffung eines Schweinemodells für einen Organspender mit nichtschlagendem Herz (NHBD)

P. Stiegler (Klinische Abteilung für Transplantationschirurgie

Wegen des Mangels an menschlichen Spenderorganen werden mögliche Alternativen untersucht. In den letzten Jahren gab es großes Interesse an Spendern mit nicht schlagendem Herzen (NHBD), wofür ein Modell mit einem großen Tier hilfreich wäre. Uns ist es gelungen, in unserm Labor ein NHBD-Schweinemodell zu schaffen, das es uns ermöglichen wird, die Qualität von NHBD-Spenderorganen genauer zu charakterisieren sowie die Lagerbedingungen und Spenderbehandlung besser zu evaluieren.

 

Schaffung eines Schweinmodells für einen hirntoten Organspender

P. Stiegler (Klinische Abteilung für Transplantationschirurgie)

Einige Faktoren mit Einfluss auf Organqualität und Empfängerüberleben nach Multiorganspenden und –Transplantation sind noch unbekannt und schwer im Menschen zu untersuchen. Wir schafften daher ein Hirntod-Spendermodell in Schweinen zur Durchführung von detaillierten Untersuchungen der Wirkungen und der Pathophysiologie nach dem Hirntod und zur Evaluierung von neuen Strategien, um die Organqualität zu steigern und sogar um den Spenderpool zu vergrößern.

 

Ist eine 10-minutige berührungsfreie Zeit für die herzschlagfreie Organspende ausreichend?

²P. Stiegler, ¹V. Stadlbauer, ²M. Sereinigg, ²A. Puntschart, ³T. Seifert-Held,

²B. Leopold, ²D. Blattl, ²U. Mayrhauser, ²B. Leber, KH. Tscheliessnigg²

¹Department of Internal Medicine, ²Division of Transplantation Surgery, Department of Surgery, ³Department of Neurology

Um den Spenderpool zu vergrößern, werden wegen des Mangels an menschlichen Spenderorganen herzschlagfreie Organspenden untersucht. Die diesbezügliche Maastricht-Kriterien (I-V) sind klar aber schwer durchführbar. Wir simulierten NHBD in 26 Schweinen, um die Hirntätigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten nach Herzstillstand mit anschließender erfolgreicher Wiederbelebung zu untersuchen. Die EUROTRANSPLANT-Definition von 10-minutiger berührungsfreier Zeit nach Herzstillstand scheint ausreichend zu sein, um die Abwesenheit von Aktivität sowohl im Hirn als auch im Hirnstamm zu garantieren. Kürzere berührungsfreie Zeiten wären möglich aber ethisch nicht zu rechtfertigen.

 

In vivo Prüfung biologischer Agonisten des Angiotensinrezeptors MAS

¹M. Schwarz, ¹H. Mueller, M. Lamacie (Brasilien), ²J. Greilberger,
¹KH. Tscheliessnigg,  R. Santos (Brasilien)

¹Division of Transplantation Surgery, ²Department of Physiological Chemistry

Das Myocard kann kurze Perioden (bis 15 Minuten) totaler myokardialer Ischämie ohne Kardiomyozytentod bzw. Reperfusionsschaden tolerieren. Die für die Myokardschädigung verantwortlichen Mechanismen sind die Bildung von freien Sauerstoffradikalen, Kalziumüberschuss, neutrophile Myokard- bzw. Endothelialschäden, progressive Abnahme des mikrovaskulären Flusses zum reperfundierten Myokard und Erschöpfung der energiereichen Phosphatreserven. Die Studie wird anhand eines heterotopen Rattenherztransplantmodells die Wirkungen ver-schiedener bioaktiven Peptide untersuchen. Weiters werden derzeitig Protokolle für die klinische Anwendung entwickelt.

 

Isolation und Charakterisierung von fetalen und adulten Endothelzellen aus verschiedenen Gefäßstromgebieten

¹A. Schweizer, ²M. Schwarz, ²K. Tscheliessnigg, ¹G. Dohr, ¹I. Lang.

¹Institute of Cell Biology, Histology & Embryology, ²Division of Transplantation Surgery

Endothelzellen kleiden die innere Oberfläche von Blutgefäßen aus und sind an einer Vielzahl physiologischer Prozesse beteiligt. So regulieren sie unter anderem den Stoffaustausch zwischen Gewebe und Blut, beeinflussen den Gefäßtonus, aktivieren oder hemmen den Gerinnungsprozess und spielen auch eine wichtige Rolle bei Entzündungsvorgängen.

