Ergebnisse der Chirurgie und Orthopädie

362 Pages·1971·13.25 MB·English

by  Wolfgang Seidel (auth.), B. Löhr, Å. Senning, A. N. Witt, M. Trede (eds.)

ERGEBNISSE
DER CHIRURGIE UND
ORTHOPADIE
BEGRUNDET VON
E. PA YR UNO H. KaTTNER
HERAUSGEGEBEN VON
B. LOHR A. SENNING A. N. WITT
KIEL ZURICH MUNCHEN
SCHRIFTLEITER: M. TREDE, HEIDELBERG
BAND 55
MIT 100 ABBILDUNGEN
SPRINGER -VERLA G
BERLIN· HEIDELBERG· NEW YORK 1971
Die Reihe "Ergebnisse der Chirurgie und Orthopii.die" stellt mit diesem Band ihr
Erscheinen ein. Die Aufgabe einer zusammenfassenden Informierung iiber Ergeb-
nisse und Fortschritte in Chirurgie und Orthopii.die werden in Zukunft von den
bereits bestehenden folgenden Zeitschriften erfiillt:
Der Chirurg
Langenbecks Archiv fiir klinische Chirurgie
Archiv fiir orthopadische und Unfall-Chirurgie
ISBN-13: 978-3-642-95210-4 e-ISBN-13: 978-3-642-95209-8
DOl: 10.1007/978-3-642-95209-8
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© by Sprlnger-Verlag Berlin' Heidelberg 1971
Softcover reprint ofthe hardcover lst edition 1971
Library of Congress Catalog Card Number CA 24-295.
Die Wledergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtlgt
auch ohne besondere Kennzeichnung nlcht zu der Annahme, daB solche Namen 1m Sinn der Warenzeichen- und
Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wiren und daher von jedermann benutzt werden dilrften
Universltitsdruckerel H. Stllrtz AG, Wilrzburg
Inhalt
Herzklappenprothesen. Ergebnisse und Moglichkeiten der Verbesserung.
Von W. SEIDEL 1
Wiederbelebung des Warmbliiterherzens nach Ischamie unter Beobachtung
Von Funktion und Stoffwechselbefunden. Tierexperimentelle Untersuchungen
von H. MERGUET 72
Problematik und Klinik der Kardiainsuffizienz mit und ohne Hiatushernie
im Kindesalter.
Von B. H. BELOHRADSKY und W. CH. HECKER 123
Untersuchungen zur Charakteristik des mechanischen Ileus in den verschie-
denen Altersgruppen.
Von W. MENGEL, W. CH. HECKER, J. DUDECK, R. FRITSCHE und S. NUSSELT 195
Femoropatellargelenk und Osteochondrosis dissecans.
Von E. MAY 236
Namenverzeichnis 329
Sachverzeichnis 354
Mitarbeiter
Dr. B. H. BELOHRADSKY, Kinderchirurgische Klinik der Universitats-Kinder-
klinik Miinchen im Dr. von Haunerschen Kinderspital, 8000 Miinchen 15,
LindwurmstraBe 4
Frau Dr. R. DIEHM-FRITSCHE, 6906 Leimen, HirtenwiesenstraBe 26
Priv.-Doz. Dr. J. DUDECK, Institut fUr Medizinische Statistik und Dokumentation
der Universitat Mainz, 6500 Mainz, LangenbeckstraBe 1
Professor Dr. W. CH. HECKER, Direktor der Kinderchirurgischen Klinik der Uni-
versitats-Kinderklinik Miinchen im Dr. von Haunerschen Kinderspital,
8000 Miinchen 15, LindwurmstraBe 4
Priv.-Doz. Dr. EUGEN MAY, Oberarzt an der Chirurgischen Universitats-Klinik,
2300 Kiel, HospitalstraBe 40
Dr. W. MENGEL, Alder HeyChildrens Hospital, Eaton Road, LiverpoolL 12 2APj
England
Priv.-Doz. Dr. HANS MERGUET, Stadtische Krankenanstalten, Chirurgische Klinik
und Poliklinik, 4000 Diisseldorf, MoorenstraBe 5
Dr. S. NUSSELT, Kreiskrankenhaus, 6508 Alzey, Am Kalkofen 3
Priv.-Doz. Dr. W. SEIDEL, Oberarzt an der Chirurgischen Universitats-Klinik,
3550 MarburgjLahn, Robert-Koch-StraBe 8
Herzklappenprothesen
Ergebnisse und Moglichkeiten der Verbesserung* **
WOLFGANG SEIDEL
Mit 25 Abbildungen
Inhalt
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2
1. tlberblick iiber die wichtigsten Prothesenmodelle und die bisherigen klinischen
Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2
A. Historischer Riickblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
B. Die wichtigsten Typen kiinstlicher Herzklappen . . . . . . . 4
C. Gegenwartiger Anwendungsbereich der Herzklappenprothesen . 7
D. Bisherige klinische Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . 9
E. Kritische Beurteilung der klinischen Erfahrungen . . . . . . 12
II. Analyse der Komplikations. und Verbesserungsmoglichkeiten und eigene Unter-
