title: Selektive Retroperfusion durch Arterialisierung des kardialen Venensystems (Retrobypass)
title: Selective retroperfusion by arterialisation of cardiac veins- Experimental evaluation of retrograde coronary venous perfusion (Retrobypass) as an alternative technique of myocardial revascularisation
Creators: name: Harig, Frank
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2021
Subjects: subject: 617 Chirurgie und verwandte medizinische Fachrichtungen

description: 1. ZUSAMMENFASSUNG In der vorliegenden Arbeit sollten Erkenntnisse über die hämodynamischen, metabolischen und histologischen Auswirkungen der Retroperfusion gewonnen werden. Im ersten Abschnitt wurden Akutversuche zur globalen Retroperfusion über den Sinus coronarius durchgeführt. Im tierexperimentellen Modell mit Schweinen sind anatomische Besonderheiten beschrieben, aber nicht immer konsequent beachtet worden, so dass in früheren Studien aufgrund methodischer Fehler möglicherweise falsche Schlussfolgerungen gezogen wurden. Als anatomische Besonderheit bei Schweinen existiert eine Verbindung der Vena azygos sinsitra zum Sinus coronarius, über welche es zu einem herzfernen Abstrom des Blutes kommt. Diese Azygoskonnektion wurde angiographisch dargestellt sowie hämodynamische, metabolische und histologische Auswirkungen in 4 Gruppen in Ischämie-/ Reperfusions-experimenten untersucht. Eine akute Ligatur des LAD-Äquivalentes wurde nur dann überlebt, wenn gleichzeitig die Azygoskonnektion unterbunden und damit das arterialisierte Blut herzwärts in das venöse Gefäßsystem gepumpt wurde. Für zukünftige Versuche zur globalen Retroperfusion im Schweinmodell ist es somit wichtig, diese Azygoskonnektion darzustellen, für Akutversuche zu okkludieren, bzw. für Langzeitversuche zu modifizieren (z.B. chirurgisch umzuleiten) um die Drainage venösen Abdominalblutes zu gewährleisten. Im zweiten Abschnitt wurden auf der Grundlage dieser Überlegungen Langzeitversuche zur selektiven Retroperfusion durchgeführt. Zielsetzung dieser Versuche war es, diese Methode als alternative Maßnahme zur Myokardrevaskularisation zu evaluieren. Es wurden Untersuchungen über hämodynamische, metabolische und histologische Veränderungen durchgeführt. Diese Studien konnten an Versuchstieren, die die experimentell vorgegebene Zeitspanne von 3 Monaten überlebten, zeigen, dass die selektive RP in der Lage ist, einen akuten Verschluss des R.interventricularis paraconalis (LAD-Äquivalent beim Menschen) zu kompensieren. Dazu sind gewisse Versuchsbedingungen wie z.B. die Ligatur der Begleitvene (VIVA oder AIV, anterior cardiac vein) eine conditio sine qua non. Außerdem ist es wichtig, besondere Druckbedingungen und Flussraten in den arteriellen Conduits (hier wurde die A.thoracica interna sinistra (LITA) benutzt) herzustellen (z.B. einen Mindestdruck von 60mmHg und einen Mindestfluss von 40ml/min) oder zu vermeiden (Maximaldruck von 80mmHg und Maximalfluss vom 80ml/h). Inwiefern diese tierexperimentellen Untersuchungen und Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind, bleibt gewissen Limitationen unterworfen, denn trotz einer bemerkenswerten Ähnlichkeit der porcinen Koronaranatomie und –physiologie mit der des Menschen darf keine komplette Übereinstimmung postuliert werden. Das hier untersuchte Azygossystem ist nur ein Beleg dafür, ein weiterer Unterschied ist das beim Schwein besonders ausgeprägte veno-venöse und thebesianische System [50], das ein vermehrtes Shunting zulässt. Durch die vorliegenden Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die selektive Retroperfusion ein Verfahren darstellt, das für Patienten mit koronarer Herzkrankheit ohne konventionelle Behandlungsoption ein alternatives Verfahren zur Myokard-revaskularisation darstellt. Weiterführende Studien, die die Effektivität eines zweizeitigen Vorgehens untersuchen (primär: Ligatur der LAD-Vene, sekundär: Selektive Arterialisierung der Koronarvene) sowie eine molekularbiologische Analyse der Neoangionesefaktoren könnten zu einer weiteren klinischen Verbreitung dieser Methode beitragen.
description: In ischemic hearts, venous retroperfusion is a potential myocardial revascularization strategy. The goal underlying retrograde coronary sinus (CS) perfusion is perfusion of the ischemic myocardium proximal to the occlusion or stenosis. The lack of suitable target vessels remains a challenge for aortocoronary bypass grafting in end stage coronary heart disease. This study aimed to investigate the arterialization of cardiac veins as an alternative myocardial revascularization strategy in an experimental long term model in pigs (see part II). In part I, this study aimed to refine the technical and functional aspects of a pig model of acute myocardial infarction and retroperfusion with respect to the azygos connection. Previous animal studies on interspecies anatomic differences in mammals have concentrated on the venous connections of the vessels draining the myocardium and have demonstrated a need for further feasibility studies of the pig model (German Landrace pigs, Sus scrofa domestica) that focus on hemodynamic performance. Global retroperfusion after ligation of the ramus interventricularis paraconalis (equivalent to the left anterior descending artery in humans) was performed in 16 Landrace pigs (Sus scrofa domestica). Coronary sinus perfusion was performed in 8 pigs (P+) but not in the other 8 (P–), and the azygos vein was ligated (L+) 4 of the 8 pigs in each of these groups but left open (L–) in the remaining animals. Hemodynamic performance (for example, cardiac output, stroke volume) was significantly better in P+L+ pigs that underwent coronary sinus perfusion with ligation of the azygos vein compared with all other animals. In addition, troponin I release was significant lower in P+L+ pigs than in P–L–, P–L+, and P+L– pigs. For the first time, we showed that effective retrograde flow and thus hemodynamic stability was achieved by ligation of the azygos vein. Therefore, experiments focusing on global retroperfusion will benefit from effective inhibition of the blood flow through the azygos vein. In part II, selective retrograde perfusion of a coronary vein (aorta to coronary vein bypass, retrobypass) was performed in a pig model of myocardial ischemia. A ligation of the ramus interventricularis paraconalis (equivalent to the left anterior descending artery (LAD) in humans) was performed in 20 German Landrace pigs (Sus scrofa domestica). Retroperfusion (RP) of the concomitant vein of the LAD was performed in 4 pigs (RP+) but not in the other 4 (RP-), and the vena cordis magna (VCM) was ligated (L+) in 4 pigs in each of these groups but left open (L-) in the remaining animals. Hemodynamic performance (for example, cardiac output) was significantly better in RP+L+ (4.1 L/min) pigs that underwent selective retroperfusion with proximal ligation of vena cordis magna compared with all other animals (RP+L-, 2.5 L/min), (RP-L+, 2.2 L/min), (RP-L-, 1.9 L/min). Long term survival was significant better in RP+L+ pigs (112 +16 d) than in all other groups. Histological follow-up studies showed significant lower area of necrosis in all animals of the RB+L+ group. Venous retroperfusion is an effective technique to achieve long term survival after acute LAD occlusion in a pig model. In this setting, proximal ligation of V. cordis magna is mandatory.