Die vorliegende Untersuchung stellt sich die folgenden Fragen: Welchen Stand hat die Entwicklung von mechanischen Kreislaufunterstützungssystemen für Kinder, worin unterscheiden sich die eingesetzten Verfahren? Wie beeinflusst der Blutkontakt mit Fremdmaterial das Kapillarleck beim Kind? Welche Erfahrungen gibt es mit dem pulsatilen Ventrikelunterstützungssystem Berlin Heart beim Kind, welche Schwierigkeiten und Nebenwirkungen sind für das Kindesalter spezifisch? Wann profitieren Kinder von einer mechanischen Kreislaufunterstützung? Die bei Kindern am häufigsten eingesetzten Verfahren, Herzlungenmaschine (HLM), extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) und pneumatisch pulsatiles ventrikuläres Assist device (VAD) unterscheiden sich in Technik, Indikation, Nebenwirkung und möglicher Einsatzdauer erheblich. Die HLM dient der intraoperativen Kreislaufunterstützung. ECMO haben wir seit 1990 zur mittelfristigen Kreislaufunterstützung bei mehr als 70 Kindern für eine Dauer von ein bis zwei, selten bis zu drei Wochen eingesetzt. Mit VAD''s haben wir seit 1990 bei 56 Kindern die Herzfunktion teils monatelang ersetzt. Es bestehen multiple Unterschiede bei dem Einsatz von VAD zwischen Säuglingen, Kindern und Erwachsenen sowohl in der Indikation, Physiologie, Technik, Antikoagulation, der Familienbetreuung und hinsichtlich der Komplikationen. Bei jeder mechanischen Kreislaufunterstützung aktiviert der Fremdflächenkontakt des Blutes das Kontaktsystem, zu dem Gerinnungs- und Komplementsystem gehören. Klinische Äquivalente sind Thrombosen, Thrombozytenverlust und Kapillarleck. Insbesondere Säuglinge neigen zu diesen Komplikationen, weil das Verhältnis von Blutvolumen zu Fremdfläche ungünstig ist und der kontaktabhängige alternative Weg der Komplementaktivierung im jungen Alter vorherrscht. - Wir untersuchten prospektiv den prä- und postoperativen Verlauf von Kontakt- und Komplementsystem (C1q, C3, C4, C1-Inhibitor, Faktor B, Faktor XIIa) bei 11 herzoperierten Säuglingen ohne und 24 Säuglingen mit HLM. Es konnte nachgewiesen werden, dass obwohl bei allen Kindern eine Komplementaktivierung vorhanden war, diese signifikant ausgeprägter in der HLM-Gruppe stattfand. Die Kontaktaktivierung (Faktor XIIa, Präkallikrein) ließ sich nur in der HLM-Gruppe nachweisen, so dass belegt war, dass es nicht die Anästhesie oder die Operation an sich, sondern die HLM ist, die die inflammatorische Reaktion hervorruft. - Bei 27 mit HLM operierten Säuglingen untersuchten wir prospektiv die CLS-Entstehung und die Komplement- und Kontaktaktivierung. Bei den 10 Kindern, die im späteren Verlauf ein Kapillarlecksyndrom (CLS) entwickelten, waren bereits 30 Minuten nach HLM-Beginn die C1-INH-Konzentration und -Aktivität niedriger und Faktor XIIa, C3a und C5a höher als bei den 17 Kindern, die später kein CLS entwickelten. Die Aktivierung korrelierte mit dem Alter der Kinder und der HLM-Zeit, nicht mit der Tiefe der Hypothermie. - Retrospektiv untersuchten wir 28 Kinder (6 Tage - 16 Jahre alt), bei denen im terminalen Herzversagen nach Reanimation die Herzfunktion mit dem parakorporalen pneumatischen VAD Berlin Heart 1-98 Tage lang unterstützt wurde. Zwölf dieser Kinder wurden unter laufender Reanimation mit Herzdruckmassage in den Operationssaal gebracht. 13 Patienten erreichten eine Herztransplantation, 3 Kinder wurden mit dem eigenen Herzen vom System entwöhnt. 