Deutschland Rangspitze bei der Entwicklung des extrakorporalen Lungenersatzes

Zur Überbrückung der Wartezeit bis zu einer Lungentransplantation ist die so genannte extrakorporale Membranoxygenierung (extracorporal membrane oxygenation = ECMO) gegenüber der konventionellen mechanischen Beatmung als zunehmend überlegen anzusehen. Darauf haben die Lungenärzte der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP) auf ihrem Jahreskongress in Nürnberg hingewiesen. „Die Vorteile der ECMO gegenüber der Intubation (d.h. invasive Beatmung durch eine Maschine über einen in die Luftröhre implantierten Schlauch) sind offensichtlich – wir konnten sie u.a. in einer Anfang dieses Jahres publizierten Untersuchung an meiner Klinik (siehe nachweisen“, berichtet Prof. Tobias Welte, Direktor der Klinik für Pneumologie an der Medizinischen Hochschule Hannover und Vizepräsident der DGP. Patienten mit chronischem Lungenversagen, die direkt mit dem extrakorporalen System behandelt wurden, waren wach, konnten essen und im Bett ein Trainingsprogramm zur Vermeidung des Verlusts von Muskelmasse absolvieren, so dass sie auf diese Weise die – teilweise über zwei Monate währende - Wartezeit bis zur Lungentransplantation erfolgreicher überbrücken konnten als invasiv beatmete Patienten. Auch nach der Transplantation war das Überleben der mit ECMO behandelten Patienten im Vergleich zu invasiv beatmeten Patienten deutlich verbessert.

Auch während der Schweinegrippe-Epidemie die lebensrettende Maßnahme

„Auch wenn die wissenschaftliche Evidenz quantitativ noch nicht ausreichend gesichert ist, gibt es zunehmend Hinweise aus einzelnen Studien (z.B. CESAR-trial, 2010), dass die ECMO beim schweren - akuten wie chronischen - Lungenversagen als lebensrettende Maßnahme definitiv eine Option ist, die sich zum Beispiel auch während der Schweinegrippe-Epidemie 2009/2010 als hilfreich erwiesen hat, da sie einigen Menschen mit besonders schwer verlaufenden H1N1-Infektionen das Leben rettete“, betont Prof. Michael Pfeifer, Universität Regensburg , Klinik Donaustauf und Klink Barmherzige Brüder, Regensburg. .

Effektiver und lungenschonender als die künstliche Beatmung

Für Patienten mit schwerem Lungenversagen, die trotz maximaler intensivmedizinischer Therapie mit künstlicher Beatmung nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt (oxygeniert) und stabilisiert werden können, stellt die ECMO oft die letzte Therapieoption dar. „Im Prinzip wird bei der ECMO das Blut über eine Vene oder Arterie des Patienten in einen Membranoxygenator geleitet, der Kohlendioxid aus dem Blut entfernt und es mit Sauerstoff anreichert“, erklärt Prof. Pfeifer. „Das so aufbereitete Blut fließt dann zurück in das Blutgefäßsystem des Patienten. Im Gegensatz zu einer Nieren-Dialyse wird das Kohlendioxid dabei nicht nur vorübergehend, sondern dauerhaft herausgefiltert. Insgesamt erlaubt die ECMO eine adäquate Oxygenierung, die nicht nur effektiver, sondern auch noch lungenschonender ist als eine künstliche Beatmung. Im Gegensatz zur Beatmung kann sich die Lunge bei der ECMO bereits während des Verfahrens und nicht erst anschließend langsam erholen, was die Langzeitprognose des Patienten natürlich erheblich verbessert. Komplikationen wie Blutungen, Thromboembolien und Infektionen können zwar auftreten, sind aber selten.“

Erst die technische Entwicklung in den letzten Jahren ermöglichte den Einsatz im Klinik-Alltag

Historisch gesehen wurde 1972 die erste erfolgreiche Behandlung eines akuten Lungenversagens mit der ECMO beschrieben. Allerdings legte sich die anfängliche Euphorie schnell wieder, als 1979 eine erste kontrollierte, prospektive Studie ziemlich ernüchternde Ergebnisse hervorbrachte. Die Größe der Apparatur, Blutungs-, Entzündungs- und Gerinnungskomplikationen und viele andere Probleme mehr verhinderten zunächst den breiten Einsatz dieser neuen Technologie. Auch wegen des damals noch sehr hohen technischen und personellen Aufwandes galt das Verfahren lange Zeit als nicht im klinischen Alltag einsetzbar. Erst die technische Entwicklung in den letzten Jahren ermöglichte erhebliche Fortschritte, so dass die ECMO heutzutage deutlich einfacher anwendbar ist und mittlerweile auch in zahlreichen Intensivstationen zum Einsatz kommt.

Forscher aus Deutschland an der Weiterentwicklung maßgeblich beteiligt

An der Weiterentwicklung der ECMO-Technologie waren Forscher aus Deutschland maßgeblich beteiligt - und sind dies auch weiterhin. „Deutschland bildet sogar die Rangspitze unter den drei bis vier führenden Ländern weltweit“, bekräftigt Prof. Welte. Zu den Errungenschaften gehören die Miniaturisierung der Pumpensysteme, die Verbesserung der Pumpentechnik mit geringerer Traumatisierung des Blutes sowie die Optimierung der Gasaustauschmembranen und Kathetertechnologie. Diese gewaltige Entwicklung in den letzten Jahren hat neue Wege zur Nutzung der Systeme eröffnet, die dank ECMO ein Überleben von Patienten mit Lungenversagen ermöglichen, bei denen mit konventioneller Beatmung allein keine ausreichende Oxygenierung mehr erreicht werden konnte. Während früher ausschließlich Patienten mit Lungenversagen eine ECMO erhielten, die in der Regel sediert und invasiv beatmet waren, wird die ECMO heute auch bei wachen, zum Teil spontan beatmeten Patienten angewendet. Insbesondere für Patienten, die auf der Warteliste für eine Lungentransplantation stehen, hat sich die ECMO als Methode für die Indikation bridge-to-transplant etablieren können.

Dauerhafter, implantierbarer Lungenersatz wird angestrebt

Zusammenfassend stellt das ECMO-Verfahren eine wesentliche Weiterentwicklung der Intensiv- und Beatmungsmedizin dar, wobei die moderne Intensivmedizin schon heute nicht mehr ohne ECMO vorstellbar ist. Neben klinischen Studien, welche die noch offenen Fragen klären sollen, wird für die Zukunft ebenfalls angestrebt, einen dauerhaften, implantierbaren Lungenersatz zu entwickeln. „Selbst wenn wir noch weit davon entfernt sind, erscheint es nicht mehr nur visionär, an eine solche Entwicklung innerhalb der nächsten zwanzig Jahre zu glauben“, erklärt Prof. Welte. „Oder wer hätte vor hundert Jahren die Entwicklung der Dialyse zu einem Standard-Nierenersatzverfahren vorausgesehen – wer vor dreißig Jahren die Entwicklung des Kunstherzens? Jedenfalls gibt es Hoffnung für Patienten mit respiratorischem Versagen, das noch bis vor ein paar Jahren ein nicht behandelbares, mit Sicherheit mittelbar zum Tode führendes Organversagen darstellte.“