suchungen . . . . . . . . . . . . . . . . 15
A. Nachteile gegenwartiger Prothesenmodelle 15
B. Stenose und Insuffizienz . 16
1. Bisherige Erfahrungen . 16
2. Eigene Testanordnungen 17
3. Ergebnisse . . . . . . 20
4. Diskussion . . . . . . 22
5. Optimale Abmessungen 25
C. Das Problem der starren Prothesenkonstruktion 25
1. Klappenring . . . 25
2. Kiifig . . . . . . . . . . . 28
D. Implantationstechnik . . . . . 29
E. Sichere Naht und Dauerfixierung 36
1. Belastung der Naht . . 36
2. Festigkeit des Gewebes 38
3. Dauereinheilung 39
F. Thrombose im Prothesenbereich und Emboliegefahr 43
1. Klinische Bedeutung . . . . . . . . . . . . 43
2. Experimentelle Untersuchungen ....... 43
3. Diskussion moglicher Ursachen der Thrombosenbildung 49
4. Verbesserungsmoglichkeiten an Herzklappenprothesen 52
G. Hamolyse ................... 54
III. Eigene Prothesenmodifikation . . . . . . . . . . . . 55
IY. Prognose fiir die Verwendung von Herzklappenprothesen 57
A. Verbleibende Nachteile kiinstlicher Herzklappen . 57
B. Indikation zum Klappenersatz 58
Zusammenfassung 61
Literatur 62
* Meinem Vater zum 70. Geburtstag gewidmet.
** AusderChirurgischen UniversitatsklinikMiinchen (Direktor: Prof. Dr. Dr. R. ZENKER).
1 Ergebnisse der Chirurgie, Ed. 55
2 w. SEIDEL:
Einleitung
Die klinische Notwendigkeit und das BewuBtsein neuer technischer Moglich-
keiten hatten zu einer raschen Entwicklung der Herzchirurgie gefUhrt, nachdem
durch die moderne 1ntubationsnarkose und die Antibiotica der Weg grundsatzlich
geebnet war. Auch die Korrektur von Herzklappenfehlern wurde durch den Aus-
bau der Verfahren der Hypothermie, der Herz-Lungen-Maschine einschlieBlich der
Coronarperfusion und der elektrischen Fibrilation, Defibrilation und des Pacema-
kers ermoglicht.
Die in diesem Zusammenhang entwickelten kiinstlichen Herzklappen sind
heute in vielen Fallen den plastischen Korrekturversuchen infolge ihrer voraus-
bestimmbar zuverlassigen Ventilfunktion iiberlegen. Andererseits weisen aIle
gegenwartigen Modelle von Herzklappenprothesen deutliche Mangel auf, die zu
einer sorgfaltig abgewogenen 1ndikationsstellung zwingen.
Manche der prothesenbedingten Komplikationen werden noch durch konstruk-
tive Verbesserungen zu vermeiden sein. Andere, die bei der Verwendung kiinst-
licher Materialen im Herzen vorlaufig unumganglich erscheinen, sollten in ihrem
AusmaBe bekannt und kalkulierbar werden, um im Einzelfalle des herzklappen-
kranken Patienten Vor- und Nachteile gegeniiber plastischen Korrekturmoglich-
keiten abwagen zu konnen. Dariiber hinaus wird standig ein Vergleich mit den
Moglichkeiten der Homotransplantation von Herzklappen notwendig sein, um
gegebenenfalls Fortschritte in der Uberwindung der biologischen Unsicherheits-
faktoren und Schwierigkeiten dieses sicherlich vielversprechenden Verfahrens
ausnutzen zu konnen (BEALL et al., 1965; MULLER et aI., 1961; Ross, 1963 u.a.).
1m folgenden soll zunachst eine Bilanz des bisher Erreichten gezogen und das
heute zweckmaBig erscheinende Vorgehen skizziert werden. Auf Grund sechs-
jahriger eigener Erfahrungen in der Entwicklung und Testung kiinstlicher Herz-
klappen wird dann eine Darstellung der wichtigsten modernen Probleme bei der
Konstruktion und Anwendung derselben gegeben und schlieBlich eine Reihe
moglicher Verbesserungen aufgezeigt werden. Die Zusammenstellung der gewon-
nenen Erkenntnisse wird zur Frage der richtigen 1ndikationsstellung als zentraler
Schwierigkeit der Herzklappenchirurgie zuriickfUhren. Es wird zu folgern sein,
daB auch in der Herzklappenchirurgie die Uberlebenschancen des Kranken und
seine Heilungsaussichten entscheidend von der Wahl des optimalen Zeitpunktes
fiir die Operation abhangen. Die Beherrschung der technischen und biologischen
Probleme ist fiir diese arztliche Aufgabe nicht mehr und nicht weniger als eine
notwendige Voraussetzung.