12 Kinder starben am System, Todesursachen waren Schock, Multiorganversagen, Sepsis und Blutungen. - Bei 95 herztransplantierten Kindern untersuchten wir retrospektiv die Verläufe in Abhängigkeit davon, ob die Kinder (I) vor der Transplantation in relativ stabilem Zustand zuhause waren (n=33), ob sie (II) kritisch krank hospitalisiert waren (n= 44), oder ob sie (III) nach Reanimation mit einem VAD kreislaufunterstützt wurden (n=18, Dauer 4-111 Tage). Die Überlebensraten nach 1Mo/1J/5J betrugen in Gruppe I 88/88/80 %, Gruppe II 88/82/79 %, Gruppe III 72/72/72 %. Der frühpostoperative Verlauf nach Transplantation war bei Gruppe III nur wenig komplizierter, was den Erfolg der Transplantation nicht minderte. - Retrospektiv untersuchten wir den Verlauf von 4 Kindern mit schwerer Myokarditis, die bei kardiogenem Schock mit biventrikulärem VAD kreislaufunterstützt wurden. Das schockbedingte Multiorganversagen und die Thrombozytopenie bildete sich während der Unterstützung mit dem VAD zurück. Drei Kinder konnten nach Erholung des Myokards vom VAD entwöhnt werden, eines wurde erfolgreich transplantiert. - Ausserdem untersuchten wir den Verlauf von 84 Kindern, die wegen Kardiomyopathie auf der Intensivstation behandelt wurden. Von den 69 (= 82 %), bei denen eine kreislaufstützende medikamentöse Therapie ausreichend war, konnten 32 herztransplantiert werden, 36 besserten sich und wurden nach Hause entlassen und ein Kind verstarb akut. Fünfzehn der 84 Kinder (= 18 %) ließen sich nicht stabilisieren und erhielten nach Reanimation eine mechanische Kreislaufunterstützung mit VAD (Dauer 1 – 98 Tage). Von diesen konnten 12 transplantiert werden. Die in dieser Habilitationsschrift ausgeführten Arbeiten haben weiterführende Fragestellungen und Grenzbereiche des mechanischen Kreislaufersatzes im Kindesalter aufgezeigt und neue Therapiestrategien dargestellt. Dadurch ist es möglich, die Überlebenschancen von Kindern mit terminalem Herzversagen erheblich zu verbessern. Sei es durch Zeitgewinn bis zur Erholung des Myokards oder zum Organangebot auf der HTx-Warteliste. Durch den Zeitgewinn, den die VAD`s den zur HTx gelisteten Kindern bieten, brauchen zur Transplantation freigegebene Kinderherzen seltener verworfen werden, mehr Kinder können überleben und die Ausnutzung der angebotenen Organe gelingt besser. / This scientific work addresses the following questions: what is the state of the art in mechanical circulatory support (MCS) in infants and children? How do the different techniques differ? How does mechanical circulatory support influence the systemic inflammatory response after cardiac surgery? What are the indications for use of the pneumatic pulsatile ventricular support system Berlin Heart in children and what do our experience and the results of its use show? The MCS systems most often used for children of all ages are cardiopulmonary bypass (CPB), extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), centrifugal pumps and the pneumatic pulsatile ventricular assist device (VAD). These systems vary in indications, results, side effects and potential supporting time. CPB is used to replace the circulation during cardiac surgery. ECMO has been used in our hospital since 1990 for circulatory support in cases of cardiac failure and of pulmonary failure and has been applied in more than 70 children over a period of 1 to 3 weeks. The VAD (Berlin Heart) has been used since 1990 in 56 children for long-term support, when the heart function had to be supported for up to several months. In VAD use there are multiple differences in indication, physiology, underlying disease, technique, anticoagulation and complications between infants, children and adults. In every case of MCS there is contact and complement activation as a reaction of the blood to foreign surfaces, resulting in capillary leak and activation of coagulation and anticoagulation systems with the risk of thrombosis or bleeding. In particular, young infants are prone to systemic inflammatory response in the form of capillary leak. In a prospective study we compared the complement activation after cardiac operations with or without CPB in 35 infants and measured serially the complement function and concentrations or activity of C1q, C3, C4, C1 esterase inhibitor, factor B, the activated split product C3a, prekallikrein and factor XIIa of the contact system. We found that complement activation occurs in all infants but is significantly higher in the