Einleitung: Die Implantation kryokonservierter allogener Aortenklappen stellt heutzutage eine effektive operative Technik dar, um in schweren Fällen einer floriden Aortenklappenendokarditis exzellente postoperative Ergebnisse zu erzielen. Diese Studie demonstriert die Langzeitergebnisse im Deutschen Herzzentrum Berlin über einen Zeitraum von 17 Jahren. Material und Methoden: Zwischen dem 1.Januar 1987 und 31.Dezember 2003 wurden bei 203 Patienten mit florider Aortenklappenendokarditis kryokonservierte Aortenklappenallografts implantiert (in subkoronarer Implantationstechnik n=107 und durch totalen Aortenwurzelersatz n=96). Das mittlere Alter der Patienten betrug 51,3 Jahre (2-82 Jahre). Darunter waren 42 Frauen und 161 Männer. 161 Patienten zeigten präoperativ eine anuläre Aortenwurzelabszeßbildung. Ergebnisse: Die 30-Tage-Mortalität (mit Anulusabszeß) betrug insgesamt 21,1% (23,6%): bei nativer Aortenklappenendokarditis 14,9% (17,5%) und bei Prothesen-endokarditis 29,2% (29,6%). Nach 17 Jahren waren 70,4+3,6% und 78,6+6,3% (p=0,24) der Patienten mit und ohne präoperativem Anulusabszeß am Leben. Bei 12 Patienten mit Anulusabszeß trat eine Allograft-Re-Infektion auf, die aktualisierte Freiheit von Reinfektion betrug 91,6+2,4% nach 17 Jahren. Insgesamt wurden 37 Patienten reoperiert, die aktualisierte Freiheit von Reoperation betrug 75,0+3,7% nach 17 Jahren. Die aktualisierte Freiheit von Explantation der Allografts wegen Strukturalteration betrug bei den Patienten mit Anulusabszeß nach 17 Jahren 96,0+2,0%. Thrombembolische Ereignisse traten nicht auf. Die Univarianzanalyse identifizierte die Allograft-Re-Infektion (p=0,0001) und zu klein bemessene Allografts (p=0,001) als Risikofaktoren für eine Reoperation sowohl bei nativer als auch Prothesenendokarditis. Schlußfolgerung: Aortenklappenallografts zeigen bei florider Aortenklappenendokarditis mit Anulusabszeß exzellente Langzeitresultate. Die 30-Tage–Mortalität wird hinsichtlich der Schwere der Erkrankung akzeptiert und Re-Infektionen sind selten. Zu klein bemessene Allografts und Re-Infektionen sind Risikofaktoren für Reoperationen. / Objective: Cryopreserved aortic valve homografts have become an accepted valve substitute in acute aortic valve endocarditis, but long-term studies of valve function are largely unavailable. This survey represents our observations over a period of 17 years. Material and methods: Between February 9, 1987 and October 30, 2003, 203 patients with infective aortic valve endocarditis underwent allograft replacement of the aortic valve (free-hand subcoronary technique, n=107 and root replacement, n=96). The patients’ age ranged between 2 and 82 years with a mean age of 51.3 years. The survey included 42 females and 161 males. 161 had infected aortic root with ring abscesses. Results: The hospital mortality of patients with native and prosthetic endocarditis complicated by periannular abscess was 14.9% (17.5%) and 29.2 % (29.6%) respectively making an overall hospital mortality of 21.2% (23.6%). 17 years patient survival in patients with and without periannular abscess was 70.4+3.6% and 78.6+6.3% (p=0,24) respectively. There were 12 events of recurrent endocarditis in patients with periannular abscess, giving an actuarial freedom of 91.6+2.4% at 17 years. Reoperation was performed in 37 patients for a variety of reasons, and overall freedom from reoperation was 75.0+3.7% at 17 years. Freedom from explantation for structural valve deterioration was 96.0+2.0% at 17 years for patients with periannular abcess. No thrombembolic event was evident. Univariable analysis identified recurrent endocarditis (p=0.0001) and undersized allograft (p=0.001) as risk factors for reoperation for both native and prosthetic aortic valve endocarditis. No risk factors for hospital mortality were found. Conclusion: Aortic allograft offers an excellent long-term clinical result in patients with infective aortic valve endocarditis with associated periannular abscess. Operative mortality is acceptable based on the severity of aortic pathology, with low evidence of recurrent endocarditis and no thrombembolic events. Undersized allograft and recurrent infection are risk factors for reoperation.