I. Uberblick tiber die wichtigsten Prothesenmodelle
und die bisherigen klinischen Ergebnisse
A. Historischer Riickblick
Mit den ersten konsequenten Versuchen iiber die Anwendbarkeit kiinstlicher
Ventile im Blutkreislauf begann HUFNAGEL 1944. Er konnte seine Kugelklappen-
prothese erstmals im November 1952 in die Aorta descendens beim Menschen
implantieren und damit eine Aorteninsuffizienz deutlich bessern.
Herzklappenprothesen 3
Ebenfalls Kugelklappenprothesen hatten DONOVAN und SARNOFF (1954) in
Form eines Umgehungskreislaufes zur Korrektur der Aortenstenose zu verwenden
gesucht. Fruhe Versuche eines prothetischen Ersatzes oder Teilersatzes der
Mitralklappe wurden besonders von JORDAN und WIBBLE (1955) sowie in Deutsch-
land durch WEISS gemacht.
Die Entwicklung der kunstlichen Herzklappen war aber zur Zeit der Einfuh-
rung der Herz-Lungen-Maschine und damit der offenen Herzchirurgie fUr eine
klinische Anwendung noch nicht weit genug fortgeschritten. Erst Ende 1958
konnte LILLEHEI die erste Deckelklappe beim Menschen in subcoronarer Aorten-
position mit Erfolg implantieren (Tabelle 1).
Tabelle 1. Zeittafel: Herzchirurgie und Herzklappenprothesen
1913 Blinde Aortenstenosenoperation (TUFFIER)
1923 Blinde Mitral·Commissurotomie (CUTLER, SOUTTAR)
1939 Ligatur des Ductus Botalli (GROSS)
1944 Isthmusstenose (CRAFOORD)
Aorto-pulmonaler Shunt bei Fallot (BLALOCK-TAUSSIG) Hunde-
versuche fiir Aorten· und Mitralklappenprothesen
1945 Commissurotomie bei Mitralstenose (BAILEY, HARKEN)
1947 VerschluB des ASD (COHN, MURRAY)
1948 Blinde Sprengung der Pulmonalstenose (BROCK, SELLORS)
1950 Transventriculare Sprengung der Aortenstenose (BAILEY)
1952 Kugelklappe in Aorta descendens (HUFNAGEL)
1953 Blinde Sprengung der Aortenstenose (BAILEY)
1954 Herz-Lungen-Maschine (GIBBON, CLOWES)
Totalkorrektur Fallot (LILLEHEI)
1958 Deckelklappe in Aorta subcoronar (LILLEHEI)
1959 Segel in Aorta subcoronar (LILLEHEI)
1960 Segelklappe in Aorta subcoronar (KAy, MCGOON)
Kugelklappe in Aorta subcoronar (HUFNAGEL, HARKEN)
Segelklappe in Mitralis (BRAUNWALD, FRATER, LONG, KAy)
Kugelklappe in Mitralis (STARR)
Bei der gleich zu Beginn der offenen Herzchirurgie 1954 versuchten plastischen
Korrektur schwerer Herzklappenvitien hatte man erkennen mussen, daB bei vielen
Herzklappenfehlern Segelgewebe fehIt, dessen Verlust durch die zahlreichen
Raffungs- und Nahtmethoden (Lit. s. bei MCKENZIE u. ELLIS, 1963, und bei
NICHOLS u. BALLEY, 1959) nicht zufriedenstellend ausgeglichen werden kann. So
wurde zunachst ein Teilersatz mit Hille von Spindeln, Rollen, Kugeln und Gewebe-
streifen aus plastischem Material angestrebt CObers. HARKEN et aI., 1960 und 1961).
Ais hinderlich fur die Entwicklung von vollstandigen Herzklappenprothesen er-
wies sich die hochgradige Erschwerung des Tierversuches durch die hohe Gerin-
nungsneigung des Hundeblutes. Durch fruhe Erfolge beim Menschen wurden zahl-
reiche Bedenken, die sich aus den Tierversuchen insbesondere hinsichtlich der
Emboliegefahrdung ergeben hatten, zunachst unterdruckt. Die Nachteile einiger
Fehlkonstruktionen stellten sich bald heraus. Bereits im Jahre 1962 fanden die
besonders zuverlassigen Kugelklappenprothesen nach STARR-EDWARDS allgemeine
klinische Verbreitung. Die Aortensegelimitationen nach BAHNSON et aI., 1960;
4 ,V. SEIDEL:
HUFNAGEL U. CONRAD, 1961: KAY et aI., 1961 und MCGOON et aI., 1961 und 1963
konnten sich dagegen nicht dauerhaft durchsetzen. Andererseits haben he ute be-
stimmte Typen von Deckelklappen (HARKEN et aI., 1968; HUFNAGEL, 1961) eine
erhebliche Bedeutung auch in der Verwendung beim Menschen gewonnen.