group with CPB. Contact activation occurred only in patients who undergo CPB. Thus, the inflammatory response is caused by the use of a CPB circuit and to a lesser degree by surgical procedures and anesthesia. In 27 infants with CPB surgery we prospectively investigated the early clinical parameters that predict the development of capillary leak syndrome (CLS) and examined the relationship between CLS and complement and contact activation and C1 esterase inhibitor during and after bypass. We found that contact and complement activation occurs during CPB and contributes to CLS more frequently in infants of a younger age and with a prolonged bypass time. This activation and decrease in C1 esterase inhibitor was strongly expressed in the CLS group. Although MCS in intractable heart failure in children has normally been limited to centrifugal pumps and ECMO, we implanted 28 children with the pediatric sized pulsatile air-driven Berlin Heart VAD. Our aim was to keep the children alive and allow recovery from shock sequeale until later transplantation or myocardial recovery. Twelve children were brought to the operating room under cardiac massage. In total 12 children died on the system, but thirteen children were transplanted and three were sucessfully weaned from the system. Acute myocarditis appears to be a promising precondition for complete recovery during VAD support and in patients with cardiomyopathy support until transplantation is the goal for the future. We reviewed the course of 95 children who had undergone heart transplantation in our center to investigate whether previous VAD support has an impact on long-term outcome after transplantation. Three groups were compared and we found that bridging to transplantation with a pulsatile pneumatic VAD is a safe procedure in pediatric patients. After transplantation the overall survival rate is 86 % at 1 month, 82 % at 1 year and 75 % at 5 years. The survival of children previously supported with a VAD is similar to that of patients who were bridged with inotropes or who awaited heart transplantation electively. In 4 children with fulminant myocarditis and cardiogenic shock in whom all aggressive medical treatment failed we found that artificial replacement of the heart with complete unloading was followed by total recovery; 3 patients were successfully weaned from the device. No patient died and heart transplantation was necessary in only one child. Retrospectively we examined the course of 84 children who were treated at the ICU, presenting severe cardiac failure due to cardiomyopathy. In 15 of them medical treatment failed and the disease progressed so rapidly that they would have died during the waiting period before a suitable donor organ was found. After resuscitation these 15 children were supported with a VAD. Only 3 died during the waiting period and 12 (80%) underwent later heart transplantation. Progress has been rapid towards individualized choice of mechanical circulatory support systems for children of different ages and with different indications. With the Berlin Heart VAD prolonged circulatory support until myocardial recovery or until heart transplantation is effective in children and infants. It offers time to restore organ function, allows extubation, mobilization and neurological examination and increases the chances for successful transplantation. It can be used with low device-related morbidity and satisfactory results especially in the myocarditis and the cardiomyopathy groups. Complete recovery from secondary organ dysfunction should be achieved before heart transplantation is considered. We expect not only that children with end-stage heart failure will benefit from long-term VAD support, but also that fewer organs from young donors will be lost. Of particular importance is our experience with myocardial recovery in children with acute myocarditis in whom the devices could be explanted.