Eine Verengung der Aortenklappe, die während der Systole zu einem Druckunterschied zwischen dem linkem Auswurftrakt und der Aorta führt, wird als Aortenstenose bezeichnet. Sie stellt nach der KHK die häufigste Indikation für eine herzchirurgische Intervention dar. Die Entstehung der Aortenstenose ist bisher nicht völlig aufgeklärt. Die Verengung ist meist durch Verkalkung der Klappensegel bedingt. Der derzeitige Stand der Forschung gibt Grund zur Annahme, dass dieser Entstehungsprozess der Ätiologie der Arteriosklerose sehr ähnlich ist. Die Aortenstenose kann anhand der Aortenklappen-Öffnungsfläche in leicht-, mittel- und hochgradig eingeteilt werden. Zurzeit ist die Echokardiographie die wichtigste Methode zur Evaluation der Aortenstenose, weil damit die Öffnungsfläche und die Druckgradienten bestimmt werden können. Für die Entscheidung zur Operation ist insbesondere auch das Einsetzen der Symptomatik mitbestimmend. Der konventionelle Aortenklappenersatz mit einer biologischen oder mechanischen Aortenklappenprothese ist der Goldstandard in der heutigen Therapie der Aortenstenose. Patienten höheren Alters erhalten heutzutage eine biologische Aortenklappenprothese, da keine dauerhafte Antikoagulation notwendig ist. Bei älteren Patienten (über 70 Jahre) steigt die postoperative Mortalität auf 5-15% an. In Deutschland waren 2010 über 50% der herzchirurgischen Patienten älter als 70 Jahre und 12,4% sogar über 80 Jahre. Laut einer Studie werden 33% der über 75-Jährigen nicht zur Operation zugelassen, da diese als zu risikoreich eingestuft wird. Um dieses Patientenkollektiv besser zu versorgen, wurde ein Verfahren zur kathetergestützten Implantation einer Aortenklappenprothese entwickelt. Die neue Prothese wird auf einen Ballonkatheter gepresst und anschließend in Aortenposition dilatiert. Die Implantation kann durch die Herzspitze antegrad, also transapikal, oder über die femoralen Gefäße retrograd, also transfemoral, erfolgen. Eine Sternotomie oder die Verwendung einer Herz-Lungenmaschine mit künstlichem Herzstillstand sind dazu nicht notwendig. Die in dieser Arbeit verwendete Sapien-Prothese besteht aus vorbehandeltem Rinderperikard und ist in einem Kobalt-Chrom-Stent aufgehängt. Bereits 2010 wurden in Deutschland schon fast ein Viertel aller isolierten Aortenklappenersätze mittels der kathetertechnischen Aortenklappenprothesen durchgeführt, 2011 ist der Anteil auf über 30% gestiegen. Der Einsatz ist im Moment auf Hochrisikopatienten über 75 Jahre beschränkt, da es noch keine Ergebnisse über die Langzeithaltbarkeit der Katheter-Herzklappen gibt. Außerdem scheint die Häufigkeit von periinterventionellen Komplikationen bei diesem Verfahren noch sehr hoch. Ganz im Gegensatz zur schonenden Behandlung der Prothese beim konventionellen Eingriff wird die Sapien-Herzklappenprothese durch einen Crimper auf den Ballonkatheter gepresst. Der Durchmesser wird dabei von 23 bzw. 26mm auf unter 8,7mm verringert. Nur so kann die Prothese über das zum Studienzeitpunkt 26 French große Applikationssystem in Position gebracht werden. Mittlerweile beträgt der Diameter für den transfemoralen Zugang nur noch 18 French. Bisher gibt es keine Studien darüber, ob die Krafteinwirkung des Crimping einen Einfluss auf die Langzeithaltbarkeit der Transkatheter-Herzklappen hat. Dabei ist gerade eine lange Haltbarkeit enorm wichtig, um das neue minimalinvasive System einem größeren Patientenkollektiv zugänglich zu machen. Ziel der hier vorgelegten Studie war es deshalb, den Einfluss von Crimping auf