B. Die wichtigsten Typen kiinstlicher Herzklappen
Bei der Konstruktion einer kunstlichen Herzklappe sind eine Reihe von V or-
aussetzungen zu beachten (Tabelle 2), deren wichtigste die Verwendung eines bio-
logisch vertriiglichen und gleichzeitig chemisch resistent en und dauerhaften Ma-
terials ist. Die Auswahl ist nicht groB. Fur harte Konstruktionsteile eignen sich
M etall-Legierungen, die mit Rucksicht auf die Korrosionsfestigkeit moglichst eisen-
Tabelle 2. Technische und biologische Voraussetzungen fur brauchbare Herzklappenprothesen
Funktion: Sicherer und schneller SchluB
Geringer Offnungswiderstand
Weite Offnung
Ubersichtliche und physiologische Striimungsverhaltnisse
Dauerhaftigkeit
Fixierung: Schnelle und sichere Insertion
Keine belasteten Nahte in schlecht durchblutetem Klappengewebe
Thromboseverhiitung im Bereich der Naht
Daucrfixierung durch Einwachsen von Bindegewebc
Verzicht auf Chordae tendineae
Keine harten Strukturen an der Aorta
Vertraglichkeit: Inertes Material
Anpassung an anatomische Verhaltnisse
Gerinnungsverhiitende Oberflacheneigenschaften
Geringgradige Traumatisierung des Blutes
frei sein sollen, sowie Titan. vVeniger fest und geringfiigig thermoplastisch, dafiir
aber wesentlich leichter sind Teflon und Mylar in Substanz. Von den elastischen
Materialien kommt praktisch nur der 8ilikonkautschuk wegen seiner wasserabsto-
Benden und gerinnungsverhiitenden Oberfliicheneigenschaften bei gleichzeitig
weitgehender chemischer Stabilitiit in Frage. Auch Polyurethane werden in dieser
Hinsicht verwendet, jedoch ist ihre langfristige Widerstandsfiihigkeit noch nicht
sicher nachgewiesen. Unter den Geweben eignen sich gestricktes oder gewobenes
Teflon und Dacron, sowie neuerdings Polypropylen, unter Umstiinden in Kombi-
nation mit Uberziigen von Silikonkautschuk oder Polyurethan.
Die Grundforderung an die Konstruktion ist moglichste Dauerhaftigkeit. Rier
diirfen Konzessionen auch mit Riicksicht auf die Begrenzung der Materialauswahl
und auf die zahlreichen besonderen anatomischen und hiimodynamischen An-
forderungen (Tabelle 2) nicht gemacht werden.
Die heutigen Modelle kiinstlicher Rerzklappen lassen sich einteilen in solche,
die trotz mehr oder weniger ausgepriigter Stilisierung ihre Vorbilder in den natiir-
lichen Herzklappen habcn, und solche, die sich in der Konstruktion an technische
Vorbilder anlehnen (Abb. 1). Die 8egelklappen konnen dann leicht wieder auf-
Herzklappenprothesen 5
b
c d
f g h
Abb. 1 a-h. Prototypen der Herzklappenprothesen. a und b Stilisierte Nachbildungen der
natiirlichen Segelklappen. Fertigung vorwiegend aus Teflongewebe, das mit einem Uberzug
aus Silikon oder Polyurethan versehen werden kann. c- h Techniscke Ventiltypen. Meist
verwendete Materialien sind korrosionsfreie Metallegierungen, Teflon und Silikonkautschuk.
c Das Kugelventil fand die weiteste Verbreitung wegen gr6Bter mechanischer Zuverlassigkeit.
(STARR, HARKEN, MAGOVERN u.a.). d Deckelklappe. Scharniere und biegsame Plastik-
verbindungen k6nnen brechen. e-h Mischformen. Durch die Verwendung einer Scheibe anstatt
der Kugel wird der Kafig kiirzer und der beanspruchte Raum kleiner (e und g). Durch Haken-
konstruktionen (f und h) werden die Schwierigkeiten eines Scharnieres umgangen. Die M6g-
lichkeit einer Selbstreinigung der Oberflache von Gerinnselbildungen ist bei der Kugel am
gr6Bten (vgl. Abb. 22)