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KARDIOTECHNIK Ausgabe: 2-2022
https://doi.org/10.47624/kt.031.TSDS8046

Modifizierte Ultrafiltration: Was sagt die Evidenz?

– ein narratives Review

Teske1, 2, N. Kwapil1, 2, A. Purbojo1, Dittrich1, F. Münch1

1Kinderherzzentrum Universitätsklinikum Erlangen, Loschgestraße 15, 91054 Erlangen
2WKK Perfusionsservice GmbH & Co KG, Wernher-von-Braun-Straße 5, 55129 Mainz-Hechtsheim
Kinderherzzentrum Universitätsklinikum Erlangen (Direktor: Prof. Dr. med. Sven Dittrich)

Schlüsselwörter

Kinder, Herzchirurgie, kardiopulmonaler Bypass, modifizierte Ultrafiltration

Zusammenfassung

Einleitung: Die Anwendung des kardiopulmonalen Bypasses (CPB) trägt durch die spezielle Pathophysiologie zu Morbidität und Mortalität in der Herzchirurgie bei. Die schnelle Hämodilution am CPB begünstigt dabei die Entstehung von Organödemen. Die daraus resultierende Einschränkung der Organfunktion beeinflusst das klinische Behandlungsergebnis insgesamt negativ. Als eine Gegenmaßnahme wurde 1991 von Naik et al. die modifizierte Ultrafiltration (MUF) eingeführt, um diese negativen, CPB-assoziierten Folgen bei pädiatrischen Patient:innen zu reduzieren. Mit zunehmend miniaturisierten und angepassten CPB-Systemen stellt sich heute die Frage, ob die seit damals etablierte Evidenz zum klinischen Nutzen der MUF für die Patient:innen noch besteht.

Methode: Im September 2021 wurde eine Literaturrecherche zu den Suchbegriffen MUF und CPB durchgeführt. Aus den Suchergebnissen in den PubMed und Cochrane Datenbanken wurden Publikationen der letzten zehn Jahre für eine Analyse identifiziert. Die gefundenen Veröffentlichungen wurden auf aktuelle Erkenntnisse zur MUF in der klinischen Anwendung, nach relevanten Aspekten aufgeschlüsselt, bewertet und beschrieben.

Ergebnisse: Die Mehrzahl der 47 analysierten Publikationen (n = 35) stammen aus dem Bereich der Kinderherzchirurgie, neun Arbeiten befassen sich mit erwachsenen Patient:innen, während drei einen Querschnitt beider Bereiche abbilden. Unter Betrachtung der Gerinnung und Transfusionen finden 45 % der Arbeiten Vorteile für Patient:innen nach MUF, weitere 45 % zeigen gemischte Ergebnisse und nur 10 % sehen in der MUF einen Nachteil. Mit 62 % am häufigsten werden Vorteile durch MUF im Bereich der Hämodynamik ausgewiesen, während in der intensivmedizinischen Nachbehandlung 70 % der Arbeiten gemischte Ergebnisse präsentieren oder keinen Vorteil zeigen können. Arbeiten aus dem Bereich der Kinderherzchirurgie zeigen hierbei die stärkste Evidenz für die Anwendung der MUF.

Schlussfolgerung: Nach Einordnung der aktuellen Studienlage anhand Methodik und Zusammenhängen der Durchführung stellt eine Miniaturisierung der EKZ-Systeme die größte Komponente zur Verbesserung der herzchirurgischen Therapie dar. Die physiologischen Auswirkungen der MUF sowie realisierbare Vorteile durch ein erhöhtes Sauerstoffangebot, optimierte Hämodynamik, verbesserte Gerinnungsund Beatmungsparameter sind vielfältig untersucht. Der Einsatz blutsparender Maßnahmen wie der MUF ist fest in gültigen Leitlinien etabliert und durch Evidenz unterfüttert. Der frühere postoperative Nutzen mit potenzieller Frühextubation ist dabei jedoch noch nicht im Studienfokus angelangt. Die MUF behält jedoch weiterhin, auch unter Anwendung miniaturisierter CPB-Systeme, einen deutlichen Vorteil zur Abmilderung der pathologischen Folgen des CPB.

Keywords

Pediatric, cardiac surgery, cardiopulmona- ry bypass, modified ultrafitration

Abstract

Introduction: The utilization of cardiopulmonary bypass (CPB) contributes to morbidity and mortality in patients undergoing cardiac surgery due to its specific pathophysiology. In this context, the rapid hemodilution by CPB favors the development of tissue edema. The resulting restriction of organ function negatively affects the overall clinical outcome. As a countermeasure, modified ultrafiltration (MUF) was introduced by Naik et al. in 1991 to reduce these negative, CPB-associated consequences in pediatric patients. With increasingly miniaturized and adapted CPB systems, the question today is whether the established evidence on the clinical benefit of MUF still exists.

Methods: A literature search was conducted in September 2021 using the search terms MUF and CPB. From the search results in the PubMed and Cochrane databases, publications from the last ten years were identified for analysis. The publications found were evaluated for current evidence on MUF, broken down by relevant aspects towards the clinical use of MUF. Results: The majority (n=35) of the 47 publications analyzed originate from pediatric cardiac surgery. Nine papers addressed adult patients, while three represented a cross-section of both fields. Looking at coagulation and transfusions, 45% of the papers do find benefits for patients after MUF, another 45% show mixed results, and only 10% see MUF as a disadvantage. Benefits from MUF are most often reported in regard to hemodynamics at 62%, while for intensive care follow-up, 70% of the papers present mixed results or fail to show any benefit. Papers from the field of pediatric cardiac surgery show the strongest evidence for the use of MUF in this regard.

Conclusion: After categorizing the current state of evidence according to methodology and context of implementation, the miniaturization of ECC systems represents the largest component for improving cardiac surgery-related therapy. The physiological effects of MUF as well as feasible benefits from increased oxygen supply, optimized hemodynamics, improved coagulation, and ventilation parameters are widely studied and understood. The use of blood-sparing measures, such as MUF, is firmly established in current guidelines and supported by evidence. The early postoperative benefits may facilitate early extubation, but this has not yet been the focus of recent research. However, MUF still retains a distinct advantage in mitigating the pathologic consequences of CPB, even with the use of miniaturized CPB systems.

 

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Andreas Teske studierte an der Hochschule Furtwangen Medical Engineering (BSc) und ergänzte dies durch einen Master in Gesundheitsökonomie an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (MHBA). Seit September 2013 ist er am Universitätsklinikum Erlangen-Nürnberg als Perfusionist tätig. Schwerpunkte der klinischen und wissenschaftlichen Tätigkeit sind pädiatrische Perfusion, mechanische Kreislaufunterstützung und insbesondere die Therapie mit ECMO.


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