die Haltbarkeit und Gewebeintegrität der Edwards Sapien-Prothese in Abhängigkeit von der Crimping-Dauer zu untersuchen. Dazu kam ein subkutanes Rattenmodell zur Anwendung, das zum Vergleich verschiedener Herzklappenprothesen häufig herangezogen wird. Hierbei wird vor allem das Verkalkungspotential der Prothesen untersucht, da die Verkalkung der Klappen die Funktionalität derselben limitiert. Hierfür wurden in dieser Arbeit 21 Tage alten Sprague-Dawley-Ratten (n=15) jeweils fünf Gewebeproben in separate subkutane Taschen implantiert. Nach einem Implantationszeitraum von zwölf Wochen gingen wir von der maximal möglichen Verkalkung aus. Im Menschen entspricht das einem Zeitraum von etwa zehn Jahren. Drei Gruppen á fünf Sapien-Prothesen wurden unterschiedlich lange gecrimpt: für einen Monat, einen Tag und eine Stunde. Eine vierte Gruppe wurde nicht gecrimpt. Die fünfte Gruppe bestand aus der operativ häufig verwendeten Standardklappe Perimount Magna und wurde als Kontrolle eingesetzt. Die Klappensegel wurden nach Crimping und Dilatation exzidiert (je Gruppe n=15) und unter inhalativer Anästhesie wurde jeder Ratte ein Präparat aller fünf Gruppen in subkutane separate Taschen faltenfrei implantiert. Die Taschen wurden dorsal paravertebral durch stumpfe Präparation angelegt. Die Implantation erfolgte bei allen 15 Tieren komplikationslos. Nach zwölf Wochen erfolgte die Explantation. Ein Präparat der für einen Tag gecrimpten Prothesen und eines der Kontrollgruppe Magna konnten nicht aufgefunden werden. Ansonsten ergaben sich bei der Explantation keine Schwierigkeiten. Zur Bestimmung des Kalziumlevels im Serum wurde den Ratten eine Blutprobe abgenommen. Die explantierten Präparate wurden dann zur Analyse in drei Teile geschnitten. Ein Teil wurde der Kalziumbestimmung durch optische Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) zugeführt. Das Ergebnis wird in mg/g Trockengewicht angegeben. Der zweite Teil wurde für die histologische Untersuchung in Paraffin eingebettet. Es wurden Standardschnitte angefertigt und drei Färbungen pro Präparat durchgeführt. Dies waren die Hämatoxylin-Eosin-Färbung (Orientierung), die Van Kossa-Färbung (Verkalkung) und die mod. Pikrosiriusrot-Färbung (kollagene Fasern). Der Kalziumgehalt der Präparate wurde zusätzlich zur chemischen Bestimmung histologisch durch ein interaktives Bildanalyseverfahren in mm2 gemessen. Die Fragmentierung und Irregularität der Kollagenfasern wurde histologisch in vier Grade eingestuft: ohne pathologischen Befund, gering-, mittel- oder hochgradig fragmentiert bzw. irregulär. Ein weiterer Teil der Präparate wurde für die exemplarische Darstellung im Elektronenmikroskop in Epon 100 eingebettet und mit Uranylacetat und Tannin kontrastiert. Die Kalziummessungen ergaben, dass die ungecrimpten Klappen Sapien und Perimount Magna tendenziell stärker verkalkten als die anderen Gruppen. Die Unterschiede zwischen den Gruppen waren jedoch nicht signifikant, sowohl bei der histologischen als auch bei der chemischen Quantifizierung. Die Streuung der Messwerte war sowohl intra- als auch interindividuell sehr hoch. Die Bedeutung für die Langzeithaltbarkeit bezüglich der Kalzifizierung ist unklar. Jedoch kann festgestellt werden, dass es in dieser Studie keinen signifikant messbaren Unterschied in der Verkalkung zwischen gecrimpten und ungecrimpten Prothesen gab. In der histologischen Strukturanalyse waren die Kollagenfasern der gecrimpten Klappen signifikant stärker fragmentiert bzw. die Struktur irregulärer als die der