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URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2005/2049/


Randomisierte Untersuchung über die Ödementwicklung nach kardiochirurgischen Eingriffen bei Säuglingen und Kleinkindern mit angeborenen Herzfehlern nach Faktor XIII-Substitution und Placebogabe

Grabarkiewicz, Justyna


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Faktor XIII , Ödembildung , sekundärer Thoraxverschluss , cardiopulmonaler Bypass
Freie Schlagwörter (Englisch): congenital heart disease , cardiopulmonary bypass , myocardial and generalized edema , factor XIII
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Zentrum für Kinderheilkunde und Jugendmedizin ; Medizinisches Zentrum für Chirurgie, Anaesthesiologie und Urologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 02.03.2005
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 29.03.2005
Kurzfassung auf Deutsch: Das Auftreten von myokardialen und generalisierten Ödemen nach operativen Korrekturen von angeborenen Herzfehlern ist ein bekanntes und besonders in der pädiatrischen Kardiochirurgie häufiges Problem [2, 39, 78]. Neben einer oftmals hochgradig eingeschränkten Kontraktilität des Myokards und der folglich reduzierten Herzfunktion ist die Verhinderung des unmittelbaren, primären Thoraxverschlusses eine mortalitätserhöhende Folgekomplikation der myokardialen Ödementwicklung [2]. Bisher sind sowohl ödemgenerierende Ursachen als auch die zugrundeliegende Pathophysiologie noch nicht vollständig geklärt, diesbezügliche Untersuchungen lassen jedoch vermuten, dass sich ein kardiales oder generalisiertes Ödem auf dem Boden einer durch verschiedene Mediatoren induzierten endothelialen Schrankenstörung entwickelt [42, 53, 75].


Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass eine erhöhte und somit schwellungsbegünstigende Endothelpermeabilität durch Faktor XIII im Sinne einer permeabilitätsprotektiven Wirkung positiv beeinflusst wird [44, 76, 82, 106, 110].

Die Ergebnisse einer klinischen Prospektivstudie an Neugeborenen und Kleinkindern nach kardiochirurgischen Korrekturoperationen ergaben, dass eine präoperativ geminderte Faktor XIII- Aktivität neben den Faktoren wie Bypassdauer und Freisetzung von permeabilitätserhöhenden Mediatoren ebenfalls einen wesentlichen Risikofaktor für die Ödementwicklung darstellt [108].


Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht, ob durch eine präoperative Erhöhung der Faktor XIII- Aktivität durch Verabreichung von Faktor XIII- Konzentrat die Ödemneigung und Schwellungshäufigkeit bei Säuglingen und Kleinkindern nach herzchirurgischen Korrekturen positiv beeinflusst werden kann.

Die Untersuchung von 37 Kindern mit zyanotischen Herzvitien macht deutlich, dass eine Schwellungsreaktion generell unabhängig von der Faktor XIII- Aktivität bei Kindern bereits intraoperativ oder im postoperativen Verlauf auftreten kann, die Inzidenz und Ausprägung der myokardialen Schwellung aber durch eine Erhöhung der präoperativen Faktor XIII- Aktivität signifikant gemindert werden kann (Kap.3.2.1). Auch bei Kindern, die unmittelbar postoperativ keine ausgeprägte kardiale Schwellung aufwiesen und deren Thorax somit primär verschlossen werden konnte, ließ sich mittels Weichteilecho und Umfangmessung eine leichtgradige Zunahme der Weichteildicke feststellen (Kap.3.2.2).


Mit Hilfe der Diskriminanzanalysen wurden demographische, intraoperative und Verlaufsparameter zusammengefasst und überprüft, inwieweit diese ödembezogenen Variablen eine korrekte Einordnung der Patienten in die entsprechende Gruppe zulassen. Unter Beachtung der jeweiligen Wahrscheinlichkeit für eine zufällig richtige Zuordnung wiesen die Klassifizierungsergebnisse einen Einfluss der kardiopulmonalen Bypassdauer und der Faktor XIII- Substitution auf die Ödementwicklung nach.


Präventive oder therapeutische Maßnahmen wurden bisher nur auf experimenteller Basis oder in Einzelfällen versuchsweise angewandt, wirksame und allgemeingültige Behandlungsmöglichkeiten sind jedoch noch nicht bekannt. Die nach Erhöhung der Faktor XIII- Aktivität beobachtete geringere Häufigkeit des sekundären Thoraxverschlusses lässt einen Effekt des Gerinnungsfaktors XIII auf die Ödementwicklung vermuten. Um diese Ergebnisse, die eine klinische Anwendung von Faktor XIII bei endothelialen Schrankenstörungen möglicherweise sinnvoll erscheinen lassen, zu verifizieren, sind weitere Studien mit größeren Patientenzahlen notwendig.
Kurzfassung auf Englisch: Myocardial swelling and generalized edema after cardiopulmonary bypass surgery, especially in children with congenital heart disease, is a serious and common complication [2, 39, 78]. Impaired ventricular function due to reduced myocardial contractibility as well as delayed sternal closure with its potential risks including sepsis, mediastinitis, bleeding, and late sternal instability cause significant morbidity and increasing mortality [2]. Yet, the pathophysiologic mechanisms underlying edema formation and the related inflammatory process are poorly understood.

Different studies suggest that increased endothelial permeability resulting in capillary leakage is based on endothelial barrier dysfunction which is induced by circulating mediators of an inflammatory process [42, 53, 75]. Previous experimental investigations have shown that activated Factor XIII has a stabilizing effect on endothelial barrier function [44, 76, 82, 106, 110] . Results of clinical studies revealed that Factor XIII- deficiency, as well as the duration of cardiopulmonary bypass and the release of permeability increasing mediators, is also an important risk factor for edema development in children after open heart surgery [108].

The aim of the present study was to investigate whether preoperative elevation of Factor XIII activity has a beneficial influence on intra- and postoperative edema formation. We evaluated 37 newborns and children undergoing surgery for congenital heart disease with regard to incidence and extent of swelling. 18 children were preoperatively randomised and systemically substituted with Factor XIII concentrate, 19 children received a placebo.

Our results show a general occurrence of swelling and edema formation in all children independent of the preoperative level of Factor XIII activity, but there was a significantly lower incidence of delayed sternal closure as a result of reduced occurrence and lesser extent of myocardial edema in the substituted group. In accordance with previous studies, the statistical analysis of our data showed that Factor XIII substitution and bypass time have an effect on endothelial permeability and edema formation. So far, preventive or therapeutic substitution of Factor XIII in patients under-going heart surgery is only used on an experimental basis. Thus, our studies suggest that clinical usage of Factor XIII for the prevention of endothelial barrier dysfunction and of edema formation might be beneficial, however further research is necessary to verify these results.