Test Überschrift/Inhalt - RWTH Aachen University
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Untersuchung der Chorioideaperfusion<br />
in Abhängigkeit von verschiedenen<br />
Fließbedingungen<br />
-<br />
Etablierung eines Tiermodells<br />
und Pilotmessungen<br />
Von der Medizinischen Fakultät<br />
der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule <strong>Aachen</strong><br />
zur Erlangung des akademischen Grades<br />
einer Doktorin der Medizin<br />
genehmigte Dissertation<br />
vorgelegt von<br />
Christina Bueb<br />
aus<br />
Dormagen<br />
Berichter: Herr Universitätsprofessor<br />
Dr. med. Holger Schmid-Schönbein<br />
Herr Universitätsprofessor<br />
Dr. med. Martin Reim<br />
Tag der mündlichen Prüfung: 31. Oktober 2008<br />
Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek online verfügbar.
für<br />
meine Eltern<br />
Susanne und<br />
Dr.-Ing. Michael Bueb
<strong>Inhalt</strong><br />
1. Einleitung ...................................................................................................... 5<br />
2. Material und Methoden des entwickelten Modells ................................... 11<br />
2.1 Theoretische Begründung einer neuartigen Untersuchungsstrategie ..... 11<br />
2.2 Versuchstiere .......................................................................................... 11<br />
2.3 Anästhesie .............................................................................................. 12<br />
2.4 Arbeitsplatz und Instrumentarium ........................................................... 15<br />
2.5 Operationsschritte .................................................................................. 17<br />
2.5.1 Präparation ...................................................................................... 17<br />
2.5.2 Isovolämische Hämodilution ............................................................ 25<br />
2.5.3 Kanülierung für die Perfusographie ................................................. 30<br />
2.5.4 Präparationskontrolle....................................................................... 34<br />
2.5.5 Überdosisgabe ................................................................................ 35<br />
2.6 Videofluoreszenzangiographie ............................................................... 36<br />
2.6.1 Versuchsanordnung ........................................................................ 36<br />
2.6.2 Perfusionslösungen ......................................................................... 41<br />
2.6.3 Versuchsablauf ................................................................................ 49<br />
3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren ...................... 53<br />
3.1 Maßnahmen zur Gewebeprotektion ....................................................... 53<br />
3.1.1 Retrograde Kanülierung .................................................................. 53<br />
3.1.2 Hämodilution über die Femoralgefäße ............................................ 55<br />
3.2 Kontralateraler Seitenvergleich ............................................................... 57<br />
3.3 Einstellen des Perfusionsdruckes ........................................................... 59<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion ............................ 61<br />
4.1 Einfluss des Perfusionsdruckes .............................................................. 64<br />
4.2 Einfluss der Plasmaviskosität ................................................................. 71<br />
4.3 Einfluss der Erythrozytenaggregation ..................................................... 76<br />
5. Diskussion .................................................................................................. 81<br />
5.1 Deutung der Ergebnisse ..................................................................... 81
5.1.1 Perfusionsinhomogenitäten ............................................................. 82<br />
5.1.2 Variation des Perfusionsdrucks ....................................................... 83<br />
5.1.3 Variation weiterer rheologischer Parameter ..................................... 84<br />
5.2 Klinischer Bezug ................................................................................. 85<br />
5.3 Problematik der Übertragbarkeit ......................................................... 87<br />
6. Zusammenfassung ..................................................................................... 91<br />
7. Anhang ......................................................................................................... 95<br />
7.1 Hämatokritsenkung ................................................................................. 95<br />
7.2 Höhe des Niveaugefäßes ....................................................................... 96<br />
7.3 Druckmonitoring während der Hämodilution ........................................... 98<br />
7.4 Angiographien ....................................................................................... 100<br />
7.4.1 Hypertension .................................................................................. 100<br />
7.4.2 Hypotension .................................................................................. 101<br />
7.4.3 Erhöhte Plasmaviskosität ............................................................. 102<br />
7.4.4 Erhöhte Aggregationsneigung ...................................................... 103<br />
8. Literatur ..................................................................................................... 105
1. Einleitung<br />
1. Einleitung 5<br />
Die altersabhängige Makuladegeneration (AMD) ist in Industrienationen die<br />
häufigste Erblindungsursache bei erwachsenen Patienten 1-3 . In Deutschland<br />
stellt sie einen gewichtigen Einzelfaktor dar, der zur Einschränkung der Seh-<br />
funktion oder gar deren Verlust führt 4 . Weltweit ist die AMD dritthäufigste Ur-<br />
sache für Blindheit 5 . Da in den letzten Jahren eine Zunahme der Inzidenz zu<br />
vermerken ist, ergeben sich daraus nicht nur für die Betroffenen ausgeprägte<br />
Einschränkungen in der Lebensqualität, sondern auch hohe medizinische und<br />
nicht-medizinische Kosten 6 .<br />
Man unterscheidet eine atrophische, trockene und eine exsudative, feuchte<br />
Form der AMD, wobei die atrophische Variante, die auch den Beginn der Er-<br />
krankung markiert, mit 80 – 85 % aller Fälle überwiegt 7 . Bei der feuchten<br />
Form sind mit photodynamischer Therapie, Laserkoagulation und neuerdings<br />
auch durch intravitreale Anti-VEGF 8-10 Injektion vielfältige Therapieoptionen<br />
gegeben. Bei der trockenen Variante hingegen stehen bisher keine befriedi-<br />
genden Therapiemöglichkeiten zur Verfügung. Umso wichtiger ist die Erkenn-<br />
tnis, dass hier die Rheophorese in ersten Studien Wirksamkeit in Form einer<br />
Visusverbesserung als klinischem Parameter gezeigt hat 11-15 . Dieses Verfah-<br />
ren wurde zunächst entwickelt, um Plasmabestandteile, wie beispielsweise<br />
Antikörper bei Myasthenia gravis, Cholesterin bei hereditären Hypercholeste-<br />
rinämien, Immunkomplexe bei systemischen Lupus erythematodes oder Anti-<br />
körper bzw. Antikörperbestandteile beim Plasmozytom zu eliminieren 16 .<br />
In der Ophthalmologie wurde die Rheophorese zunächst zur Behandlung der<br />
Uveitis eingeführt. Lag nebenbefundlich eine altersabhängige Makuladegene-<br />
ration vor, so konnte teilweise eine Verbesserung oder Verzögerung im<br />
Krankheitsverlauf der AMD beobachtet werden 17 . Ab diesem Zeitpunkt wurde<br />
die Indikation der Anwendung der Rheophorese auf die AMD ausgeweitet.
6 1. Einleitung<br />
Aktuelle experimentelle rheologische Therapien der AMD entfernen mittels<br />
Plasmafiltration ein genau definiertes Spektrum hochmolekularer Proteine<br />
aus dem Blut des Patienten. Dazu gehören Fibrinogen, α2 -Makroglobulin,<br />
LDL-Cholesterin, Fibronectin und der von-Willebrand-Faktor. Daraus resultiert<br />
eine Abnahme der Plasmaviskosität, der Erythrozyten- und Thrombozyte-<br />
naggregationsneigung und eine Erhöhung der Erythrozytenflexibilität, was<br />
insgesamt eine verbesserte Mikrozirkulation zur Folge hat 15 .<br />
Warum durch diese Verbesserung ein günstigerer Krankheitsverlauf bei<br />
AMD-Patienten erreicht werden kann, lässt sich zunächst durch das hämody-<br />
namische Modell von Friedmann 18,19 erklären. Der Kern dieses Konzeptes<br />
beinhaltet, dass eine Verschlechterung der choroidalen Mikrozirkulation, be-<br />
dingt durch Arteriosklerose und eine verringerte Compliance des okulären<br />
Gewebes, ein entscheidender Faktor für die Entstehung und die Progression<br />
der altersabhängigen Makuladegeneration ist. Seine Untersuchungen haben<br />
zu dem Verständnis beigetragen, dass bestimmte Phänomene, die zu Perfu-<br />
sionseinschränkungen führen sowie mit daraus resultierendem konsekutivem<br />
Gewebeuntergang verbunden sind und von anderen Stromgebieten bekannt<br />
sind, auch auf die Perfusion der Aderhaut übertragbar sind. Betrachtet man<br />
die Tatsache, dass AMD-Patienten zumeist fortgeschrittenen Alters sind, so-<br />
wie in ohnehin schlecht perfundierten submakulären Bereichen athereoskle-<br />
rotische Veränderungen zum Tragen kommen, so erlangt das Konzept der<br />
randständigen Minderperfusion (oft mit „Syndrom der letzten Wiesen“ be-<br />
zeichnet) Bedeutung bei der Pathogenese der AMD 20 . Diese Hypothese lässt<br />
sich durch die Tatsache belegen, dass bei Patienten mit AMD der submaku-<br />
läre Blutfluss der Chorioidea reduziert ist. Diese Rolle der Chorioidea in der<br />
Pathogenese der AMD ist schon lange bekannt und wird auch durch aktuelle<br />
Ergebnisse belegt 21-29 . Weiterhin sind Arteriosklerose, ein erhöhter systoli-<br />
scher Blutdruck 30 , sowie Nikotinabusus 31,32 Risikofaktoren für die Entstehung<br />