Wir haben eine Methode etabliert arterielle und venöse Endothelzellen aus verschiedenen Gefäßgebieten zu isolieren, mit dem Ziel organ- spezifische Unterschiede zu beschreiben und in weiterer Folge auch den Phenotyp zwischen adulten und fetalen Endothelzellen zu vergleichen.

Weiters haben wir die Effekte, ausgelöst durch Hypoxie, auf die Morphologie, die Entwicklungs- und Lebensfähigkeit der Zellen untersucht.

Adulte arterielle und venöse Endothelzellen (a-AEC und a-VEC) wurden aus verschiedenen Gefäßen von Organspendern gewonnen, fetale arterielle und venöse Zellen (f-AEC und f-VEC) aus der Plazenta durch Perfusion der Gefäße mit einer enzymatischen, Kollagenase II enthaltenden, Lösung.

Unsere Daten zeigen und beweisen die Heterogenität zwischen fetalen und adulten Stammzellen sowohl unter Normoxie, als auch Hypoxie.

Der genaue Einfluss von Hypoxie auf das Differenzierungspotential der Endothelzellen wird in Folgestudien untersucht werden.

 

Auswirkung von chronischer Sanopal® Behandlung auf den Schweregrad Cyclosporin- A induzierter Nephropathie sowie die Herzfunktion in Ratten

¹M. Schwarz, ²T. Wiener, ²R. Arnold, ²E. Hofer, ³J. Greilberger, ⁴A.  Meinitzer,

¹S. Schaffer, ⁵I. Lang,  ¹KH. Tscheliessnigg.

¹Division of Transplant Surgery, ²Department of Physics and Biophysics, ³Department of Physiological Chemistry, ⁴Clinical Institute for Chemical and Laboratory Medicine, ⁵Department of Histology and Embryology

Immunsuppressive Therapie, vor allem der Gebrauch von Calcineurininhibitioren (Cyclosporin A), führen nach Transplantation solider Organe oft zu dialysepflichtigen Nierenfunktionsstörungen. Histologisch finden sich im Gewebe schwere Tubulusatrophien, Fibrose des Interstitiums sowie fokale Hyalinosen der Vasa afferentes der Glomeruli. Sehr früh in der Genese der Nierenfunktionsstörung, ab einer Einschränkung der glomerulären Filtrationsrate auf 75 ml/min, findet sich zusätzlich ein erhöhtes Risiko eines cardiovaskulären Ereignisses.

Ein der Cyclosporin-Schädigung zugrundeliegender Mechanismus beruht auf der vermehrten Bildung von freien Sauerstoffradikalen. In der vorliegenden Studie werden die Effekte einer chronischen antioxidativen Behandlung der Versuchstiere mit Sanopal® auf den Schweregrad der Nephropathie sowie die Herzfunktion untersucht.

 

Retrospektive Analyse des Zellumsatzes im menschlichen

¹Sofia Zdunek, ¹Olaf Bergmann, ²Michaela Schwarz, ¹Jonas Frisen

¹Karolinska Institute, Stockholm, ²Klinische Abteilung für Transplantationschirurgie

Die Möglichkeit der Myozyten Regeneration in Säugetierherzen wurde bis dato kontrovers diskutiert. Dies beruht vor allem auf der Tatsache, dass keine geeigneten Methoden zur genauen Altersbestimmung der Zellen vorhanden waren bzw. der Einsatz valider Messmethoden für menschliches Gewebe nicht geeignet war.

Am Karolinska Institut wurde während der letzten Jahre eine Methode entwickelt, mit Hilfe derer bereits der Zellumsatz im gesunden menschlichen Herzen gemessen wurde. In der vorliegenden Kooperationsstudie wird nun das Regenerationspotential von Myozyten in pathologischen Herzen untersucht.

 

EuroSTEC: Weichteilgewebegewinnung zur Therapie der angeborenen Geburtsdefekte bei Kindern: von Biomatrix über Zelleninteraktion und Modellsystem zu klinischen Versuchen

A. Saxena

Das EuroSTEC-Projekt beschäftigt sich mit Gewebe-Engineering und regenerativer Medizin. Organknappheit ist wegen der unterschiedlichen Organgrößen ein größeres Problem in der pädiatrischen Altersgruppe als unter Erwachsenen. Wichtige Syndrome wirken sich auf verschiedene Organe aus, mit zusätzlichen Komorbiditäten in angeborenen Missbildungssyndromen und stellen ein geändertes Milieu für das Biomaterial oder bearbeitetes Gewebe dar. Eine bestimmte angeborene Missbildung kann in einem Säugling verschiedentlich ausgeprägt sein, je nach Schweregrad des Defekts, Organbeteiligung und Vorhandensein von Begleiterkrankungen. Da die Forschung in Gewebe-Engineering und regenerativer Medizin sich derzeit vor allem mit spezifischen Organen beschäftigt, legt EuroSTEC derzeit das Hauptaugenmerk auf die weichen Organe und ihre vielfältige Beteiligung an angeborenen Missbildungen.