The number of patients that are waiting for heart transplants far exceed the number of available donor hearts. Left Ventricular Assist Devices are mechanical alternatives that can help and are helping several patients. They work by taking blood from the left ventricle and ejecting that blood into the aorta. In the University of Louisville they are developing a similar device that will take the blood from the aorta instead of the ventricle. This new device is called an Artificial Vasculature Device. In this thesis the arterial system and AVD are modeled and a simple control algorithm for the AVD proposed. The arteries are modeled as a tube with linear resistance and inertia followed by a chamber with linear compliance and last a tube with linear resistance. The model is identical to the 4-element Windkessel model. The values for the resistances, inertia and compliance are identified using pressure and flow measurements from the ventricle and aortic root from a healthy patient. In addition to the Windkessel model the aortic valve is also modeled. The valve is modeled as a drum that closes the aorta and the parameters identified like before. The measurements are also used to model the left ventricle by assuming it has a constant compliance profile. The AVD is modeled using common modeling structures for servo motors and simple structures for tubes and pistons. The values for the AVD could not be measured and identified so they are fetched from preliminary motor and part specifications. The control algorithm for the AVD uses a wanted load to create a reference aortic flow. This wanted aortic flow is then achieved by using a PI controller. With these models and controller the interaction between the arterial system and AVD is investigated. With this preliminary understanding of the interaction further research can be made in the future to improve the understanding and improve the AVD itself.

<p>The number of patients that are waiting for heart transplants far exceed the number of available donor hearts. Left Ventricular Assist Devices are mechanical alternatives that can help and are helping several patients. They work by taking blood from the left ventricle and ejecting that blood into the aorta. In the University of Louisville they are developing a similar device that will take the blood from the aorta instead of the ventricle. This new device is called an Artificial Vasculature Device. In this thesis the arterial system and AVD are modeled and a simple control algorithm for the AVD proposed. </p><p>The arteries are modeled as a tube with linear resistance and inertia followed by a chamber with linear compliance and last a tube with linear resistance. The model is identical to the 4-element Windkessel model. The values for the resistances, inertia and compliance are identified using pressure and flow measurements from the ventricle and aortic root from a healthy patient. In addition to the Windkessel model the aortic valve is also modeled. The valve is modeled as a drum that closes the aorta and the parameters identified like before. The measurements are also used to model the left ventricle by assuming it has a constant compliance profile. </p><p>The AVD is modeled using common modeling structures for servo motors and simple structures for tubes and pistons. The values for the AVD could not be measured and identified so they are fetched from preliminary motor and part specifications. </p><p>The control algorithm for the AVD uses a wanted load to create a reference aortic flow. This wanted aortic flow is then achieved by using a PI controller. With these models and controller the interaction between the arterial system and AVD is investigated. </p><p>With this preliminary understanding of the interaction further research can be made in the future to improve the understanding and improve the AVD itself.</p>