und die Progression einer altersabhängigen Makuladegeneration. Zuletzt fin-
1. Einleitung 7<br />
den sich in den Drusen und in der Bruch-Membran von AMD-Patienten Lipop-<br />
roteine, deren Quelle das retinale Pigmentepithel (RPE) zu sein scheint 33 .<br />
Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen aber auch andere wichtige Aspekte,<br />
die in ein Konzept der Pathogenese der AMD integriert werden müssen. Ein<br />
solches Modell liefert Pulido 34 . Dabei wird zwischen Diffusionseinschränkun-<br />
gen, vaskulären Problemen und lokalen Inflammations- und Immunreaktionen<br />
unterschieden, welche zu einer Dysfunktion des retinalen Pigmentepithels<br />
führen. Hauptaufgabe des RPE ist Phagozytose, Metabolisierung und Trans-<br />
port von Zellmaterial der Photorezeptoren. Es ist gekennzeichnet durch star-<br />
ke Stoffwechselaktivität und einen stabil hohen Sauerstoffbedarf 35 . Diffusi-<br />
onsbarrieren könnten durch Anlagerungen von Makromolekülen wie bei-<br />
spielsweise Vitronectin an die Bruch-Membran entstehen, wodurch der Stoff-<br />
transport zwischen Chorioidea und retinalem Pigmentepithel eingeschränkt<br />
wird 36 . Da die Makularegion inklusive der Fovea ein avaskulärer Bereich ist<br />
und nur per diffusionem ernährt wird, kann eine solche Einschränkung hier<br />
besonders schwerwiegende Folgen haben. Dass auch ein lokaler Entzün-<br />
dungs- und Immunprozess an der AMD-Entstehung beteiligt zu sein scheint,<br />
zeigt die Entdeckung eines Polymorphismus im Gen des Complement Faktor<br />
H (CFH), der das Risiko, an AMD zu erkranken, nahezu verdreifacht 37 und<br />
der bei circa 40% aller AMD-Patienten nachgewiesen werden kann 38 . Der<br />
Complement Faktor H ist ein wichtiges Regulatorprotein in der Kaskade des<br />
Komplementsystems 39 . Durch seine Aktivität wird unter anderem eine patho-<br />
logische Komplementaktivierung auf körpereigenen Strukturen verhindert.<br />
Der Polymorphismus führt nicht zu einem vollständigen Funktionsverlust des<br />
CFH, sondern beeinträchtigt dessen Bindung an Heparin und das C-reaktive<br />
Protein (CRP). Erhöhte CRP-Blutspiegel werden auch mit der altersabhängi-<br />
gen Makuladegeneration in Verbindung gebracht und sind als unabhängiger<br />
Risikofaktor zu betrachten 40,41 . Darüber hinaus werden verschiedene Akute-<br />
Phase Proteine, Immunglobuline, Komplementaktivatoren und -inhibitoren 42,43<br />
in den Drusen von AMD-Patienten erfasst. Der hämodynamische Ge-
8 1. Einleitung<br />
sichtspunkt dieses Konzeptes ist ebenfalls angelehnt an das zuvor beschrie-<br />
bene Modell von Friedmann. Einschränkungen der Chorioidealen Perfusion<br />
können z.B. durch eine altersbedingte Einengung der Gefäßlumina bedingt<br />
sein. Dadurch ist der Abtransport von Debris und anderen Stoffwechselend-<br />
produkten eingeschränkt, was zu einer weiteren Anlagerung an die Bruch-<br />
Membran führt, die Diffusionsbarrieren (s.o.) verschärft 44 und auch die In-<br />
flammationsreaktionen triggert. Es ist somit umfassend beschrieben, dass die<br />
Hämodynamik in der Chorioidea eine essentielle Rolle bei der Pathogense<br />
der AMD spielt.<br />
Zur Untersuchung der Abhängigkeit der Perfusion von verschiedenen rheolo-<br />
gischen Bedingungen gibt es das Modell des isoliert perfundierten Rattenme-<br />
senteriums 45,46 . Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um ein indirektes Mo-<br />
dell bezogen auf die Chorioidea, da sich die Gefäßtopologie der Aderhaut<br />
aufgrund seiner speziellen Morphologie deutlich von normalen Gefäßgebieten<br />
wie den Mesenterialgefäßen unterscheidet und somit eine verlässliche Über-<br />
tragbarkeit nicht gegeben ist. Im Unterschied zum normalerweise vorliegen-<br />
den mehr baumartigen Aufbau eines Gefäßnetzwerkes durchzieht die Ader-<br />
haut eher schwammartig das zu perfundierende Gebiet. Bis heute ist noch<br />
kein Tiermodell etabliert worden, um die hämodynamischen Vorgänge in der<br />
Aderhaut des Auges gezielt zu untersuchen. Daher wurde, nicht zuletzt zur<br />
Untersuchung des Wirkungsmechanismus der rheologischen Therapie, das<br />
im folgenden beschriebene Tiermodell für die Chorioidea des Auges entwi-<br />
ckelt und anschließend auf seine Einsetzbarkeit geprüft.<br />
Bei der Etablierung des Modells wurden mehrere Zielsetzungen verfolgt. Im<br />
ersten Schritt sollte die im hämodynamischen Modell von Friedmann 47,48 auf-<br />
gestellt Hypothese, dass bei einer Verschlechterung der vaskulären Aus-<br />
gangssituation und damit der Fließbedingungen eine Verbesserung der rheo-<br />
logischen Eigenschaften des Blutes in der Lage ist, eine gestörte Perfusion<br />
wieder zu normalisieren, belegt werden. Anschließend sollte in einem zweiten
1. Einleitung 9<br />
Schritt untersucht werden, welcher der Parameter, die bei der rheologischen<br />
Behandlung verändert werden, den entscheidenden Beitrag zur Verbesse-<br />
rung der Perfusion liefert. Dazu musste das Modell so konzipiert werden,<br />
dass gezielt und reproduzierbar einzelne rheologische Parameter variiert und<br />
die Perfusion in deren Abhängigkeit untersucht werden konnten. Während<br />
klinisch in verschiedenen Studien gezeigt wurde, dass die Therapie als Gan-<br />
zes zu einer Visusverbesserung führt 12,13,15,49,50 , ist bis heute noch nicht<br />
nachgewiesen worden, dass es tatsächlich die bei der Therapie auftretenden<br />
rheologischen Veränderungen sind, die den therapeutischen Erfolg bewirken.<br />
Eine genauere Kenntnis des Wirkungsmechanismus ist nicht nur zur Klärung<br />
der Pathogenese erforderlich, sondern auch unverzichtbar, um die bisher<br />
recht teure Therapie auf die für die Wirkung entscheidende Komponente ein-<br />
zugrenzen und dadurch eine dringend erforderliche Reduktion der Behand-<br />
lungskosten zu erreichen. Zentrale Frage ist hierbei, ob die Therapie mehr<br />
über eine günstige Beeinflussung der Plasmaviskosität und/oder aber vor-<br />
nehmlich durch eine Verminderung der Aggregationstendenz der Erythrozy-<br />
ten wirkt. Weiterhin soll untersucht werden, wie sich eine Variation des Perfu-<br />
sionsdruckes auf die Perfusion der Chorioidea auswirkt.<br />
Die Darstellung der Perfusion der Aderhaut sollte an der unversehrten, nicht<br />
durch Präparationsartefakte beeinflussten Aderhaut erfolgen. Im Anschluss<br />
an das präparatorische Vorgehen sollte eine intravitalmikroskopische Unter-<br />
suchung der Perfusion der Aderhaut als isoliertes Organ ermöglicht werden.<br />
Zuletzt sollte das Modell so universell ausgelegt sein, dass sich nicht nur die<br />
Chorioideazirkulation, sondern in zukünftigen Untersuchungen auch das<br />
Stromgebiet der Retinagefäße untersuchen lässt.<br />
Zur Realisierung dieses Modells wurde am Rattenauge über einen Mikroka-<br />
theter eine selektive okuläre Perfusion mit Lösungen definierter rheologischer<br />
Eigenschaften durchgeführt und mittels Fluoreszenzangiographie intravital-<br />
mikroskopisch dargestellt. Die Analyse des Perfusionszustandes erfolgt an-<br />
hand typischer Kenngrößen und Fluoreszenzmuster.
10 1. Einleitung<br />
Die methodischen Schwierigkeiten, den Einfluss rheologischer Parameter auf<br />
die Chorioideaperfusion (als dem für die Ernährung der Makula allein zustän-<br />
digen Gefäßgebiet) gezielt und reproduzierbar mit den heute verfügbaren Me-<br />
thoden zu untersuchen, sind ein Grund dafür, dass die Pathologie der AMD<br />
so lange ungeklärt geblieben ist. Durch das beschriebene Modell ist es ge-<br />
lungen, ohne Eichung der Fluoreszenzintensität objektive Messungen an der<br />
Aderhaut durchzuführen, da das Augenmerk auf den Einstrom und die Dy-<br />
namik der Fluoreszenz gerichtet ist. Die Experimente beruhen darauf, dass<br />
ein Gefässbett mit einem Perfusat mit genau definierten rheologischen Ei-<br />
genschaften angefüllt wurde. In Folge wurde die Dynamik beobachten, mit<br />
der das ungefärbte Blut durch das mit einem Fluroreszensfarbstoff angerei-<br />
cherte Blut verdrängt wird. Da sich solche Untersuchungen aus methodi-<br />
schen und ethischen Gründen nicht am Menschen direkt durchführen lassen,<br />
war hierzu die Etablierung eines verlässlichen Tiermodells unumgänglich. Nur<br />
so konnte in der Folge die Frage beantwortet werden, wie sich Veränderun-<br />
gen des Perfusiondruckes, der Ery-throzytenaggregationstendenz sowie der<br />
Plasmaviskosität auf die mikrozirkulatorischen Verhältnisse der Chorioidea<br />
auswirken.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 11<br />
2. Material und Methoden des entwickelten<br />
Modells<br />
2.1 Theoretische Begründung einer neuartigen Untersuchungsstrategie<br />
Nachfolgend sind das etablierte Tiermodell sowie die entsprechenden Opera-<br />
tionstechniken beschrieben. Das linksseitig Auge wurde für die Perfusions-<br />
messungen präpariert, am rechtsseitigen Auge wurde die Hämodilution<br />
durchgeführt. Selbstverständlich lässt sich die Technik in gleicher Weise auch<br />
seitenvertauscht durchführen. Bei der Etablierung des Tiermodells wurden<br />
bereits bestehende Teilschritte anderer Versuchsreihen modifiziert und auf<br />
ihre Eignung geprüft. Ziel war es, die Mikrozirkulation der Chorioidea in vivo<br />
und damit als zusammenhängendes Netzwerk darzustellen und nicht nur die<br />
Perfusion eines einzelnen Mikrogefäßes.<br />
2.2 Versuchstiere<br />
Das Tiermodell wurde für Sprague-Dawley-Ratten (SPRD) mit Herkunft aus<br />
Janvier (Frankreich) etabliert. Diese Albinoratten verfügen über kein Pigment-<br />
epithel, wodurch die Aderhaut der Versuchstiere mit dem verwendeten Farb-<br />
stoff Natriumfluorescein entsprechend gut darstellbar ist. Durch die Diffusion<br />
des verwendeten Fluoreszensfarbstoffes in das umliegende Gewebe konnte<br />
jedes Tier für nur ein einziges Experiment herangezogen werden. Es wurden<br />
weibliche Tiere mit einem Gewicht von 270 - 300 g verwendet.