ungecrimpten Klappen. Erstaunlich war hier auch die Tatsache, dass selbst die ungecrimpte Sapien-Prothese signifikant stärker fragmentiert war als die Perimount Magna. Dieses Ergebnis überrascht, da die Sapien-Klappe der Perimount Magna im Produktionsprozess sehr ähnlich ist. Beide bestehen aus Rinderperikard und sind mit dem Antimineralisationsverfahren ThermaFix vorbehandelt. Sie unterscheiden sich lediglich im Stent. Dieser muss für das kathetergestützte Verfahren komprimierbar und wieder dilatierbar sein. Der Produktionsprozess sollte auf Grund dieses Ergebnisses reevaluiert werden. Wie bereits erwähnt, waren die gecrimpten Klappen signifikant stärker fragmentiert. Mit zunehmender Crimping-Dauer nahm dieser Effekt tendenziell sogar zu. Dass Crimping einen schädlichen Einfluss auf die strukturelle Integrität des Klappengewebes hat, war bis dato nicht bewiesen. Diese Tatsache allein lässt allerdings noch keine genaue Aussage über die Auswirkung von Crimping auf die Haltbarkeit im Blutstrom zu. Es ist jedoch hervorzuheben, dass die Fragmentierung der Kollagenfasern, also der Haltefasern der Aortenklappenprothese, die Erwartung einer guten Langzeitfunktionalität drastisch mindert. Dazu gibt es Hinweise aus aktuellen multizentrischen Studien wie dem Partner-Trial, in dem bereits nach 30 Tagen 1,3% und nach einem Jahr 4,2% der Patienten eine mittel- bis schwergradige transvalvuläre Aorteninsuffizienz aufwiesen. Diese Tatsache verbunden mit dem Wissen, dass Crimping die Kollagenfasern frakturiert, stellt die Langzeithaltbarkeit der Prothese in Frage. Zu beachten ist, dass der Diameter des Systems in diesem Versuchsaufbau keine Rolle spielte. Seit Beginn der Studie hat sich der Diameter des Applikationssystems aber von 26 auf 22 French (transfemoral sogar nur 18 French) verringert. Es ist anzunehmen, dass die Krafteinwirkung beim Crimping auf 22 bzw. 18 French noch deutlich größer und damit die Fragmentierung der Fasern noch ausgeprägter wäre. Als Limitationen des hier angewandten subkutanen Rattenmodells sind der fehlende Kontakt mit dem Blut sowie die fehlende Wirkung hämodynamischer Kräfte zu nennen. Es handelt sich hierbei um einen Tierversuch, der nicht direkt auf den Menschen übertragbar ist. Für histologische und chemische Analyse mussten jeweils unterschiedliche Teile der Präparate verwendet werden. Die histologische Beurteilung ist untersucherabhängig. In diesem Versuchsaufbau wurde lediglich ein Prothesen-Typ untersucht, so dass nicht klar ist, ob die beschriebenen Phänomene auch bei anderen kathetertechnischen Herzklappenprothesen auftreten. Die Ergebnisse liefern neue Gesichtspunkte im Hinblick auf die Haltbarkeit der Sapien-Klappenprothese. Daraus lassen sich einige Empfehlungen ableiten. Crimping verursacht einen irreparablen Schaden an den Kollagenfasern der Herzklappenprothesen, der tendenziell mit der Dauer des Crimpings zunimmt. Der Vorgang des Crimping sollte daher so kurz wie möglich gehalten werden. Die kathetergestützte Aortenklappenprothese sollte erst kurz vor der Implantation auf den Ballonkatheter gecrimpt werden. Crimping auf sehr kleine Diameter sollte vorerst vermieden werden. Künftig sollte außerdem eine genauere Analyse der Auswirkungen der strukturellen Schäden auf die Haltbarkeit der Transkatheter-Herzklappen durchgeführt werden. Vor der Ausweitung der Behandlung auf ein Patientenkollektiv mit höherer Lebenserwartung müssen noch viele Fragen hinsichtlich der Langzeithaltbarkeit dieser Herzklappen-Prothesen in weiteren Studien geklärt werden.

