FAQ: Antikoagulation

1. Worin liegen die Ursachen für die Bildung von Thromben bei Medizinprodukten mit Blutkontakt, wie lassen sich Thrombosen verhindern?

Die Bildung von Thromben ist eine häufige Ursache für das Versagen von Medizinprodukten mit Blutkontakt.¹ Blut setzt sich aus Zellen und Blutplasma zusammen. Plasma enthält unterschiedliche Proteine, und es wird angenommen, dass die schnelle Adsorption dieser Plasmaproteine an nicht-biologischen Oberflächen die Thrombusbildung einleitet. Die Adsorption von Proteinen an nicht-biologischen Oberflächen fördert die Adhäsion und Aktivierung von Thrombozyten, Leukozyten und der Gerinnungskaskade, was zur Bildung von Thromben führt.

Zu den Maßnahmen zur Verhinderung der Thrombenbildung bei Medizinprodukten mit Blutkontakt, wie der Impella® Herzpumpe, gehört die Verabreichung von Gerinnungshemmern wie Heparin und direkten Thrombininhibitoren.

Die Virchow'sche Trias besagt, dass drei Faktoren für die Entstehung einer Thrombose von entscheidender Bedeutung sind: Stauung, Aktivierung der Blutgerinnung und Endothelverletzungen  oder Fremdmaterialoberflächen bei Geräten. Speziell für die Impella Herzpumpe ist die Oberfläche, die eine Thrombenbildung ermöglicht, im Vergleich zu anderen Geräten, wie z. B. langlebigen LVADs, kleiner. Dadurch wird das Flüssigkeitsflussprofil der Impella Herzpumpe optimiert, sodass sie Bereiche mit geringer Wandschubspannung, die eine Stauung und folglich vielleicht eine Thrombose auslösen könnten, möglichst vermieden.

2. Warum ist bei Impella Herzpumpen eine systemische Antikoagulation erforderlich?

Die Impella Pumpe besteht aus einer intravaskulären mikroaxialen Blutpumpe und einer Kanüle, durch die Blut aus dem linken Ventrikel angesaugt und in die aufsteigende Aorta ausgestoßen wird. Unter systemischer Antikoagulation versteht man die systemische Verabreichung von Medikamenten wie Heparin, um das Risiko einer Thrombusbildung entlang des Katheters oder am Gehäuse der Pumpe zu verhindern oder zu verringern. Die Gründe für weitere Zusätze in der Purgeflüssigkeit, wie z. B. Heparin, werden in einer separaten Frage behandelt.

3. Warum sind weitere Zusatzstoffe in der Purgeflüssigkeit erforderlich?

Weitere Zusätze wie Heparin sind in der Purgeflüssigkeit erforderlich, um die folgenden zwei wichtigen Bereiche der Pumpe von Ablagerungen freizuhalten: den kleinen radialen Purgefluss-Spalt zwischen der Rotorwelle und dem Gleitlager im Pumpenmotor sowie den axialen Spalt zwischen dem Gleitlager und der Rückseite des Impellers. Sobald Blut in den Impella Katheter gelangt, fließt eine Purgelösung in die dem Blut entgegengesetzte Richtung, um eine Druckbarriere zu schaffen, die verhindert, dass Blut in den Impella Motor gelangt.² Heparin in der Purgelösung verbessert den Schutz gegen das Eindringen, die Adsorption, Ablagerung und Gerinnung von Blutbestandteilen. Es verbessert auch die Lebensdauer der Lager der Impella Herzpumpe.

4. Wie hoch ist die empfohlene Heparinkonzentration in der Purgelösung bei Impella Herzpumpen?

Die empfohlene Purgelösung für Impella Herzpumpen setzt sich aus 25 E/ml* unfraktioniertem Heparin mit 5 % Glukose in Wasser (G5W) zusammen. Es ist wichtig zu beachten, dass keine Kochsalzlösung in der Purgelösung verwendet werden sollte, da sie die Lebensdauer des Motors beeinträchtigen kann. Die Glukosekonzentration der Purgelösung bestimmt die Viskosität und die Flussrate der Purgeflüssigkeit. Studien deuten darauf hin, dass niedrigere Glukosekonzentrationen, wie z. B. 5 % (G5W), weniger viskos sind und schnell durch das Purgesystem fließen, wodurch die Menge des abgegebenen Heparins erhöht wird.² Höhere Glukosekonzentrationen, wie z. B. 20 % (G20), sind dagegen zähflüssiger und führen zu einer langsameren Flussrate im Purgesystem und einer geringeren Heparininfusion. Ein Wechsel von 20 % auf 5 % Glukose führt zu einem Anstieg der Durchflussraten um etwa 30–40 %. Daher wird vorgeschlagen, dass höhere Glukosekonzentrationen bei Patienten verwendet werden können, die höhere ACT- oder aPTT-Werte aufweisen oder bei denen ein geringerer Antikoagulationsbedarf zu erwarten ist, wie z. B. bei Patienten mit geringerer Körperoberfläche (KOF).