12 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
2.3 Anästhesie<br />
Die zur Platzierung des Katheters durchgeführten Operationen machten eine<br />
Vollnarkose des Versuchtieres erforderlich. Die Präanästhesie erfolgte durch<br />
kurze Inhalation von Isofluran.<br />
Abb. 2.1: Versuchstier im Betäubungskasten zur Durchführung der Präanästhesie<br />
mit Isofluran (Isofluran/Forene, Abbott, Wiesbaden).<br />
Vor dem Aufsetzen der Beatmungsmaske für die Inhalationsnarkose (schräg<br />
angeschnittene Original-Perfusor-Spritze® 50 ml, Braun, Melsungen), welche<br />
die Augen abdeckte, erfolgte eine Applikation eines Tropfens Mydriatikum<br />
(Mydriaticum Stulln, Pharma Stulln, Stulln, Wirkstoff Tropicamid) in das linke<br />
Auge. Das Mydriatikum diente dazu, den einsehbaren Bereich des Augen-<br />
fundus durch Mydriasis zu maximieren, so dass die Aderhautgefäße bei der<br />
Fluoreszenzangiographie bis weit in die Peripherie beurteilt werden konnten.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 13<br />
Zum Verhindern eines Transparenzverlusts der Cornea durch Austrocknung<br />
während der Operation wurde das linke Augenlid vollständig geschlossen und<br />
in dieser Position mit Leukosilk ® fixiert. Die Beatmungsmaske wurde so auf-<br />
gesetzt, dass sie Maul und Nasenpartie des Versuchstiers vollständig ab-<br />
deckte.<br />
Für die Anästhesie wurde eine Inhalationsnarkose durch Halothan verwendet<br />
(Halothane, H-169, Sigma, München und Verdampfer [Analgesia machine]<br />
Fluotec 3, Cyprane, Keighley, Yorkshire, UK), da bei diesem Narkotikum im<br />
Vergleich zu Chloralhydrat keine Nonresponder auftreten. Der Halothanver-<br />
dampfer ermöglichte es, dem Versuchstier das der Atemluft beigemischte In-<br />
halationsnarkotikum in einer genau eingestellten Konzentration zuzuführen.<br />
Vorteile dieses offenen Narkosesystems lagen in der guten Steuerbarkeit des<br />
Narkotikums sowie der einfachen apparativen Umsetzung. Der nachteilig ho-<br />
he Narkotikaverbrauch fiel auf Grund der geringen Atemvolumina der Ver-<br />
suchstiere kaum in Gewicht.<br />
Initial wurde der Atemluft das Narkotikum in hoher Konzentration zugesetzt,<br />
um das Exzitationsstadium rasch zu durchlaufen. Die Vitalfunktionen des<br />
Versuchstieres wurden fortlaufend überwacht. Nach Erreichen des Toleranz-<br />
stadiums wurde die Konzentration wieder zurückgesetzt. Die Tiefe der Anal-<br />
gesierung des Versuchstieres wurde anhand der Reaktion auf Schmerzreize<br />
geprüft.<br />
Die Versuchsphase der Videoangiographie betraf ein kurz zuvor durch Über-<br />
dosierung getötetes Versuchstier, so dass Anästhesie-Effekte eines schnell<br />
abnehmenden Anästhetikums unberücksichtigt bleiben können.
14 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Stereooperationsmikroskop<br />
Halothanverdampfer<br />
Abb. 2.2: Auf der Operationsunterlage gelagertes Versuchstier. Die Ratte ist an den<br />
Halothanverdampfer angeschlossen. Der Arbeitsplatz für die beidseitige Carotisprä-<br />
paration ist mit einem Stereooperationsmikroskop (Stemi SV8, 10 x 25, Zeiss, Jena)<br />
ausgestattet. Zum Verhindern eines Transparenzverlusts der Cornea durch Austrocknung<br />
während der Operation wurde das linke Augenlid vollständig geschlossen<br />
und in dieser Position mit Leukosilk ® fixiert. Die Beatmungsmaske deckte Maul- und<br />
Nasenpartie des Versuchstiers vollständig ab.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 15<br />
2.4 Arbeitsplatz und Instrumentarium<br />
Als Operationsfläche diente eine Korkunterlage, auf welcher das Versuchstier<br />
mittels kleiner, über die Extremitäten geführter Klebestreifen in Rückenlage<br />
fixiert wurde. Das unter der Halsregion gelagerte Kissen diente der zusätzli-<br />
chen Streckung des Operationsgebietes. Während der gesamten Operation<br />
wurde die Körpertemperatur mittels einer Wärmelampe konstant gehalten.<br />
Operationsbesteck<br />
Das zur Präparation benötigte Instrumentarium ist in der Abbildung näher er-<br />
läutert (s. Abb. 2.3). Die Präparation der Blutgefäße sowie die Kanülierung<br />
wurden unter einem binokularen Stereooperationsmikroskop vorgenommen<br />
(Stemi SV8, 10 x 25, Zeiss, Jena).
16 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
11<br />
Abb. 2.3: Operationsbesteck zur Durchführung der Carotispräparation und Kathete-<br />
risierung.<br />
6<br />
7<br />
1<br />
1. NaCl-Lösung und 1-ml-Spritze (Befeuchtung des Präparationsfeldes)<br />
2. Q–Tips (Reinigen des Präparationsfeldes von Blut und NaCl)<br />
3. Miniaturoperationshaken (Spreizen des Operationsfeldes und Weghalten von<br />
Nachbarstrukturen während der Präparation)<br />
4. Mydriatikum<br />
8<br />
2<br />
5. Chirurgisches Nahtmaterial (nicht resorbierbar, Länge ca. 15 –20 mm (Stärke<br />
3-0 für Ligaturen)<br />
6. Gewebeschere<br />
7. Federschere für Gefäßanschnitte<br />
8. Gebogene Präparationspinzetten (Splitterpinzetten)<br />
9. Chirurgische Pinzette (Aesculap)<br />
10. Arterienklemmen<br />
11. Tape<br />
4<br />
9<br />
3<br />
10<br />
5
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 17<br />
2.5 Operationsschritte<br />
2.5.1 Präparation<br />
Die Öffnung des Operationsfeldes erfolgte durch einen Medianschnitt vom<br />
oberen Sternumende nach kranial bis kurz unter die Mandibula, unter Scho-<br />
nung des darunter liegenden Fettgewebes und der Speicheldrüsen, mittels<br />
einer spitzen Schere. Mit den Miniaturoperationshaken wurde das Operati-<br />
onsfeld aufgespannt. Nach Durchtrennung der oberflächlichen Fett- und Fas-<br />
zienschicht wurde die Glandula submaxillaris dexter dargestellt nach außen<br />
geschoben (Abb.2.4).<br />
Abb. 2.4: Medianschnitt zur Eröffnung der Halsregion der Ratte vom oberen Ster-<br />
numende nach kranial bis kurz unter die Mandibula.
18 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Glandula<br />
parotis<br />
Glandula<br />
submaxillaris<br />
Glandula<br />
sublingularis<br />
Abb. 2.5: Oberflächliche Halseingeweide nach Durchtrennung der oberflächlichen<br />
Fett- und Faszienschicht mit Sicht auf die großen und kleinen Speicheldrüsen.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 19<br />
Nach Entfaltung des Operationsgebietes kam das Muskeldreieck, bestehend aus<br />
dem M. sternohyoideus (medial), M. omohyoideus (lateral oben) und M. sternomastoideus<br />
(lateral unten), zur Darstellung. Entlang des lateralen Randes des M. sternohyoideus<br />
erfolgte die Präparation in die Tiefe bis zum Erreichen des aus A. carotis<br />
communis und N. vagus bestehenden Gefäß-Nervenstranges.<br />
Die A. carotis communis wurde bis circa 10 mm proximal der Carotisgabel freipräpa-<br />
riert, um ausreichend Raum für die Platzierung des Katheters zu erhalten. Anschließend<br />
wurden die verbliebenen medialen Anteile des M. omohyoideus nach kranial<br />
verfolgt bis zu Os hyoideum, dessen laterales Ende den Verlauf der A. carotis externa<br />
distal der Carotisgabel verdeckte und daher zu entfernen war. Dazu wurde der<br />
äußere Anteil des Knochens mit einer scharfen Pinzette kräftig erfasst und mittels<br />
einer spitzen Schere entfernt.<br />
Nach Entfaltung des Operationsfeldes stellte sich die Anatomie entsprechend dem<br />
nachfolgenden Operationsfoto (Abb. 2.6 / 2.7) bzw. der Zeichnung dar.
20 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
M. sternohyoideus<br />
A. carotis<br />
communis<br />
M. digastricus<br />
M. sternomastoideus<br />
Abb. 2.6: Graphische Darstellung der Halsmuskulatur mit dem oberflächlichen<br />
Muskeldreieck, gebildet aus M. sternohyoideus (medial), M. omohyoideus (lateral<br />
oben) und M. sternomastoideus (lateral unten). Entlang des lateralen Randes des<br />
M. sternohyoideus () erfolgte die Präparation in die Tiefe bis zum Erreichen des<br />
aus A. carotis communis und N. vagus bestehenden Gefäß-Nervenstranges.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 21<br />
A. pharyngea<br />
ascendens<br />
A. thyroidea superior<br />
A. carotis externa<br />
A. carotis interna<br />
A. carotis communis<br />
.Abb. 2.7: Vollständig präpariertes linksseitiges Gefäßsystem.<br />
zum Auge<br />
A. pterygopalatina<br />
A. occipitalis
22 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Deutlich ist die kaliberstarke A. carotis communis zu erkennen. Distal der Ca-<br />
rotisgabel stellt sich die A. carotis externa dar. Deren erste Abzweigung, die<br />
A. occipitalis (Verlauf in Richtung lateral), verdeckt die in die Tiefe ziehende<br />
A. carotis interna. Kurz dahinter ist die nach medial abzweigende A. thyreoi-<br />
dea superior zu erkennen. Kurz bevor die A. carotis externa am oberen Rand<br />
des Operationsfeldes unter dem sehnigen Ansatz des M. digastricus ver-<br />
schwindet, gibt sie noch die nach medial ziehende A. pharyngea ascendens<br />
ab.<br />
Im weiteren Operationsablauf war nun die A. carotis externa vor der Gefäß-<br />
abzweigung der A. occipitalis zu unterbinden.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 23<br />
Abb. 2.8: Vorgelegter Faden in der Carotisgabel unter der nach medial (oben) ver-<br />
laufenden A. carotis externa vor Abgang der A. occipitalis (1.Abgang).<br />
Nun erfolgte, bei gleichzeitiger Abdrängung des kräftigen M. digastricus, die<br />
Präparation der, nach lateral zum Auge hin abzweigenden, A. pterygopalati-<br />
na. Die A. carotis interna wurde jedoch erst kurz vor der Kanülierung der A.<br />
carotis communis unterbunden, da mit diesem Operationsschritt die Hirnper-<br />
fusion vollständig sistierte und lediglich noch über Anastomosen gesichert<br />
wurde. Das vollständig präparierte Gefäßsystem mit entsprechenden Ligatu-<br />
ren kommt in Abb. 2.9 zur Darstellung: Nach Durchführung dieser Operati-<br />
onsschritte konnte die Katheterlegung in die A. carotis communis zu späte-<br />
rem Zeitpunkt erfolgen.