Objectifs: Malgré beaucoup de progrès dans la gestion médico-électrique, certains problèmes demeurent et plusieurs patients souffrant d'insuffisance cardiaque sont encore dans l'impasse. Ainsi, les dispositifs d'assistance ventriculaire gauche (LVAD) ont été développés pour réduire les conséquences de l'insuffisance cardiaque et améliorer la qualité de vie. Malgré les avantages évidents, plusieurs complications : thrombo-embolie, infection dû au câble d'alimentation externe, dépendance aux batteries demeurent. L'ICOMS est un nouveau concept de LVAD mélangeant une pompe entièrement intraventriculaire, synchronisé avec le cœur et relié à une batterie interne. Méthodes et résultats : L'intervalle de fonctionnement prévu est un débit de 0.8 to 6.7 10-5 m3/s à une vitesse de rotation de 733 to 942 rad/s, avec des pressions physiologiques. Le point de fonctionnement choisi pour la conception est un débit de 3.3 10-5 m3/s et 10.6 103 Pa . Dans cette étude, Une simulation numérique est réalisée avec des profils de lames différents pour chaque région de fluide étudié. Les performances telles que l'efficacité, la contrainte de cisaillement sont analysée pour vérifier l'efficacité pour les patients atteints d'insuffisance cardiaque. Afin d'obtenir le meilleur résultat avec le logiciel ANSYS, le modèle k-ε turbulent a été appliquée pour obtenir des caractéristiques d'écoulement entre l'entrée et à la sortie de l'évacuateur du redresseur de la pompe. Les résultats numériques montrent une performance acceptable pour les adultes pour délivrer des pressions physiologiques avec une efficacité hydraulique de 10 à 37% ainsi qu'un niveau acceptable de stress de cisaillement maximale le long de la surface de la partie mobile de la pompe. La deuxième partie de l'étude est une étude expérimentale où un prototype a été testé sur banc d'essai. Les résultats ont montré que la pompe pourrait fonctionner et améliorer le débit cardiaque de 1.7 à 6.7 10-5 m3/s. Les résultats in vitro convergent vers les résultats numériques. Pour les tests in vivo, 6 moutons ont été opérés pour l'implantation du LVAD. L'ICOMS a été implanté dans l'apex du ventricule gauche. Plusieurs paramètres hémodynamiques et échocardiographiques ont été stockés dans des conditions normales ou pathologiques. Conclusion: Nous avons montré que l'ICOMS pourrait présenter un effet potentiel pour réduire les conséquences de l'insuffisance cardiaque. De nouvelles expérimentations sont nécessaires pour confirmer notre résultat et optimiser ce nouveau LVAD / Objectives: Despite much progress in medical-electrical management, some problems remain and several heart failure patients are still in a no option solution. In this way, artificial hearts as Left Ventricular Assist Device (LVAD) have been developed. Despite evident benefits, several complications as thromboembolism, driveline infection, batteries dependency remain. ICOMS is a new LVAD concept mixing a fully intraventricular pump, heat rate-synchronized and connected with intracorporeal batteries. Methods and Results : It is expected to deliver 0.8 to 6.7 10-5 m3/s at rotational speeds of 733 to 942 rad/s over physiologic pressures and has a selected design point of 3.3 10-5 m3/s and 10.6 103 Pa . In this study, the axial blood pump with motor connected to impeller has been selected to numerical simulation. This selection is based on axial flow pump with different blade profile for each fluid region and studied on its performance such as efficiency, wall shear stress and considering effective operation for cardiac failure patients. In order to achieve the best result with the ANSYS software, k-ε turbulent model has been applied to obtain the flow characteristics from inducer inlet to straightener outlet of the pump. Numerical results show acceptable performance to deliver physiologic pressures with hydraulic efficiency of 10 to 37 % as well as acceptable maximum shear stress level along the blade tip surface of the impeller. The second part of the study is an experimental investigation where a prototype device was tested in a test bench circulation loop have shown that the pump could operate and improve the cardiac output of 1.7 to 6.7 10-5 m3/s. In vitro results converge to numerical results. For test vivo 6 sheep were operated for the LVAD implantation with the support of cardiopulmonary by-pass. The ICOMS was implanted into the LV apex. Several hemodynamic and echocardiographic parameters were stored as well as in normal or pathological conditions and analyzed. Conclusion: We showed that the ICOMS could present a potential effect in the LV support reducing the heart failure criteria. As evidence, further experimentations are necessary to confirm our result and to optimize this new LVAD