 

GIDEON II – Arterielle Blutglukosemessung in Schweinen

¹E. Svehlikova, ¹A. Tuca, ¹E.M. Pichler, ¹B. Kiefer, ¹S. Korsatko, ²G. Bauer, ²M. Pösinger, ² H. Köhler, ^1,2 M. Ellmerer, ¹T.R. Pieber

¹Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel , ²BBraun, Melsungen, Germany

Diverse Studien haben gezeigt, dass eine Blutzuckernormalisierung bei schwerkranken PatientInnen einen positiven Einfluss auf klinische Parameter wie Morbidität und Mortalität haben kann. Deswegen gab es erhebliche Anstrengungen Glukose-Sensoren zu entwickeln, welche effizient und sicher in der Intensivmedizin angewendet werden können. Damit man nun in der Lage ist die hohen Sicherheits- und Qualitätsansprüche zu erfüllen, ist es auch notwendig die Stabilität und Genauigkeit der entwickelten Sensoren nachzuweisen, bevor sie im klinischen Alltag verwendet werden können.

Ziel des Experiments war es, das bereits verbesserte und weiterentwickelte >TG+ Konzept< in Bezug auf Genauigkeit und Stabilität zu testen. Die Versuche mit den Glukose-Sensoren wurden im Schweinemodell im Vollblut unter ähnlichen Bedingungen wie auf der Klinik durchgeführt.

Der TG + Sensor (© BBraun) wurde bei 10 gesunden Schweinen in 10-Stunden-Glukose-Clamp-Experimenten mit wechselnden Glukosekonzentrationen (Normo-, Hypo- und Hyperglykämie) und mit wechselndem arteriellen Sauerstoffpartialdruck (Normo-, Hypo- und Hyperoxämie) ausgewertet.

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie werden dazu beitragen, das System weiterzuentwickeln und für den klinischen Bereich einsatzbereit zu machen.

 

Milde Hypothermie zur Therapie des akut ischämischen Herzversagens

¹H. Post, ²H. Mächler, ²S. Huber, ¹Michael Schwarzl, ¹B. Pieske

¹Klinische Abteilung für Kardiologie, ²Klinische Abteilung für Herzchirurgie

Die Induktion einer milden Hypothermie (MH, 33°C) ist die erste Therapieoption, welche die Ausprägung der hypoxischen Hirnschädigung nach Herz-Kreislaufstillstand wirksam mindern kann und wurde daher 2005 in die intensivmedizinischen Leitlinien aufgenommen. In einem Tiermodell (Schwein) konnten wir zudem bereits zeigen, dass MH die myokardiale Inotropie sowohl in gesunden als auch in wiederbelebten Herzen steigert (Linksverschiebung der Druck-Volumen-Beziehung) und den Ganzkörper-Sauerstoffbedarf um 6% /°C senkt. Eine gleichzeitig auftretende diastolische Dysfunktion wird durch eine spontane Bradykardie kompensiert. Wir konnten nun in einer weiteren Versuchsreihe auch während akut ischämischen Herzversagens (koronare Mikroembolisation) eine verbesserte Gesamtkörper-Sauerstoffbilanz durch MH nachweisen. Das geringe Herzzeitvolumen während MH wird durch die ausgeprägte Abnahme des Gesamtkörper-Sauerstoffbedarfs mehr als kompensiert. Darüber hinaus wird ein Abfall des mittleren aortalen Drucks auf kritische Werte verhindert. Die Induktion der MH könnte daher eine therapeutische Option für das akut ischämische Herzversagen und den kardiogenen Schock per se darstellen.