24 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
A. pharyngea<br />
ascendens<br />
A. thyroidea superior<br />
A. carotis externa<br />
zum Auge<br />
A. pterygopalatina<br />
A. occipitalis<br />
A. carotis interna<br />
A. carotis communis<br />
Abb. 2.9: OP-Feld. Als Striche dargestellt sind die zur Eingrenzung des Perfusionsgebietes<br />
erforderlichen Ligaturen. Die in der fotographischen Darstellung abgebildete<br />
Ligatur der A. carotis communis ist erst im späteren Operationsablauf zu setzen.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 25<br />
2.5.2 Isovolämische Hämodilution<br />
Durchführung und Lösung für die Dilution<br />
Oberstes Ziel des schrittweisen Austausches des tierischen Vollblutes gegen<br />
eine Ersatzlösung war es, trotz der durch die Kanülierung der linksseitigen A.<br />
carotis communis resultierenden Perfusionsunterbrechung die okuläre Mikro-<br />
zirkulation zu erhalten und der Bildung von Mikrothromben und -embolien<br />
vorzubeugen.<br />
Der Volumenersatz wurde mit einer 3% Albumin-PBS-Lösung (pH 7,4)<br />
durchgeführt, mit welcher Driessen 8 bereits schon erfolgreich das Rattenme-<br />
senterium infundierte (Albumin bovine serum, Fraction V, Sigma, München).<br />
Das der Rinderfraktion zugeordnete Albumin (Sigma®, Fraction V,<br />
www.sigmaldrich.com) wurde als Drei-Prozent-Volumen-Lösung gebraucht.<br />
Der kolloidosmotische Druck der verwendeten Dilutionslösung entsprach dem<br />
des Plasmas, wodurch es gelang, das Intravasalvolumen relativ konstant zu<br />
halten. Die Kreislaufbelastung des Versuchstieres war entsprechend dem re-<br />
lativ konstant gehaltenen Blutdruck nur gering.<br />
Die Albuminlösung wurde heparinisiert (1000 I.E. Heparin/Na 25000 I.E.,<br />
Braun, Melsungen pro ml Albuminlösung), um der Bildung von Mikrothrom-<br />
ben vorzubeugen.<br />
Beim schrittweisen isovolämischen Austausch des Vollblutes des Versuchs-<br />
tieres gegen PBS-Puffer ohne Albuminzusatz (NaCl-/Ringerlösung) hingegen<br />
wäre es zu einem erheblichen Volumenabstrom mit einem daraus resultie-<br />
renden Blutdruckabfall (vergleiche Kap. 7.4 Druckmonitoring während der<br />
Hämodilution) unter die für den Erhalt einer ausreichenden Mikrozirkulation<br />
erforderlichen Grenze von 60 mm Hg (diastolisch) gekommen.
26 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Die Hämodilution wurde isovolämisch durchgeführt, d.h. in mehren Zyklen<br />
wurden jeweils 2,5 ml der heparinisierten 3%-Albuminlösung infundiert und<br />
anschließend die gleiche Menge Blut wieder entzogen. Dies entsprach, aus-<br />
gehend von einem Blutvolumen von 6 ml/100 g Körpergewicht 51 und einem<br />
Tiergewicht von 270 – 300 g, jeweils genau 1/6 des Gesamtblutvolumens des<br />
Versuchstieres. Die Austauschzyklen wurden insgesamt 6 Mal wiederholt, so<br />
dass am Ende des Hämodilutionsvorganges das insgesamt ausgetauschte<br />
Volumen dem gesamten Blutvolumen des Versuchstiers entsprach und da-<br />
durch der Hämatokrit ausgehend vom Ausgangswert von 48 % auf 20 % ge-<br />
senkt wurde (Berechnung s. Anhang). Da es nach jeder Volumenentnahme<br />
zu einem Abfall des Blutdrucks des Versuchstieres kam, war es auch hinsich-<br />
tlich der Kreislaufstabilität sinnvoll, bei jedem Dilutionszyklus mit der Volu-<br />
mengabe zu beginnen.<br />
Der Katheter wurde hierzu an eine Hahnbank angeschlossen, so dass ein<br />
Volumenaustausch mit Hilfe von zwei 20 ml Spritzen durchgeführt werden<br />
konnte.<br />
Da der isovolämische Austausch des Blutes des Versuchstieres aufgrund der<br />
hohen kardiopulmonalen Belastung des Versuchstieres die kritische Phase<br />
der Operation darstellt, waren eine langsame Durchführung der Hämodilution<br />
und eine ständige Überwachung der Vitalfunktion der Ratte mittels Druckmo-<br />
nitoring unabdingbar.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 27<br />
Abb. 2.10: Isovolämische Hämodilution. In sechs Zyklen wurden jeweils 2,7-3,0 ml<br />
einer heparinisierten (1000 I.E. Heparin/Na 25000 I.E., Braun, Melsungen pro ml<br />
Albuminlösung) 3%-Albuminlösung (Albumin bovine serum, Fraction V) appliziert<br />
und anschließend die gleiche Menge Blut entzogen.<br />
Heparin<br />
Blut<br />
Albuminlösung<br />
Abb. 2.11: Katheter für die rechtsseitige Hämodilution. Am Ende des Hämodilutionsvorganges<br />
entsprach das insgesamt ausgetauschte Volumen dem Blutvolumen<br />
des Versuchstiers wodurch der Hämatokrit ausgehend vom Ausgangswert von 48 %<br />
auf 20 % gesenkt wurde.
28 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Kanülierung für die Hämodilution<br />
Zur Hämodilution wurde das Stromgebiet der rechtsseitigen A. carotis com-<br />
munis in ähnlicher Weise wie die Gegenseite präpariert (s. Kap. 2.4, Linkssei-<br />
tige Kanülierung). Die Präparation erfolgte über den für die Präparation der<br />
Gegenseite angelegten Medianschnitt.<br />
Die A. carotis communis dexter wurde bis circa 10 mm proximal der Carotis-<br />
gabel freipräpariert, mit einem Faden unterhalb der Carotisgabel legiert und<br />
das Fadenende mit einer Klemme unter Zug genommen. Ein zweiter Faden<br />
wurde möglichst weit proximal der Punktionsstelle vorgelegt und so stark un-<br />
ter einen nach kaudal gerichtetem Zug gesetzt, bis der Blutfluss in der A. ca-<br />
rotis communis sistierte.<br />
Zum Einführen des Katheters musste die A. carotis communis vorsichtig<br />
eröffnet werden. Dazu wurde die nach ventral weisende Gefäßwand mög-<br />
lichst nahe der Carotisgabel mittels einer Federschere quer zur Gefäßrich-<br />
tung angeschnitten und das Gefäß mit einer gebogenen Mikropinzette leicht<br />
nach oben geführt. Der proximal vorgelegte, unter Zug stehende Faden un-<br />
terband dabei den Blutfluss und setze die A. carotis communis zugleich unter<br />
leichte Spannung. In die dadurch entstandene, klaffende Öffnung wurde der<br />
spitz angeschnittene Katheter (Polyethylene Tubing, 0,5 mm ID, 1,00 mm<br />
OD, 800/110/160, Portex, Hythe, Kent, UK) in kaudaler Richtung eingeführt<br />
und fixiert. Jetzt konnte der Blutstrom durch Lösung des in der Carotisgabel<br />
liegenden Haltefadens freigegeben werde und der Katheter füllte sich au-<br />
genblicklich mit Blut. Die Lage der Punktionsstelle sowie der Fixations- und<br />
Ligaturfäden ist in Abb.2.12 dargestellt.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 29<br />
proximall<br />
A. carotis externa<br />
Katheter<br />
nach proximal<br />
A. carotis interna<br />
A. carotis<br />
communis<br />
Abb. 2.12: Lage des nach proximal in die rechtsseitigen A. carotis communis vorgeschobenen<br />
Katheters (Polyethylene Tubing, 0,5 mm ID, 1,00 mm OD) zur Durchführung<br />
der Hämodilution) nach Fixierung. Der Blutdruck füllt den Katheter nach<br />
sachgerechter Platzierung im Gefäßlumen.
30 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
2.5.3 Kanülierung für die Perfusographie<br />
Nach Durchführung der isovolämischen Hämodilution wurde die linksseitige<br />
A. carotis communis kanüliert, um über den Katheter den Augenhintergrund<br />
zu perfundieren. Durch die Ligatur der sich an der Carotisgabel nach medial<br />
abzweigenden A. carotis externa sowie der A. carotis interna wurde das Per-<br />
fusionsgebiet soweit eingegrenzt, dass das Auge nur über die zuleitende A.<br />
pterygopalatina selektiv perfundiert wurde. Der Katheter (s. Abb. 2.13) be-<br />
stand aus einem Polyethylenschlauch von 0,86 mm Innendurchmesser (Po-<br />
lyethylene Tubing, 0,86 mm ID, 1,27 mm OD, 800/100/260, Portex, Hythe,<br />
Kent, UK), in dessen Ende ein 5 cm langer Katheter mit einem Innendurch-<br />
messer von 0,5 mm etwa 5 mm hineingeschoben wurde (Polyethylene Tu-<br />
bing, 0,5 mm ID, 1,00 mm OD, 800/110/160). Die Zusammensetzung des Ka-<br />
theters aus zwei Schläuchen unterschiedlichen Durchmessers war erforder-<br />
lich, um den Katheterdurchmesser im Gefäßpunktionsabschnitt klein zu hal-<br />
ten, wodurch die Kanülierung der dünnen A. carotis communis erleichtert<br />
wurde. Der größere Innendurchmesser im zuführenden Teil des Katheters<br />
diente dazu, den Druckabfall auf möglichst langer Strecke gering zu halten,<br />
so dass der vom Druckbeutel vorgegeben Perfusionsdruck dem Druck am<br />
Ende des Katheters entsprach.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 31<br />
Der Katheter war am unteren Dreiwegehahn einer Hahnbank angeschlossen<br />
(DISCOFIX-Hahnbank, Hahnbank für komplexe Infusionsprogramme, mehr-<br />
farbig, Productos Patex S.A., Barcelona, Spanien), an dessen zweiten Aus-<br />
gang der Perfusor über einen weiteren Dreiwegehahn angeschlossen war.<br />
Die kontinuierliche Perfusion wurde, sobald die A. carotis communis sinistra<br />
legiert war, über diesen Perfusor (Perfusor Secura, Braun, Melsungen) mit<br />
einer Flussrate von 6 ml/h gestartet.<br />
Abb. 2.13: Hahnbank mit Katheter für linksseitige Kanülierung der A. carotis communis.<br />
Die Perfusorspritze ist mit heparinisierten, 3%-igen Albuminlösung befüllt.
32 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Die Kanülierung erfolgt hierbei analog der rechten Seite. Die A. carotis wurde<br />
kaudal, knapp bevor dieses Gefäß unter der Muskulatur verschwindet, ligiert.<br />
Der Gefäßanschnitt der unter Spannung stehenden A. carotis communis<br />
wurde dicht oberhalb dieser Ligatur vorgenommen. Die kaudale Lokalisation<br />
des Gefäßanschnittes ermöglichte es optimal, den geraden Gefäßverlauf der<br />
A. carotis communis zu nutzen und den Katheter in kranialer Richtung zum<br />
perfundierten Gebiet hin einzuführen. Die Lage der Punktionsstelle, Fixations-<br />
und Ligaturfäden, sowie der Weg der Perfusionslösung, sind in Abb. 2.14<br />
und 2.15 dargestellt.<br />
Lokalisation des<br />
Gefäßanschnittes<br />
Arteria carotis<br />
communis<br />
Abb. 2.14: Linksseitige A. carotis communis nach kaudalseitiger (links im Bild) Ligatur.<br />
Zustand vor Kanülierung im unteren Drittel des Gefäßes. Das Gefäß zeigte<br />
durch Zug an den beiden Fäden keine Pulsationen des Blutstroms mehr.