Patienten mit Herzinsuffizienz im Endstadium erhalten zunehmend linksventrikuläre Unterstützungssysteme (LVAD) als Dauertherapiemittel oder zur Überbrückung bis zu einer möglichen Herztransplantation. Diese Patientenklientel ist grundsätzlich durch die Driveline, als potenzielle Eintrittsstelle für Mikroorganismen, einem Infektionsrisiko ausgesetzt. Die Mundhöhle beinhaltet diverse Bakterien, die sich auch systemisch verbreiten können und so eine mögliche Quelle für Driveline-Infektionen darstellen. Es ist jedoch unklar, ob bei LVAD-Patienten Erkrankungen der Mundhöhle durch Bakteriämien zu systemischen Komplikationen und Driveline-Infektionen führen können. Aktuell fehlt es an Studien zum Mundgesundheitszustand bei diesen Patienten und über einen möglichen Zusammenhang von oralen Erkrankungen und Driveline-Infektionen. Ziel dieser Studie war daher die Beurteilung des Mundgesundheitsverhaltens, des Mundgesundheitszustands sowie der mundgesundheitsbezogenen Lebensqualität von LVAD-Patienten. Bei den in dieser Studie untersuchten LVAD-Patienten traten vermehrt schwere Parodontitiden auf. Da Parodontitis das Risiko und das Ausmaß einer systemischen Bakteriämie erhöht und möglicherweise zu kardiovaskulären Komplikationen führen könnte, kann dieser Zustand als potenziell problematisch betrachtet werden. Die aktuelle Studie konnte jedoch keinen Zusammenhang zwischen Driveline-Infektionen und dem vorliegenden zahnärztlichen Behandlungsbedarf bestätigen, sodass der Einfluss der Mundgesundheit auf systemische, krankheits- und gerätebezogene Parameter unklar bleibt. Insgesamt scheint die Erarbeitung eines interdisziplinären zahnärztlichen Versorgungskonzeptes nötig, um die unzureichende Mundgesundheitssituation von LVAD-Patienten zu verbessern.:1 Einführung 1.1 Herzinsuffizienz 1.1.1 Definition und Klassifikation 1.1.2 Ätiologie und Epidemiologie 1.1.3 Therapie 1.2 Ventrikuläre Unterstützungssysteme 1.2.1 Einteilung, Funktionsprinzipien und Aufbau 1.2.2 Indikation und Therapiekonzepte 1.2.3 Komplikationen und Überlebensraten 1.3 Mundgesundheit bei Herzinsuffizienzpatienten 1.3.1 Mundgesundheit 1.3.2 Karies 1.3.3 Parodontitis 1.3.4 Bedeutung der Mundgesundheit bei Herzinsuffizienzpatienten und zahnärztliche Therapiekonzepte 1.4 Zielsetzung und Fragestellung 2 Publikationsmanuskript 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Ausblick 5 Literaturverzeichnis 6 Wissenschaftliche Präsentationen 7 Darstellung des eigenen Beitrages 8 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 9 Danksagung

Background: The use of percutaneous left ventricular assist devices in patients with acute myocardial infarction complicated by cardiogenic shock (AMICS) is evolving. The aim of the study was to assess the long-term outcome of patients with AMICS depending on early initiation of Impella CP® support prior to a percutaneous coronary intervention (PCI). Methods: We retrospectively reviewed all patients who underwent PCI and Impella CP® support between 2014 and 2016 for AMICS at our institution. We compared survival to discharge between those with support initiation before (pre-PCI) and after (post-PCI) PCI. Results: A total of 73 consecutive patients (69±12 years old, 27.4% female) were supported with Impella CP® and underwent PCI for AMICS (34 pre-PCI vs. 39 post-PCI). All patients were admitted with cardiogenic shock, and 58.9% sustained cardiac arrest. Survival at discharge was 35.6%. Compared with the post-PCI group, patients in the pre-PCI group had more lesions treated (p=0.03), a higher device weaning rate (p=0.005) and higher survival to discharge as well as to 30 and 90 days after device implantation, respectively (50.0% vs. 23.1%, 48.5% vs. 23.1%, 46.9 vs. 20.5%, p < 0.05). Kaplan–Meier analysis showed a higher survival at one year (31.3% vs. 17.6%, log-rank p-value=0.03) in the pre-PCI group. Impella support initiation before PCI was an independent predictor of survival up to 180 days after device implantation. Conclusions: In this small, single-centre, non-randomized study Impella CP® initiation prior to PCI was associated with higher survival rates at discharge and up to one year in AMICS patients presenting with high risk for in-hospital mortality.