Die bikuspide Aortenklappe gilt als Risikofaktor für das frühzeitige und häufige Auftreten von Aortenklappenvitien, Aneurysmen und Dissektionen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein begründetes chirurgisches Therapiekonzept für Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens zu entwickeln. Wir analysierten die Daten von 555 Patienten mit bikuspider und 2015 Patienten mit trikuspider Aortenklappe, die sich in unserer Einrichtung einer Operation an der Aortenklappe und/ oder einem Eingriff im Bereich der Aorta ascendens unterzogen. Die Aorta ascendens wurde angiographisch, echokardiographisch und mittels CT auf ihre Konfiguration analysiert und histologisch und histomorphometrisch beschrieben. Auch wurden die Langzeitergebnisse nach Aorta ascendens Reduktionsplastik erfasst. Bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe sind mit zunehmendem Durchmesser der Aorta ascendens häufiger die histologischen Zeichen einer Dilatation zu finden. Schwerere strukturelle Veränderungen, insbesondere eine höhergradige zystische Medianekrose, sind nicht zu beobachten. Die Aorta Ascendens Reduktionsplastik zeigt bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens gute Langzeitergebnisse. Nur bei Patienten mit nicht optimaler Durchmesser-Reduktion bei der Operation kommt es zu einer späteren Redilatation. / The bicuspid aortic valve is a known risk factor for the early and frequent occurrence of aortic valve defects, aneurysms and dissections. This study aims to develop an appropriate surgical therapy concept for patients with bicuspid aortic valve and dilatation of the ascending aorta. The data of 555 patients with bicuspid and 2015 patients with tricuspid aortic valve who underwent surgical treatment of the aortic valve and/or of the ascending aorta at our institution were evaluated. We analyzed the configuration of the ascending aorta by angiography, echocardiography and CT and described the aortic wall by histological and histomorphometric examination. We also analyzed the long-term results after reduction aortoplasty of the ascending aorta. Histological examination of the aortic wall specimens showed that patients with bicuspid aortic valve with increased diameter of the ascending aorta more often have histological signs of dilatation. More severe histological changes such as cystic media necrosis did not occur. Reduction aortoplasty of the ascending aorta shows good long-term results in patients with bicuspid aortic valve and dilatation of the ascending aorta. Only in patients in whom surgical reduction is less than optimal does redilatation occur later.

Objective: To quantify and compare histopathological differences regarding atherosclerosis and granular media calcinosis (GMC) of ascending aortic aneurysms (AAA), which are associated with aortic stenosis (AS) or aortic regurgitation (AR). Additionally, a subanalysis of patients with bicuspid or tricuspid aortic valve (BAV or TAV), which were contained within the AS and AR group, was conducted. Patients and Methods: From 01/2012 till 12/2015 84 ascending aortic tissue samples were obtained and divided into their convex and concave half during aortic surgery. Aortic surgery was indicated due to AAA in association to AS (AS-AAA group: n = 43) or AR (AR-AAA group: n = 41). Both groups contained 19 patients with TAV. Convex and concave halves of all samples were stained with three different histologic dyes: hematoxylin-eosin (HE) was used as general stain for atherosclerosis, von-Kossa (vKossa) stain and alizarin-red (Ared) stain were used as calcinosis specific dyes. HE stained samples were analyzed using a semi-quantitative score, while calcinosis quantification was carried out by a binary, pixel guided contrast analysis via computer software. Results: In the AR-AAA group, atherosclerosis was two and a half times more often detectable in the concave halves of the tissue samples as in the AS-AAA group (AR-AAA concave: 15 (36%) vs. AS-AAA concave: 6 (13%), p ≤ 0,01). Regarding GMC, tissue samples from AS-AAAs showed a 4,2-4,5% higher mean GMC deposit than their AR-AAA counterparts (p ≤ 0,001). Furthermore, BAV patients within the AS-AAA group showed a 2,1-2,4% higher mean deposit of GMC than their TAV peers (p ≤ 0,002). These finding of higher GMC deposition was consistent for BAV patients contained in the AAA-AR group. Conclusion: AR-AAA are, in comparison with AS-AAA, more prone to develop atherosclerosis. Atherosclerosis will most likely present at the concave curvature of the ascending aorta. AS-AAAs present significant higher mean GMC deposits than AR-AAAs. Combined with a bicuspid morphology of the aortic valve, GMC deposition in AAAs is elevated in comparison to AAAs with TAV morphology. Therefore AS-AAAs with BAV have the highest tendency to develop heavy GMC deposition, compromising the biomechanical structure of the aortic wall.