A. carotis externa<br />
Katheter zur<br />
Zuführung des<br />
Perfusats<br />
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 33<br />
A. carotis interna<br />
zum Gehirn<br />
A. carotis externa<br />
zu Gesicht,<br />
Rachen, Schilddrüse<br />
u.a.<br />
1 cm<br />
zum Auge<br />
A. pterygopalatina<br />
A. carotis interna<br />
A. carotis communis<br />
A. pterygo-<br />
palatina zum<br />
Auge<br />
A. carotis communis<br />
aus Aorta<br />
Abb. 2.15: Perfusionskatheter anterograd. Durch die linksseitigen Ligaturen wurde<br />
das Perfusionsgebiet soweit eingegrenzt, so dass das Auge nur über die zuleitende<br />
A. pterygopalatina selektiv perfundiert wurde.
34 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
2.5.4 Präparationskontrolle<br />
Um bei Vergleich der einzelnen Videoangiographien eine Kontrollgröße zu<br />
schaffen, wurde vor Durchführung der Angiographie über den liegenden Ka-<br />
theter die Durchgängigkeit des zu perfundierenden Gefäßgebietes überprüft.<br />
Der mittels eines Niveaugefässes (∆H = 2 m) aufgebaute Referenzdruck lag<br />
bei 110 mm Hg. Durch Positionierung dieses Gefäßes auf einer Waage war<br />
es möglich, durch die Gewichtsabnahme die Flussrate zu ermitteln. Anhand<br />
des Volumenstroms der heparinisierten, 3%-igen Albuminlösung über 30 s<br />
Dauer war es möglich, etwaige Fehlerpräparationen herauszufiltern, die Ka-<br />
theterlage zu überprüfen und abweichende Sequenzen der Videoangiogra-<br />
phie zu erklären.<br />
Das in zwei Meter Höhe aufgestellte Niveaugefäß mit 15 ml der Albuminlö-<br />
sung wurde über einen Zuleitungsschlauch an die Hahnbank angeschlossen.<br />
Die mittlere Flussrate lag bei den durchgeführten Waageexperimenten bei<br />
etwa 1 ml/min.<br />
Letztendlich konnte davon ausgegangen werden, dass bei Waageflüssen im<br />
gleichen Toleranzbereich Unterschiede in den Ergebnissen der Videofluores-<br />
zenzangiographie nur durch die bewusste Variation der Parameter Druck,<br />
Viskosität oder Aggregationsneigung zustande kamen. Der Toleranzbereich<br />
bei Experimenten ohne Papaverin lag bei 0,4 – 0,8 ml / 30 s, bei Experimen-<br />
ten mit Papaverin 0,9 – 1,5 ml / 30 s.<br />
Die Überlegung, die Präparationskontrolle mit einer Erythrozyten enthalten-<br />
den Suspension durchzuführen, um der geschaffenen Kontrollgröße eine<br />
stärkere Aussagekraft zu geben, wurde verworfen. Bis zur definitiven Durch-<br />
führung der Videoangiographie wäre es in den beschickten Gefäßen zu Sta-<br />
senbildung gekommen.
2.5.5 Überdosisgabe<br />
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 35<br />
Parallel zur okulären Perfusion mit der Albuminlösung erfolgte für 10 Minuten<br />
eine überdosierte Halothangabe bis zum Aussetzen jeglicher Vitalfunktionen<br />
der Ratte. Bis zum Erreichen des Vergiftungsstadiums (Viertes Narkosesta-<br />
dium nach Guedel) wurde die Halothananästhesie auf 4 Vol-% erhöht.<br />
Sobald der Exitus letalis eingetreten war, wurde das Versuchstier auf den Ar-<br />
beitsplatz übergeführt, auf welchem die Angiographie durchgeführt wurde.
36 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
2.6 Videofluoreszenzangiographie<br />
2.6.1 Versuchsanordnung<br />
Die im direkten Anschluss an die Operation durchzuführende Perfusion erfor-<br />
derte eine exakte Vorbereitung aller benötigten Apparaturen sowie der zu<br />
perfundierenden Substanzlösung.<br />
Zur mikroskopischen Angiographie wurde ein im Eigenbau modifiziertes In-<br />
travitalmikroskop verwendet. Die für unsere Messungen relevanten Teile be-<br />
inhalteten ein Auflichtmikroskop (Leitz, Wetzlar), einen Filterblock für Nat-<br />
riumfluoreszein-Fluoreszenzmikroskopie, eine Hg-Dampflampe zur Fluores-<br />
zenzanregung (Leitz, Wetzlar), eine Videokamera (CV-235, jAi, Copenhagen,<br />
Dänemark) und einen handelsüblichen DV-Rekorder zur Zwischenspeiche-<br />
rung des gewonnenen Bildmaterials.<br />
Die vorhandene Horizontalpositionierung in zwei Richtungen des vorhande-<br />
nen Aufbaus wurde um eine Höhenverstellung und eine drehbare Lagerung<br />
des Auges in zwei Richtungen mit dem Pupillenzentrum als Drehpunkt aus<br />
Fischertechnik-Bauelementen (Fischertechnik-Werke, Waldachtal) ergänzt.<br />
Dadurch ließ sich der durch die erweiterte Pupille betrachtete Fundusaus-<br />
schnitt so wählen, dass sich die Papille im Zentrum des Gesichtsfeldes be-<br />
fand.<br />
Es wurde eine 10-fache Vergrößerung durch Objektiv und Okular gewählt<br />
(Reichert, Austria), so dass der gesamte, von der Pupille freigegebene Fun-<br />
dusausschnitt bildfüllend dargestellt und ein möglichst großes Areal betrach-<br />
tet werden konnte. Bei stärkerer Vergrößerung wurde zwar eine höhere De-<br />
tailtreue erreicht, die Repräsentativität war jedoch gering, da nur ein relativ<br />
kleiner Ausschnitt des gesamten Fundus zur Darstellung kam. Eine Orientie-<br />
rung über die Anordnung des Arbeitsplatzes vermitteln die Abbildungen 2.16<br />
und 2.17.
Druckbeutel mit Ma-<br />
nometer <br />
Perfusionslösung<br />
mit<br />
Fluoreszenz-<br />
farbstoff<br />
Versuchstier<br />
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 37<br />
Hg-Dampflampe<br />
Mikroskop<br />
Kamera<br />
Rotation (Dreh-<br />
punkt≈Pupillen-<br />
zentrum)<br />
Höhenverstellung<br />
Horizontalpositionierung<br />
Abb. 2.16: Messanordnung der Videoangiographie (graphische Darstellung). Durch<br />
Höhenverstellbarkeit, Horizontalpositionierung entlang der x- und der y-Achse sowie<br />
durch Verdrehung des Auges mit dem Pupillenzentrum als Drehpunkt war eine optimale<br />
Positionierung der Papille möglich.
38 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
1<br />
6<br />
5<br />
2<br />
Abb. 2.17: Versuchsaufbaus der Videofluoreszenzangiographie:<br />
8<br />
1. Waage (Sartorius); 2. Bildschirm (Sony Trinitron) zur Verfolgung der ablaufenden<br />
Videoangiographie; 3. Stoppuhr; 4. DV–Rekorder (Sony DHR 1000 VC, Digital Vi-<br />
deo Cassette Recorder); 5. Druckbeutel (Combiflac isot. NaCl-Lösung, Braun, Mel-<br />
sungen) mit einer Manschette für Druckmonitoring (Biotest-Medizintechnik, Alzenau)<br />
und einem Manometer (Erkameter, ERKA Kallmeyer Medizintechnik, Bad Toelz), 6.<br />
Hg – Dampflampe (Leitz, Wetzlar); 7. Intravitalmikroskop; 8. Eigenbau zur Scharfstellung<br />
der Papille (Fischertechnik-Werke, Waldachtal).<br />
4<br />
3
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 39<br />
Nach Entfernung des Pflasters vom rechten Augenlid wurden zur dauerhaften<br />
Exposition der Cornea etwa 3 mm der Oberlidkante und etwa 2 mm der Un-<br />
terlidkante mit der Schere abgetrennt. Anschließend wurden zur Bildung ei-<br />
nes Flüssigkeitsfilms zwischen der Cornea und einem aufgelegten Deckglas<br />
einige Tropfen NaCl-Lösung auf die Cornea gegeben.<br />
Die Ratte wurde auf dem Angiographietisch auf die rechte Körperhälfte gela-<br />
gert, so dass nach Fokussierung die Papille zentral durch die Pupille sichtbar<br />
war. Zur Orientierung konnten hierbei die, von der Papille ausgehenden,<br />
sternförmig in die Peripherie verlaufenden Retinagefäße herangezogen wer-<br />
den, die durch die in den Gefäßen liegenden Erythrozyten rot zur Darstellung<br />
kamen.<br />
Betrachtungsperspektive<br />
Perfusionslösung<br />
Abb. 2.18: Strahlengang. Die Papille ist durch die vorgelagerte Cornea und die Linse<br />
zentral zu fokussieren. Die von ihr ausgehenden, sternförmig in die Peripherie<br />
verlaufenden Retinagefäße wurden zur Orientierung genutzt.
40 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Abb. 2.19: Auf dem Angiographietisch positioniertes Versuchstier. Der Strahlengang<br />
ist auf das Auge gerichtet, welches mit einem Deckglas abgedeckt ist.