Abstract Background: Implantable cardioverter-defibrillator (ICD) surgery in patients with implanted left ventricular assist devices (LVAD) is associated with an increased risk of bleeding complications because of the need to ensure that these patients are adequately anticoagulated. Our study aimed to evaluate the safety of our new strategy of uninterrupted oral anticoagulation compared to heparin-bridging during the surgical interval. Methods: Between January 2009 and January 2020, 116 patients with LVAD underwent ICD surgery. Since January 2015, 60 patients were operated under continued sufficient oral anticoagulation with a vitamin k antagonist (VKA group). Fifty-six patients underwent a heparin-bridging regimen (heparin group). Demographics, perioperative data, complications, and mortality were analyzed. Results: Bleeding complications attributable to the surgical intervention occurred more often (19.6% vs. 10.0%, p = 0.142) and at a higher rate of re-exploratory surgery (14.3% vs. 5.0%, p = 0.088) in the heparin group without reaching statistical significance. Moreover, the heparin group patients' postoperative total length of stay was 10 days longer (17.8 ± 23.8 days vs. 8.3 ± 9.5 days, p = 0.007). There were no procedure-related deaths, no thromboembolic events, and no LVAD-related thrombosis. Conclusion: Our strategy of uninterrupted oral anticoagulation is safe and results in a reduction by more than half the number of days in hospital without an increase in adverse events.

The thesis discusses the education of patients with left ventricular support HeartMate II. Theoretical part is focused on education and its ethical and legal aspects, on the description of the educational process. Furthermore it focuses on heart supports, especially on left ventricular assist device HeartMate II. To provide a comprehensive overview, I have included also information about the anatomy and physiology of the cardiovascular system and the section on heart failure. I described the specifics of nursing care for patients with implanted HeartMate II system and the educational topics that should be part of the education of these patients. The empirical part was prepared as a quantitative research, where research sample was 47 respondents. Respondents consisted of nurses who educate patients after implantation of the HeartMate II at the cardiovascular surgical intensive care unit. To create the feedback I complemented a quantitative research with structured interviews with patients after implantation of the HeartMate II. The aim of the research was to determine the status and range of education of patients with left ventricular assist device HeartMate II. This thesis further maps the topics on which is placed the emphasis in education and vice versa topics that would need to focus more on....

Hintergrund: Elastischer Ohrknorpel ist eine potentielle Quelle fuer autologe Zellen um die luminalen Oberflaechen von links ventrikularen assist systemen (LVAD''s) zu besiedeln zu dem Zweck die Biokompatibilitaet dieser Systeme zu verbessern. Wir prueften dieses Potential der Ohrknorpelzellen in vitro und in vivo in einem Tiermodel (Kalb). Methoden: In vitro, Elastischer Knorpel wurde von dem Ohr eines Kalbes unter Lokalanaesthesie gewonnen, isoliert, und in Gewebekultur gezuechtet. Chondrocytes wurden immunocytochemisch analysiert, transferriert in Zellkulturmedium, zweimal umgesetzt, und auf die blutkontaktierenden, luminalen Oberflaechen von vier LVAD''s (HeartMate(R); Thermo Cardiosystems, Inc., Woburn, MA) gesiedelt. Die beschichteten Zelloberflaechen wurden preconditioniert unter Flussbedingungen in vitro, um die Zellhaftung an den luminalen Oberflaechen der LVAD''s zu beguenstigen. Die Effiezienz der Zellbesiedelung und der kumulative Zellverlust unter Flussbedingungen in vitro wurden quantifiziert. In vivo, eine der vier chondrocyte-beschichteten und preconditionierten LVAD''s wurde in das Kalb implantiert, welches urspruenglich Ohrknorpelspender diente. Das LVAD wurde fuer sieben Tage betrieben, dann explantiert und pathologisch und histologisch evaluiert unter der Benutzung eines Scanningelektronenmikroskopes und eines Transmissionelektronenmikroskopes. Resultate: Die luminalen Oberflaechen von vier LVAD''s wurden mit autologen Ohrknorpelzellen besiedelt. Die Effiezienz der Zellbesiedelung betrug 95.11± 4.23% (n = 