Zur Simulation von klinischen Szenarien wurden Großtiermodelle etabliert, die durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und durch das Köln Fortune Programm der Universität Köln gefördert werden. Insgesamt drei Arbeitsgruppen um Prof. Dr. Thorsten Wittwer, Priv.-Doz. Dr. Justus Strauch und Dr. Oliver Liakopoulos beschäftigen sich dabei mit Fragestellungen bezüglich der Organkonservierung im Rahmen von Lungentransplantationen, Gehirnprotektion bei chirurgischen Eingriffen an der Hauptschlagader und der Optimierung des Einsatzes der Herz-Lungenmaschine in der Herzchirurgie.

AG Wittwer

Klinisch-experimentelle Untersuchungen im Rahmen des thorakalen Transplantationsprogramms: Optimierte Lungenkonservierung durch exogene Surfactanttherapie – Funktionelle und ultrastrukturelle Untersuchungen am extrakorporalen Rattenlungen-Modell

Auf der Basis der in der Arbeitsgruppe bereits erzielten tierexperimentellen Ergebnisse sollen mit dem beantragten Projekt Erkenntnisse im Hinblick auf eine Optimierung derzeit klinisch angewandter Protektionsverfahren auf dem Gebiet der Lungentransplantation erarbeitet werden. Hierbei stehen insbesondere die Behandlung der Spenderorgane mit exogenen Surfactantpräparaten mit resistenzverbessernden Adjuvantien und die damit verbundene Erhaltung der strukturellen und funktionellen Integrität des Surfactantsystems im Vordergrund. Bei zu erwartenden positiven Effekten einer exogenen Surfactanttherapie ist eine baldige Überprüfung in einem Großtiermodell geplant, wobei im Falle einer Bestätigung der Ergebnisse die Überführung in die klinische Praxis des thorakalen Transplantationsprogramms geplant ist.

Klinisch-experimentelle Untersuchungen im Rahmen des thorakalen Transplantationsprogramms: „Stellenwert von herztoten Organspendern („Non-Heart-Beating Donors“) sowie präischämischer inhalativer Vorbehandlung des Organspenders in der experimentellen Lungentransplantation an einem Großtiermodell“

Die Lungentransplantation hat sich zu einem international etablierten klinischen Verfahren zur Behandlung terminal lungenerkrankter Patienten entwickelt und wird heute im wesentlichen durch den progredienten Mangel an Spenderorganen limitiert. Nachdem bereits in der Transplantation von anderen Organsystemen wie der Niere durch die Verwendung von sogenannten „Non-Heart-Beating-Donors“ (NHBD) die Organverfügbarkeit um bis zu 20 Prozent gesteigert werden konnte, wurde in den letzten Jahren dieser Ansatz auch für die Lungentransplantation zunehmend interessant. Sowohl systematische Untersuchungen als auch die klinische Anwendung dieses Verfahrens bei NHBD stehen jedoch bislang noch aus. Insgesamt sollen auf der Basis der in der Arbeitsgruppe bereits erzielten tierexperimentellen Ergebnisse mit dem beantragten Projekt weiterführende Erkenntnisse als experimentelle Grundlagen für eine weitere Optimierung von Protektionsverfahren auf dem Gebiet der Lungentransplantation erarbeitet und in ein klinisches Transplantationsprogramm überführt werden.

AG Strauch

Perfusionsstrategien zur Verbesserung der Hirnfunktion nach Eingriffen an der thorakalen Aorta – Großtierexperimentelle Untersuchungen zur antegraden selektiven cerebralen Perfusion und zu ihrem Einfluss auf cerebrale Hämodynamik, Sauerstoffmetabolismus und Neurophysiologie

Die chirurgische Behandlung von aneurysmatischen Erweiterungen des Aortenbogens sowie die Korrektur komplexer kongenitaler Vitien erfordern spezielle Verfahren zur Verhinderung einer cerebralen Ischämie aufgrund Malperfusion, Hypoperfusion oder Atheroembolisation. Ein neues Verfahren der cerebralen Protektion stellt die antegrade selektive Hirnperfusion (ASCP) dar. Ziel der ASCP ist es, komplexe Eingriffe ohne ein virtuelles Zeitlimit, unter Vermeidung von Hypoperfusionen und Vermeidung von thrombembolischen Ereignissen durchführen zu können.
Im Tierprojekt soll untersucht werden, in welcher Form sich intraoperative Hämodynamik, regionaler und globaler cerebraler Blutfluss, cerebraler Sauerstoffmetabolismus, cerebrale Gefäßmotilität/-widerstand und andere wichtige Funktionen des Hirnstoffwechsels bei Verwendung neuer Perfusionstrategien während ASCP (zum Beispiel Temperatur und Hämatokrit) verhalten. Neben einer Erfassung der Neurophysiologie ist eine histopathologische Untersuchung aller Hirne vorgesehen. In einer späteren Phase des Versuchs ist eine Verhaltensbeobachtung zur Ermittlung neurologischer Auffälligkeiten geplant.

AG Liakopoulos

Anti-inflammatorische Statintherapie zur Prävention der myokardialen Dysfunktion bei herzchirurgischen Eingriffen mit Einsatz der Herz-Lungen-Maschine.

In dem von der Medizinische Fakultät der Universität zu Köln gefördertem Versuchsvorhaben (Köln Fortune) wird der Einfluss einer kurzfristigen Therapie mit 3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzym A (HMG-CoA) Reduktasehemmern (Statine) auf die postoperative Entzündungsreaktion und eingeschränkte Herzfunktion nach herzchirurgischer Operation unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine im Großtiermodel untersucht. Aus den Ergebnissen dieser Studie, werden relevante Einsichten über die Wirkungsmechanismen von Statinen und deren klinischen Nutzen zur Verbesserung der postoperativen Herzfunktion bei herzchirurgischen Patienten erwartet.