2.6.2 Perfusionslösungen<br />
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 41<br />
2.6.2.1 Basiserythrozytensuspension<br />
Ausgangspunkt für die Herstellung aller Erythrozytensuspensionen waren<br />
zwei Monovetten mit jeweils 10 ml heparinisierten, humanen Vollblut von<br />
Blutspendern des Blutspendedienstes des Universitätsklinikum <strong>Aachen</strong>. Das<br />
heparinisierte Blut wurde mit 45 ml D-PBS (Gibco, -CaC2, - MgCl2,<br />
www.Invitrogen.com) auf 50 ml aufgefüllt und durch 10 minütige Zentrifugati-<br />
on bei 4000 U/min gewaschen. Der so entstandene Überstand wurde mit Hil-<br />
fe einer Wasserstrahlpumpe abgesaugt. Man erhielt 5 ml einer Basiserythro-<br />
zytensuspension, deren Hämatokritgehalt 70 % betrug. Diese konnte nun<br />
entsprechend der gewünschten rheologischen Eigenschaften modifiziert wer-<br />
den.<br />
Um das Perfusionsverhalten angiographisch darstellen zu können, wurden<br />
die so erhaltene Erythrozytensuspensionen mit einer 10%igen Natriumfluo-<br />
reszeinlösung (Fluorescein Alcon 10 %, 5ml Injektionslösung zur intravenö-<br />
sen Anwendung, Alcon Pharma GmbH, Freiburg) im Verhältnis von 1:100<br />
versetzt. Da bei den verwendeten Versuchstieren (albinotische Ratten) das<br />
die Aderhautfluoreszenz größtenteils absorbierende retinale Pigment fehlt, ist<br />
der Fluoreszenzfarbstoff Natriumfluoreszein in unserm Fall gut zur Darstel-<br />
lung der Aderhaut geeignet. Natriumfluoreszein hat eine hohe Fluoreszenzef-<br />
fizienz und diffundiert auf Grund seiner variablen Proteinbindung relativ<br />
schnell aus der Choriokapillaris. Die gleichmäßig diffuse Hintergrundfluores-<br />
zenz limitiert die detailgenaue Darstellung des Augenhintergrundes.<br />
Im vorliegenden Tierexperiment wurde bei der Auswertung der aufgezeichne-<br />
ten Sequenzen jedoch primär die Einstromphase betrachtet, während der es<br />
zu keiner nennenswerten Diffusion des Farbstoffes aus den Retinagefäßen<br />
kam. Durch die höhere Fluoreszenzeffektivität dieses Farbstoffes, im Ver-<br />
gleich zu Indocyaningrün, erhielt man im vorliegenden Tierexperiment detail-
42 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
genauere Bilder und einzelne Strukturen konnten mit wesentlich geringeren<br />
Farbstoffmengen gut dargestellt werden.<br />
Bei der Durchführung von Fluoreszenzangiographien am menschlichen Auge<br />
wird derzeit, wenn es auf die Darstellung der hinter dem Pigmentepithel lie-<br />
genden Aderhaut ankommt, zusätzlich Indocyaningrün eingesetzt. Dieser<br />
Farbstoff ist zu einem Anteil von 95 % an Plasmaproteine gebunden und dif-<br />
fundiert daher, bei geringer Fluoreszenzeffektivität (5–10% im Vergleich zu<br />
Natriumfluoreszein), nur zu einem vernachlässigbar geringen Anteil durch die<br />
Aderhaut. Indocyaningrün durchdringt wesentlich besser als Natriumfluores-<br />
zein das Pigmentepithel.<br />
2.6.2.2 Perfusionslösung mit physiologischen Eigenschaften<br />
Um auf der Basis dieses Hämatokrits eine physiologische rheologische Situa-<br />
tion zu schaffen, von welchem ausgehend die verschiedenen Parameter wie<br />
Vollblutviskosität, Plasmaviskosität und Erythrozytenaggregation definiert<br />
unabhängig voneinander eingestellt werden sollten, wurde die Basiserythro-<br />
zytensuspension mit 70%igem Hämatokrit durch Zugabe von Thomadex® 40<br />
(NaCl 10 %, Dextrane 40 10 %, Delta Pharma GmbH, Pfullingen) im Verhält-<br />
nis 1:4 mit NaCl 0,9 % verdünnt. Basierend auf den Erkenntnissen von Li-<br />
powsky et al. (Fließwiderstand), die von Driessen weiterentwickelt worden<br />
waren, gelingt es dadurch, die Auswirkungen des Hämatokrits auf die retina-<br />
len Fließeigenschaften zu beobachten. In ausführlichen Akut-Versuchen mit<br />
den sehr viel besser zugänglichen, isolierten Mesenterien der Ratte war fest-<br />
gestellt worden, dass die verwendete Perfusionslösung hämodynamisch gut<br />
vertragen wurde. Insbesondere konnte auch gezeigt werden, dass sich die<br />
rheologischen Eigenschaften der verwendeten Kunstlösung und die Charak-<br />
teristika des Blutes des Versuchtieres gleichen.
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 43<br />
3 ml dieser verdünnten Thomadex 40-Lösung wurden zur Basiserythrozyten-<br />
suspension gegeben. Die dadurch entstandene Perfusionslösung hatte eine<br />
physiologische Ausgangskonzentration der korpuskulären Anteile des Blutes<br />
von 44 % und eine Plasmaviskosität von 1,3 mPas, gemessen im Kapillarvis-<br />
kosmeter MA 2 (Coulter Harkness Kapillarviskosmeter, Coulter Elektronics<br />
Ltd., Luton Befordshire, UK) bei 22°C.<br />
Abb. 2.20: Komponenten zur Erstellung der Humanerythrozytensuspension mit definierten<br />
rheologischen Eigenschaften.
44 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
2.6.2.3 Perfusionslösung mit pathologischen Eigenschaften<br />
Perfusionslösung mit erhöhter Viskosität<br />
Zur Simulation einer bereits von Driessen untersuchten, pathologisch erhöh-<br />
ten Plasmaviskosität wurde zunächst eine Ausgangslösung, bestehend aus<br />
25 ml D-PBS Puffer, 3,35 g Dextran FP 60 pyrogen-free (research grade, M<br />
55000 – 65000, Serva, Boehringer Ingelheim Bioproducts Partnerchip. Hei-<br />
delberg) und 2,5 ml Aqua bidest, hergestellt. Diese Ausgangslösung hatte<br />
eine Viskosität von 9 mPas.<br />
Damit konnte man zusammen mit der Basiserythrozytensuspension eine<br />
Endviskosität von 4,19 mPas erzeugen, indem man 5 ml der Basiserythrozy-<br />
tensuspension mit 3 ml der Ausgangslösung vermischte.<br />
Perfusionslösung mit erhöhter Erythrozytenaggregationstendenz<br />
Am Mesenterium narkotisierter Ratten wurden die Fließeigenschaften bei<br />
Veränderung der Aggregationstendenz der roten Blutkörperchen bereits von<br />
Driessen untersucht 52 . Um eine erhöhte Erythrozytenaggregationsneigung zu<br />
bewirken, wurde das in D-PBS Puffer gelöste, hochmolekulare Polysaccharid<br />
Ficoll (approx. Mol Wt. 400000, Type 400,Sigma-Aldrich Chemie GmbH,<br />
Steinheim) verwendet. Es wurden 3 ml einer vierprozentigen Ficollösung zu 5<br />
ml der Basiserythrozytensuspension gegeben. Um vergleichbare und repro-<br />
duzierbare Werte zu erzeugen 53 , wurde zur Messung der Erythrozytenaggre-<br />
gation ein Myrenne-Aggregometer (MA2, myrenne®, info@myrenne.com)<br />
verwendet. Der Aggregationsindex der Perfusionslösung, gemessen mit dem<br />
Aggregometer (low shear, 10 s), betrug 56 (Norm: < 20).
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 45<br />
Perfusionslösung mit Papaverin<br />
Ausgehend von engen Gefäßen konnte bei den Versuchen, die mit dem Va-<br />
sorelaxans Papaverin (Papaverine hydrochloride, Sigma, Sigma-Aldrich<br />
Chemie GmbH, Steinheim) durchgeführt wurden, die Gefäßweite erhöht wer-<br />
den. Das Vasorelaxans befand sich hierbei in einer Konzentration von 0,1<br />
mmol/l in allen verwendeten Lösungen.
46 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Albumin<br />
Heparin<br />
Einzelsubstanzen Zusammensetzung<br />
Bovine serum Albumin, Fraction V Powder,<br />
Sigma, München<br />
Heparin,Braun,<br />
Melsungen<br />
Thomadex 40 Dextrane 40, 10 % Lösung mit NaCl 0,9%, Molekulargewicht<br />
40.000, Delta Pharma GmbH,<br />
Pfullingen<br />
Dextran 60 Molekulargewicht 60.000, Serva,<br />
Boehringer Ingelheim Bioproducts<br />
Fluorescein Fluorescein Alcon 10 %, Injektionslösung<br />
zur intravenösen Anwendung,<br />
Alcon Pharma GmbH, Freiburg<br />
D-PBS Puffer Phosphate buffered saline nach Dulbecco:<br />
KCl 200 mg/l, KH2PO4 200 mg/l, NaCl 8000<br />
mg/l, Na2HPO4-7H2O 2160 mg/l, pH 7,4;<br />
ohne CaCl2 + MgCl2<br />
Gibco<br />
Ficoll Polysucrose, Type 400,<br />
Molkulargewicht 400.000,<br />
Sigma-Aldrich Chemie GmbH<br />
Ausgangsprodukte Zusammensetzung<br />
Albuminlösung, heparinsiert 3g Albumin in 100ml D-PBS Puffer, 1000 I.E.<br />
Heparin/ml, pH 7,4<br />
Basiserythrozytensuspension Aus 5 ml heparinisiertem humanen Vollblut, in<br />
D-PBS Puffer, aufgenommen; Hämatokrit 70 %,<br />
pH 7,4<br />
Basiserythrozytensuspension,<br />
gefärbt<br />
Ausgangslösung zur Erzeugung<br />
erhöhter Plasmaviskosität<br />
4ml Basiserythrozytensuspension<br />
+40µl Fluorescein, pH 7,4<br />
25 ml D-PBS Puffer pH 7,4<br />
+ 3,35 g Dextran 60<br />
+2,5 ml Aqua bidest. Plasmaviskosität 9 mPas<br />
Ficolllösung 4% 4g Ficoll in 100 ml D-PBS Puffer
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 47<br />
Perfusionslösungen Zusammensetzung<br />
Perfusionslösungen mit<br />
physiologischen rheologischen<br />
Eigenschaften<br />
Perfusionslösung mit erhöhter<br />
Erythrozyten-<br />
Aggregationsneigung<br />
Perfusionslösung mit erhöhter<br />
Plasmaviskosität<br />
3 ml Thomadex 40<br />
+ 12ml NaCl 0,9 %<br />
+ 5 ml Basiserythrozytensuspension,<br />
Hämatokrit 44 %,<br />
Viskosität 1,3 mPas,<br />
Aggregationsindex < 20<br />
3 ml Ficolllösung<br />
+ 5ml Basiserythrozytensuspension. Aggregationsindex<br />
56,<br />
Plasmaviskosität 1,3 mPas,<br />
Hämatokrit 44 %<br />
5 ml Ausgangslösung zur Erzeugung erhöhter<br />
Plasmaviskosität<br />
+ 3 ml Basiserythrozytenlösung, pH 7,4. Plasmaviskosität<br />
4,8 mPas,<br />
Aggregationsindex < 20,<br />
Hämatokrit 44 %<br />
Abb. 2.21: Komponenten zur Erstellung der Humanerythrozytensuspension mit de-<br />
finierten rheologischen Eigenschaften. Angeben sind die Einzelsubstanzen sowie<br />
die gebrauchsfertigen Lösungen.
