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.

Beim Tissue Engineering werden Erkenntnisse aus der Medizin, Biologie und Chemie mit Methoden der Ingenieurwissenschaften kombiniert, um biologische Ersatzgewebe herzustellen. Das Konzept besteht darin, aus körpereigenen Zellen einen vitalen und funktionalen Gewebeersatz zu fertigen. Hierbei werden körpereigene Zellen auf ein resorbierbares Gerüst transplantiert, in vitro zu einer stabilen Struktur gefestigt, um letztendlich ein vitales Ersatzgewebe implantieren zu können. Die Konstrukte für die menschliche Herzchirurgie sollten in das umgebende Gewebe einwachsen und haben das Potential sich wie gesundes Gewebe zu entwickeln und mitzuwachsen. / Tissue engineering combines knowledge from the fields of medicine, biology and chemistry with the methods of engineering to create artificial tissue. The concept is to produce vital and functional tissue from endogenous cells. These are seeded on to an absorbable scaffold and consolidated to form a stable structure in vitro, with the aim of eventually being able to produce substitute tissue for implantation. The constructs for human cardiac surgery need to embed into the surrounding tissue and, just like natural tissue, to have the potential to grow and develop.

Beim Tissue Engineering werden verschiedene Bereiche der Medizin, der Biologie und der Technik miteinander kombiniert. Das Ziel ist es, ein vitales und funktionales Ersatzgewebe herzustellen, das aus körpereigenen Zellen besteht. Dabei werden körpereigene Zellen auf ein resorbierbares Gerüst transplantiert und in vitro konditioniert, um ein vitales Ersatzgewebe zu schaffen, dass stabil genug ist, um implantiert werden zu können. Dieses Konstrukt hätte die Fähigkeit, sich in das umgebende Gewebe zu integrieren und wie gesundes Gewebe zu entwickeln (z.B. mitwachsen). In dieser Arbeit konnten vaskuläre Zellen aus körpereigenen Nabelschnurgefäßen als neue Zellquelle evaluiert werden. Ein großer Vorteil der Nabelschnur gegenüber den Fragmenten der Aorta ascendens und der Vena saphena magna ist, dass dieses Gewebe nach der Geburt überflüssig ist und verworfen wird. Damit wäre kein weiterer belastender Eingriff bei den Patienten erforderlich. Durch die Kryokonservierung dieser Zellquelle wäre somit auch eine Haltbarkeit möglich gemacht, die eine Verwendung dieser Zellquelle auch bei älteren Patienten zu jedem Zeitpunkt möglich macht. Diese mit kryokonservierten vaskulären Nabelschnurzellen hergestellten Herzklappen waren vital und zeigten unter dynamischen Konditionierungsbedingungen in einem dafür hergestellten Bioreaktor im Vergleich zu den statisch belassenen Klappen eine höhere extrazelluläre Matrix Produktion. Eine Verwendung der kryokonservierten vaskulären Zellen aus humanen Nabelschnurgefäßen ist somit für das Tissue Engineering von kardiovaskulären Strukturen wie das der Herzklappe möglich gemacht worden. / Tissue engineering of heart valves has been developed to overcome the problems of bioprosthetical, mechanical heart valves or homografts by fabricating a viable heart valve substitute from autologous cells with the ability to grow, repair and remodel. This work was focusing of the impact of cryopreserved human umbilical cord cells for fabrication of tissue engineered heart valves for patients diagnosed prenatally with congenital heart lesions potentially enabling heart valve replacement in the early years of life. By using biodegradable polymer matrices as a scaffold for tissue development until cells produce their own matrix autologous cryopreserved human umbilical cord cells are seeded onto the polymer scaffold, forming viable tissue while the polymer degrades. By using a biomimetic flow culture systems these cells shows perfect abilities of creating an in vitro tissue formation. However these cells suggest the potential benefit of establishing autologous human cell banks for pediatric patients diagnosed intrauterinely with congenital defects.

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.