*G5W mit Heparin 25 E/ml oder 50 E/ml ist akzeptabel.

5. Wie erfolgt die Antikoagulation in Verbindung mit Impella Herzpumpen?

Während des Einsetzens der Vorrichtung ist die Verabreichung eines Heparinbolus erforderlich, um eine aktivierte Gerinnungszeit (ACT) von 250 Sekunden oder mehr zu erreichen. Wenn der Patient mit Glykoprotein-IIb/IIIa-Inhibitoren behandelt wurde, beträgt die empfohlene ACT 200 Sekunden oder länger. Die Impella Herzpumpen benötigen einen bestimmten Purgedruckbereich (300–1100 mm Hg) für einen optimalen Pumpenfluss und einen bestimmten systemischen ACT-Antikoagulationsbereich (160–180 Sekunden) für eine optimale und anhaltende Funktion. Studien berichten von aPTT-Zielwerten zwischen 55 und 80 Sekunden mit optimalen Ergebnissen.^3-6 Die Entwicklung von Dosierungsnomogrammen zum Erreichen der Zielparameter für die Antikoagulation ist für die Optimierung der Patientensicherheit mit Heparin unerlässlich.

Die Impella Herzpumpen verfügen über eingebaute Drucksensoren, über die das Gerät den Purgefluss automatisch zwischen 2 und 30 ml/h einstellt und anpasst, um den angemessenen Purgedruckbereich aufrechtzuerhalten. Bei einigen Patienten, z. B. solchen mit geringer Körperoberfläche, kann der Zielbereich der Antikoagulation allein durch Heparin in der Impella Purgelösung erreicht werden. Bei den meisten Patienten wird gleichzeitig systemisches (nicht-Purge) Heparin eingesetzt, um die angestrebte Antikoagulation zu erreichen. Unabhängig davon muss bei der Berechnung der Gesamtheparinexposition und -dosierung für den Patienten sowohl das Heparin in der Purgeflüssigkeit (das letztlich ebenfalls systemisch abgegeben wird) als auch das zusätzliche systemische Heparin berücksichtigt werden. Dies ist für die Patientensicherheit von größter Bedeutung, um eine Überantikoagulation des Patienten zu vermeiden. Die Gesamtdosis an Heparin, die sowohl systemisch als auch über die Purgelösung verabreicht wird, wird durch Addition der Heparinmenge in der Impella Purgelösung und der systemischen Heparininfusion berechnet.

6. Gibt es Alternativen zu Heparin bei der Verwendung von Impella Herzpumpen?

Heparin ist das einzige Antikoagulans, das von der FDA zur Verwendung in der Impella Purgelösung zugelassen ist. Wenn ein Patient, z.B. aufgrund einer Heparin-induzierten Thrombozytopenie (HIT) Heparin nicht verträgt, wird empfohlen, eine Purgelösung ohne Gerinnungshemmung zu verwenden und die Behandlung mit dem alternativen systemischen Antikoagulans fortzusetzen.  Impella Herzpumpen wurden nicht mit DTIs in der Purgelösung getestet, und neuere Daten deuten darauf hin, dass sie als Zusatz für die Purgelösung suboptimal sein könnten. Daher wird die Zugabe von DTIs wie Argatroban oder Bivalirudin in die Impella Purgelösung nicht empfohlen⁸. Zusätzliche medizinische Informationen über Alternativen zu Heparin bei der Spülung mit Impella Herzpumpen können hier oder bei Medical Affairs von Abiomed angefordert werden: [email protected].

Die systemische Verabreichung eines alternativen Antikoagulans wie z. B. eines direkten Thrombininhibitors (DTI) sollte in Betracht gezogen werden, wenn ein Patient Heparin nicht verträgt.⁴