4). Der kumulative Zellverlust unter Flussbedingungen in vitro war geringer als 12% (n = 4). Nach sieben Tagen der in vivo Implantation zeigten die luminalen Oberflaechen des implantierten LVAD eine intakte, fest haftende Zellbesiedelung. Es wurden keine Thromboembolien waehrend der Nekropsie festgestellt. Schlussfolgerungen: Ohrknorpel stellt eine einfach und schnell erreichbare Quelle fuer autologe Ohrknorpelzellen dar, dessen Collagen Typ II und andere wichtige Bestandteile der extrazellulaeren Matrix sie dazu befaehigt, fest an den luminalen Oberflaechen der LVAD''s zu haften. Die hier beschriebene einfache Methode der Knorpelgewinnung und der Zellisolierung kann benutzt werden, um eine autologe Zellbeschichtung von LVAD''s und anderen implantierbaren kardiovaskulaeren Systemen vorzunehmen mit dem Ziel die Biokompatibilitaet dieser zu verbessern. Unsere erfolgreiche Feasibilitystudie in einem Kalbmodel fordert weitere in vivo Studien. / Background: Auricular elastic cartilage is a potential source of autologous cells for lining the luminal surfaces of left ventricular assist devices (LVAD''s) to improve long-term biocompatibility. We evaluated this potential in vitro and in vivo in a calf model. Methods: In vitro, auricular cartilage was harvested from the anesthetized ear of a calf, isolated, and cultured on tissue culture dishes. Primary chondrocytes were typed by immunocytochemistry, transferred into culture media, passaged twice, and seeded onto the blood-contacting luminal surfaces of four LVAD''s (HeartMate(R); Thermo Cardiosystems, Inc., Woburn, MA). The seeded cell linings were preconditioned under flow conditions in vitro to promote cell adhesion to the luminal surfaces. Seeding efficiency and cumulative cell loss under flow conditions in vitro were quantitated. In vivo, one of the four preconditioned, autologous chondrocyte-lined LVAD''s was implanted into the tissue-donor calf; run for 7 days; explanted; and finally evaluated grossly, by scanning electron microscopy, and by transmission electron microscopy. Results: Autologous chondrocytes were seeded onto the luminal surfaces of the four LVAD''s. The seeding efficiency was 95.11± 4.23% (n = 4). Cumulative cell loss during preconditioning under flow conditions in vitro did not exceed 12% (n = 4). After 7 days of in vivo implantation, the luminal surfaces of the implanted LVAD demonstrated an intact, strongly adherent cellular lining. There was no evidence of thromboembolic events at necropsy. Conclusions: Auricular elastic cartilage is a ready and easily accessible source of chondrocytes whose ability to produce collagen II and other important extracellular matrix constituents allows them to adhere strongly to the luminal surfaces of LVAD''s. The simple method of isolating and expanding auricular chondrocytes presented here could be used to provide autologous cell linings for LVAD''s and other cardiovascular devices to improve their long-term biocompatibility. Our successful short-term feasibility study in a calf model warrants further study in vivo.

Plasma levels of B-type natriuretic peptide (BNP) are a strong and independent predictor of prognosis in patients with advanced heart failure (CHF). However, the importance of this biomarker has been documented only in CHF of common causes such as dilated or ischemic cardiomyopathy. We hypothesized that BNP can serve as a strong predictor of end-stage CHF in group of patients with advanced CHF due to congenital heart disease (CHD) with the right ventricle in systemic position (SRV). The second hypothesis was that BNP monitoring in patients with implanted left ventricular assist device (LVAD) Heart Mate II could detect serious complications which negatively affect prognosis. We performed a retrospective analysis in 28 consecutive patients with severe systolic dysfunction of the SRV (ejection fraction 23 ± 6%) evaluated as heart transplant (HTx) candidates between May 2007 and October 2014. During a median follow-up of 29 months (interquartile range, 9-50), 14 pts reached primary endpoints of the study (death, urgent HTx, and LVAD implantation). We have considered these events equivalent to end-stage CHF. Using ROC analysis, we identified the first measured value of BNP as the strongest predictor of prognosis with the area under the curve (AUC) of 1.00, followed by the New York Heart Association...