48 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
2.6.2.4 Einstellung des Perfusionsdrucks<br />
Zur genauen Einstellung des Perfusionsdrucks wurde der Katheter über ei-<br />
nen Standard-Infusionsschlauch an einen Druckbeutel angeschlossen (Com-<br />
biflac isot. NaCl-Lösung, Braun, Melsungen), welcher sich in einer Manschet-<br />
te für Druckmonitoring befand (Biotest-Medizintechnik, Alzenau). Um eine<br />
exakte Ablesbarkeit des Manschettendrucks zu ermöglichen, wurde dessen<br />
Druckanzeige durch die eines Blutdruckmessgeräts (Erkameter, ERKA Kall-<br />
meyer Medizintechnik, Bad Tölz) ersetzt.<br />
Da der Druckbeutel und der Großteil des Infusionsschlauchs ausschließlich<br />
dem Druckaufbau dienten, genügte es, zur Volumeneinsparung der Perfusi-<br />
onslösung das Zuleitungssystem nur vom Katheter bis in die Tropfkammer<br />
des Infusionsschlauchs zu befüllen.<br />
Über das befüllte Perfusionssystem war es möglich, die Perfusionslösung mit<br />
einem genau definierten, reproduzierbar vorgegebenen Druck einströmen zu<br />
lassen, um anschließend die intravitalmikroskopischen Perfusionsverläufe zu<br />
beobachten und aufzeichnen (s. hierzu Kap. 3.1.2 Einstellung des Perfusi-<br />
onsdruckes).
2.6.3 Versuchsablauf<br />
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 49<br />
Die Perfusionsmikroskopie fand am unverletzten Auge mit vollständig intakter<br />
Anatomie der Aderhaut des Versuchstiers statt. Vor der eigentlichen Durch-<br />
führung der Angiographie wurde, um die Albumin-Spüllösung im Gefäßsys-<br />
tem des Auges zu verdrängen, ein Bolus ungefärbter Erythrozytensuspension<br />
von ansonsten gleicher Zusammensetzung wie die eigentliche Messlösung in<br />
das zu untersuchende Auge appliziert. Dadurch wurden einheitliche rheologi-<br />
sche Vorbedingungen für die sich anschließenden Angiographien sicherge-<br />
stellt, bei denen das Anströmverhalten der fluoreszenzmarkierten Erythrozy-<br />
tensuspensionen unter dem durch den Druckbeutel vorgegebenen Druck<br />
aufgezeichnet wurde.<br />
Nach Durchführung der Präparationskontrolle (s. oben Kap. 2.4.3 Präparati-<br />
onskontrolle) wurde der Strahlengang der Hg-Dampflampe auf die zentral im<br />
Fundusausschnitt lokalisierte Papille gerichtet und unter Gabe eines Bolus<br />
gefärbter Erythrozytensuspension (circa 0,1-0,3 ml) die Papille intravitalmik-<br />
roskopisch fokussiert. Nach Aufsetzen der Videokamera ließ man nun die<br />
Perfusionslösung mit dem gewünschten, vom Druckbeutel vorgegebenen<br />
Perfusionsdrucks einströmen.<br />
Die mit dem Rekorder aufgezeichnete Bildsequenz hatte eine Dauer von 4<br />
min, da nach diesem Zeitraum keine Änderungen des Angiographieverlaufes<br />
mehr zu erwarten waren. Die Auswertung der einzelnen Videofluoreszenzan-<br />
giographien erfolgte nach Digitalisierung der Aufzeichnungen durch das Insti-<br />
tut für Hochfrequenztechnik. Danach konnten die Angiographien hinsichtlich<br />
auftretender Perfusionsmuster untersucht werden. Weiterhin wurden die Ver-<br />
suche jeder Gruppe hinsichtlich der quantitativen Chorioideaperfusion aus-<br />
gewertet. Dazu wurde von jedem einzelnen ein Bild bei einer mittleren Hellig-<br />
keit von 100 Helligkeitsstufen erzeugt (0 = min., 255 = max. Helligkeit). Aus-<br />
gehend von diesen Bildern wurde dann die relative Aderhautdurchblutung in<br />
Prozent ermittelt.
50 2. Material und Methoden des entwickelten Modells<br />
Übersicht des Versuchsablaufs<br />
Einstellung eines konstanten<br />
Perfusionsdruckes.<br />
Perfusion und Angiographie des Rattenauges<br />
Druckbeutel zur<br />
Einstellung des<br />
Perfusionsdrucks<br />
Perfusionslösung mit<br />
Fluoreszenzfarbstoff,<br />
Perfusion des Auges<br />
über Mikrokatheter<br />
Fluoreszenzangiographische Darstellung zur Beurteilung von<br />
Perfusionsmustern und der prozentualen Chorioideaperfusion<br />
Abb. 2.22: Schematische Übersicht des kompletten Versuchsablaufs und der an-<br />
schließenden Auswertung<br />
Versuchstier<br />
Erythrozytensuspension mit<br />
definierten rheologischen<br />
Eigenschaften.<br />
Mikroskop- und Aufzeichnungseinheit<br />
für die Fluoreszenzangiographie
2. Material und Methoden des entwickelten Modells 51<br />
Abb. 2.23: Schema-<br />
tische Übersicht des<br />
kompletten Versuchsablaufs.
3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren 53<br />
3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter<br />
Verfahren<br />
3.1 Maßnahmen zur Gewebeprotektion<br />
3.1.1 Retrograde Kanülierung<br />
Oberstes Ziel des schrittweisen Austausches des tierischen Vollblutes gegen<br />
eine Ersatzlösung war es, trotz der durch die Kanülierung der linksseitigen A.<br />
carotis communis resultierenden Perfusionsunterbrechung die okuläre Mikro-<br />
zirkulation zu erhalten und der Bildung von nicht leicht reversiblen Stasen<br />
bzw. Mikrothromben im Untersuchungsbereich vorzubeugen.<br />
Vorteilhaft bei der retrograden Kanülierung war die Tatsache, dass es nicht<br />
zu einem Perfusionsstop während der Katheterisierung kam. In Anlehnung an<br />
die von Takasato et al. (lit., 1984) beschriebene Technik wurde hierbei der<br />
Katheter nicht direkt in die A. carotis interna eingebracht, sondern stattdessen<br />
die A. carotis externa anpunktiert, um einen Katheter retrograd in Richtung<br />
der A. carotis interna einzuführen.<br />
Da die A. carotis communis erst mit Beginn der Perfusion unterbunden wur-<br />
de, ist ein ungestörter Blutfluss via A. carotis interna während der Präparation<br />
und der Kanülierung möglich. Dadurch konnte eine hypoxische Schädigung<br />
bzw. Mikrozirkulationsstörungen durch Mikrothromben und -embolien vermie-<br />
den werden.<br />
Die Präparation der A. carotis externa musste im Vergleich zur oben be-<br />
schriebenen Präparationstechnik (s. Kap. 2.4.1 Präparation) aufwendig weit<br />
nach distal freigelegt werden, um ausreichend Platz für die Kanülierung zu<br />
schaffen. Durch die kurze zur Kanülierung zur Verfügung stehende Gefäß-<br />
strecke der A. carotis externa ergab sich wegen der mangelnden Möglichkeit<br />
der Fixierung des Katheters die Problematik der Leckage, so dass nur ein<br />
verhältnismäßig geringer Teil der Perfusionslösung das Stromgebiet der A.
54 3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren<br />
pterygopalatina erreichte. Lediglich unter Bedingungen hohen Drucks war die<br />
Kapazität des Lecks erschöpft und es kam zu einer Anflutung der Chorioidea.<br />
Der Versuch, die Leckage durch festere Fixierfäden zu vermeiden, brachte<br />
keine Verbesserung, da durch die Widerstandserhöhung die Durchflusszeit<br />
des Katheters auf 22% reduziert wurde.<br />
Da die A. carotis externa ein im Vergleich zur A. carotis communis sehr dünn-<br />
lumiges Gefäß ist, war der Druckabfall entlang des entsprechend kleinlumi-<br />
gen Katheter entsprechend groß.<br />
Da durch die Durchführung der Hämodilution eine Schädigung der Mikrozir-<br />
kulation weitestgehend vermieden werden konnte und der reproduzierbar<br />
eingestellte Perfusionsdruck in diesem Versuch eine wichtige Messgröße<br />
darstellt, etablierte sich letztlich die Technik der anterograden Perfusion.<br />
Katheter zur<br />
Zuführung des<br />
Perfusats<br />
A. carotis externa<br />
zum Auge<br />
A. pterygopalatina<br />
A. carotis interna<br />
A. carotis communis<br />
Abb. 3.1: Lage des Perfusionskatheter in der A. carotis externa bei der retrograden<br />
Perfusion. Der Katheter ist in der A. carotis externa lokalisiert, die Gefäßabgänge<br />
sind mit Ausnahme der A. pterygopalatina zur Eingrenzung des Perfusionsgebietes<br />
legiert.
3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren 55<br />
3.1.2 Hämodilution über die Femoralgefäße<br />
Um die Zeitdauer der Kreislaufbelastung für das Versuchstier während der<br />
Hämodilution zu verkürzen, wurde das Volumen über einen Katheter in der V.<br />
femoralis perfundiert und simultan mit gleicher Flussrate aus der A. femoralis<br />
entzogen. Die Leistengefäße boten sich für dieses Vorgehen auf Grund der<br />
günstigen oberflächlichen und benachbarten Lokalisation an.<br />
Die Kanülierung erfolgte dabei entsprechend der vorangehend beschriebe-<br />
nen Technik. Über einen in der linken Leistenbeuge gesetzten, quer zur<br />
Beinachse verlaufenden Schnitt erfolgte die Darstellung der Femoralgefäße<br />
und deren Anschlingung mit jeweils drei unter das Gefäß gelegten Seidenfä-<br />
den. Dann wurden die beiden proximalen Fäden unter Zug genommen bis<br />
zum sichtbaren Sistieren des Blutflusses und die Gefäße durch Zuknotung<br />
des distalen Fadens legiert. Nach Eröffnung der Gefäßlumina mittels der Mik-<br />
ro-Federschere konnten die Katheter (Polyethylene-tubing; 0,50 mm ID; 1,00<br />
mm OD = PE 50) eingeführt und fixiert werden.<br />
Da sich bei dieser Vorgehensweise hinsichtlich der kardialen Belastung und<br />
Kreislaufstabilität des Versuchstieres kein Vorteil ergab, der präparatorische<br />
Aufwand jedoch erhöht war, etablierte sich die oben beschriebene, weniger<br />
invasive Hämodilution über die rechtsseitige A. carotis communis (s. Kap.<br />
2.4.2 Isovolämische Hämodilution).
56 3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren<br />
Abb. 3.2: Femoralis-Katheterisierung. Der in der A. femoralis lokalisiert Katheter<br />
dient der Volumenentnahme. Über einen weiteren Katheter (im Bild nicht darges-<br />
tellt) wurde Volumen simultan über die Vene perfundiert.
3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren 57<br />
3.2 Kontralateraler Seitenvergleich<br />
Um interindividuelle Unterschiede auszuschließen, wurde ein Seitenvergleich<br />
des linken und rechten Stromgebietes des Auges etabliert, wobei diese über<br />
zwei Katheter unabhängig voneinander perfundiert wurden. Ein Auge wurde<br />
hierbei mit der Bezugslösung perfundiert, kontralateral waren die zu untersu-<br />
chenden Einflussparameter zu verändern.<br />
Bei Perfusion einer Seite kam es simultan zu einer Farbstoffanflutung der<br />
Chorioidea des anderen Auges, so dass die Aussagekraft durch zahlreiche<br />
Anastomosen, unter anderem im Nasen- und Rachenbereich, nicht erhöht<br />
werden konnte.