 

Minimal invasive extrakorporale Zirkulation (MECC) versus konventionelle extrakorporale Zirkulation (Herz-Lungen-Maschine/HLM): Unterschied in der organbezogenen Messung von Sauerstoff- und Kohlendioxidpartialdruck – eine tierexperimentelle herzchirurgische Studie

*I. Ovcina, *P. Curcic, *A. Koköfer, *M. Erker, *R. L. Kupsa, *D. Dacar, ¹J. Krumnikl, ²K. Pfurtscheller, *H. Suppan, ³M. Cajlakovic, ³V. Ribitsch, *KH. Tscheliessnigg,
*I. Knez

*Klinische Abteilung für Herzchirurgie, ¹Klinische Abteilung für Anästhesie, ²Universitätsklinik für Kinder– und Jugendheilkunde, ³Joanneum Research, Karl-Franzens-Universität Graz

Erst seit kurzer Zeit wird ein neues System entwickelt, ein miniaturisiertes Modell der HLM (Herz-Lungen-Maschine), das sogenannte MECC System (Minimal Extracorporeal Ciruculation System) bzw. „Resting-Heartsystem“. Hierbei handelt es sich um ein minimales geschlossenes EKZ-System mit einer speziellen Carmeda Beschichtung aller Komponenten.

Zusammenfassend verspricht das MECC-System folgende Vorteile, welche jedoch bis jetzt klinisch in randomisierten Studien schwer zu beweisen waren: Carmeda Beschichtung, kein Blut-Luft Kontakt (geschlossenes System), geringere Hämolyse, niedrigeres Primingvolumen, höhere Hämatokritwerte, kein Fremdblut notwendig, niedrigere Laktat-Werte.

Soweit wir aus unseren bisherigen Ergebnissen schließen können, ist die Verwendung photochemischer Sonden zur Messung von Sauerstoff- und Kohlendioxidpartialdruck im Zentralnervensystem, Myokard- und Leberparenchym unter extrakorporaler Zirkulation äußerst vielversprechend, um Stoffwechselveränderungen und Unterschiede in der Gewebsoxygenierung objektiv darstellen zu können. In unserem Folgeversuch versuchen wir dieses von uns konzipierte Minimodell auf ganz kleine Versuchstiere (bis 10 kg) umzubauen, was technisch (verschiedene Oxygenatoren von verschiedenen Erzeugern) und methodisch (ein derartiges Minimodell für den Einsatz bei Herzoperationen an Kindern mit angeborenen Missbildungen gibt es weltweit noch gar nicht) sehr aufwendig ist.

 

Die ideale Strömungsgeometrie in Bypässen

¹H. Mächler, ¹K. Meszaros, ²R. Rienmüller, ³G. Leitinger, A. Vötsch C.m.
¹Klinische Abteilung für Herzchirurgie, ²Abteilung für allgemeine radiologische Diagnostik, ³Core Facility Ultrastrukturanalyse

In einem Tierversuchsmodell mit New Zealand White Kaninchen werden die strömungsgeometrischen Eigenschaften verschieden gekrümmter Bypassverläufe mittels einer speziellen MR-Untersuchung analysiert.

Über eine laterale Thorakotomie wird die Aorta abdominalis retroperitoneal aufgesucht, abgeklemmt und die Aorta eines anderen Kaninchens in jeweils einer der zu untersuchenden Krümmungsverläufe (die Krümmung wird zuvor berechnet und über eine dreidimensionale Schablone markiert) End zu End anastomosiert. Die Strömungsprofile werden visualisiert und analysiert, nach drei Monaten wird die Aorta entnommen und histologisch aufgearbeitet.

Durch diesen Zusammenhang soll ein der Natur möglichst entsprechender, strömungsgeometrisch idealer Bypassverlauf gefunden werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend in koronarchirurgischen Patienten zur Anwendung kommen und weiterführend evaluiert werden.

 

CNP-Suprasorb Studie am Tiermodell. Kontinuierliche Unterdrucktherapie im Abdomen

T. Auer, M. Rigler, A. Wels (Klinische Abteilung für Allgemeinchirurgie)

Die Tierversuchsreihe (7 Hausschweine) konnte erfolgreich abgeschlossen und die Auswertung vervollständigt werden. Nach einer Behandlungsdauer durch abdominelle Unterdrucktherapie von 8 Stunden wurden die makroskopischen Auswirkungen der Folie im Abdomen studiert und anschließend histologisch untersucht. An den Applikationsorten Leber, Pankreas, Dünndarmanastomose, Dickdarmnaht wurden keine Schäden festgestellt, die Darmnähte zeigten einen Heilungseffekt. Histologisch blieben die Organe und Darmwände frei von Mikrozirkulationsschäden und Zeichen. Die Anwendung zeigte insgesamt ein positives Ergebnis, sodass im Juni 2010 eine Anwendungsstudie am Patienten begonnen werden konnte. Die Ergebnisse an Einzelbeobachtungen bestätigten die Erfahrungen am Tiermodell.