58 3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren<br />
Abb. 3.3: Darstellung des links- und rechtsseitigen Stromgebietes. Ein Seitenver-<br />
gleich ist durch Anastomosen, unter anderem im Nasen- und Rachenbereich, nicht<br />
möglich. Bei Perfusion einer Seite kam es simultan zu einer Farbstoffanflutung der<br />
Chorioidea des anderen Auges, so dass die Aussagekraft durch zahlreiche Anastomosen,<br />
unter anderem im Nasen- und Rachenbereich, nicht erhöht werden konn-<br />
te.<br />
Anastomosen im Nasen- und Rachenbereichbereich<br />
A. carotis<br />
A. carotis<br />
zum Auge<br />
interna<br />
interna<br />
zum Auge<br />
A. pterygopalatina<br />
A. carotis<br />
externa<br />
A. thyreoidea<br />
superior<br />
A. occipitalis<br />
A. carotis communis<br />
A. pterygopalatina
3. Ergebnisse der Prüfung nicht weiterverfolgter Verfahren 59<br />
3.3 Einstellen des Perfusionsdruckes<br />
Mit dem zuleitenden Standardinfusionsschlauch (Länge 1,80m) und einem<br />
mit der Humanerythrozytensuspension befüllten Niveaugefäß, welches in<br />
entsprechender Höhe positioniert wurde (s. Anhang, Kap. 7.3 Höhe des Ni-<br />
veaugefäßes), war es nicht möglich, die Suspension mit einem reproduzier-<br />
bar gewähltem Druck einströmen zu lassen, um nachfolgend vergleichbare<br />
intravitalmikroskopische Perfusionsverläufe aufzeichnen zu können.<br />
Weiterhin konnte wegen des langen Zuleitungsweges und der dabei auftre-<br />
tenden Sedimentation der Erythrozyten nicht davon ausgegangen werden,<br />
dass die vorgegebenen Parameter der Lösung hinsichtlich Hämatokritgehalt<br />
und Viskosität (nach Phasentrennung) in der berechneten Zusammensetzung<br />
im Einströmungsgebiet noch vorlagen.<br />
Die Sedimentationsgeschwindigkeit (vs) im Zuleitungsschlauch ergibt sich aus<br />
dem folgenden Zusammenhang:<br />
wobei:<br />
rT = Radius der sedimentierenden Teilchen<br />
ρT = Dichte der sedimentierenden Teilchen<br />
ρF = Dichte der Flüssigkeit<br />
η = dynamische Viskosität der Flüssigkeit<br />
g = Erdbeschleunigung<br />
2gr<br />
=<br />
2<br />
T<br />
Weiterhin war bedingt durch den langen Zuleitungsschlauch eine Volumen-<br />
verdopplung der mit Natriumfluoreszein versetzten Perfusionslösung notwen-<br />
dig, deren sachgerechte Durchmischung vor der Durchführung der okulären<br />
Perfusion schwierig zu realisieren war.<br />
v<br />
s<br />
( ρ − ρ )<br />
T<br />
9η<br />
F
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 61<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf<br />
die Perfusion<br />
Die aufgezeichneten Angiographiesequenzen wurden unter Variation rheolo-<br />
gisch relevanter Bluteigenschaften der Perfusionslösung wie Plasmaviskosi-<br />
tät und Aggregationsneigung sowie in Abhängigkeit von der Gefäßweite beur-<br />
teilt. Weiterhin war es über das zuleitende Perfusionssystem möglich, die<br />
Humanerythrozytensuspensionslösung mit genau definiertem, reproduzierbar<br />
vorgegebenem Druck einströmen zu lassen.<br />
Als Zielgröße wurde die Perfusion der Chorioidea herangezogen. Hierbei<br />
wurde, unter Einbeziehung der Anflutungszeiten bis zum Erscheinen des<br />
Fluoreszenzfarbstoffes in den Retinagefäßen sowie der Aderhaut, die Homo-<br />
genität der Chorioidea vergleichend bewertet. Charakteristische Läppchens-<br />
trukturen und eine weitgehend homogene Fluoreszenz der Chorioidea waren<br />
hierbei entscheidendes Merkmal suffizienter Perfusion, während pathogene-<br />
tisch bedeutsame Perfusionsinhomogenitäten auf eine unzureichende Durch-<br />
blutung des Augenhintergrundes hinwiesen. Sowohl für die genannte Ver-<br />
gleichs-Strategie als auch für die Zielgröße gab es keine Vorbilder in der Lite-<br />
ratur. So erfolgte die Beurteilung pathogenetisch bedeutsamer Inhomogenitä-<br />
ten anhand des etablierten Modells subjektiv, die Methoden und Kriterien er-<br />
lauben jedoch die quantitative und objektive Beurteilung, die in späteren Ar-<br />
beiten nachgeliefert werden können.<br />
Eine bei einem Perfusionsdruck von 200 mm Hg und einem 44%igen Häma-<br />
tokritgehalt durchgeführte Referenzangiographie ist nachfolgend (Abb. 4.1)<br />
exemplarisch dargestellt. Die angiographische Auswertung zeigt die typi-<br />
schen, physiologischen Perfusionszustände der Aderhaut und die in charak-<br />
teristischer Weise sternförmig vorgelagerten, in die Peripherie ausstrahlen-<br />
den Netzhautgefäße. Beim Anfluten der Chorioidea mit der fluoreszenzmar-<br />
kierten Erythrozytensuspension zeigen sich auch im Tiermodell die typischen
62 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
Phasen, die aus den angiographischen Fundusdarstellungen des Menschen<br />
bekannt sind.<br />
Der Farbstoff erscheint nach erfolgter Bolusgabe als Erstes in der Zentralar-<br />
terie. Nach zwei Sekunden beginnt die homogene, lobuläre Verteilung des<br />
Fluoreszenzfarbstoffes im Bereich der Aderhautgefäßstruktur. Einige Sekun-<br />
den später folgt die Füllung der Netzhautgefäße. Im Verlauf wird nach circa<br />
sechs Sekunden als charakteristisches Kennzeichen suffizienter Perfusion<br />
die homogene Läppchenstruktur im Untersuchungsbereich der Chorioidea<br />
sichtbar. Nach etwa 10 Sekunden ist die Perfusion der Chorioidea mit zu die-<br />
sem Zeitpunkt erreichter maximaler Intensität ausgeprägt.
a<br />
c<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 63<br />
Abb. 4.1: Beispiel einer Fluoreszeinangiographie des Fundus einer Albinoratte, mit<br />
der Perfusionslösung mit physiologischen rheologischen Eigenschaften: Hämatokrit<br />
44 %, Plasmaviskosität 1,3 mPas, Aggregationsindex
64 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
4.1 Einfluss des Perfusionsdruckes<br />
Die durchgeführten Pilotmessungen zur Untersuchung des Einfluss des Per-<br />
fusionsdruckes auf die Chorioideaperfusion wurden bei physiologischen Hä-<br />
matokritgehalt (44%) durchgeführt. Dabei wurde die Chorioideaperfusions-<br />
messung bei einem vom Druckbeutel vorgegebenen Perfusionsdruck von<br />
200, 100 und 90 mm Hg sowie mit einem Druck von 110 mm Hg (entspricht<br />
dem physiologischen Mitteldruck) durchgeführt. Die Plasmaviskosität lag mit<br />
1,2 mPas im physiologischen Bereich. Die Ergebnisse sind am Ende des Ka-<br />
pitels zusammengestellt (Abb. 4.3).<br />
Hypertension (200 mm Hg)<br />
Zunächst wurde unter hypertensiven Perfusionsbedingungen bei einem Per-<br />
fusionsdruck von 200 mm Hg gearbeitet. Dieser deutlich über normalen hu-<br />
manen Bedingungen liegende Druckbereich wurde bewusst gewählt, um eine<br />
suffiziente Durchblutung sicher zu erreichen. Im gesamten perfundierten<br />
Stromgebiet der Chorioidea dominieren als Kennzeichen suffizienter Perfusi-<br />
on größtenteils charakteristische, homogen verteilte Inselstrukturen (circa<br />
95% Homogenität bezogen auf die Grundfläche der Chorioidea). Die hier ge-<br />
wonnenen visuellen Eindrücke kommen guten physiologischen Bedingungen<br />
gleich. Die Erscheinungszeit der Fluoreszenz in der Chorioidea fällt entspre-<br />
chend des hoch gewählten Drucks kurz aus. Bereits nach zwei Sekunden ist<br />
die Füllung der Zentralarterie zu beobachten. Es beginnt die homogene, lobu-<br />
läre Verteilung des Fluoreszenzfarbstoffes im Bereich der Chorioidea, die in<br />
ihrer Intensität auch im Verlauf (t=7s) nur noch geringfügig zunimmt, was<br />
Kennzeichen einer bereits ausreichenden Durchblutung ist. Eine flächige<br />
Überblendung mit schon zu diesem Zeitpunkt erreichter maximaler Intensität<br />
ist nach einer Minute erreicht. Insgesamt ist eine über das gesamte Untersu-
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 65<br />
chungsgebiet homogen verteilte Läppchenstruktur sichtbar, fast keine unfluo-<br />
reszierten Bereiche sind erkennbar, so dass hier von suffizienter Perfusion<br />
gesprochen werden kann.<br />
Normotension (110 mm Hg)<br />
Von diesem hypertensiven Druckniveau ausgehend wurde der Druck nach-<br />
folgend auf 110 mm Hg abgesenkt. Dieser Druckbereich wurde bewusst ge-<br />
wählt, um die Durchblutung des Augenhintergrundes bei Vorliegen regulärer,<br />
humaner Bedingungen mit den Ergebnissen bei 200 mm Hg zu vergleichen.<br />
Die angiographische Betrachtung der Perfusion bei einem Druck von 110 mm<br />
Hg zeigte eine, auf das gesamte aufgezeichnete Stromgebiet bezogene, ho-<br />
mogene Chorioideale Perfusion sowie die typische Läppchenstruktur der<br />
Aderhaut (circa 94% Perfusionshomogenität bezogen auf die Grundfläche der<br />
Chorioidea). Wie bei der erheblich stärkeren arterio-venösen Druckdifferenz<br />
war auch unter normotensiven Bedingungen eine gleichmäßig gute Vertei-<br />
lung der Fluoreszenz im Messbereich der Aderhaut zu sehen.<br />
Nach etwa zwei Sekunden ist die Zentralarterie hell emittierend mit Fluores-<br />
zenzfarbstoff gefüllt und es sind bereits weitere Gefäße des Augenhinter-<br />
grundes angeflutet. Nach insgesamt 5 Sekunden ist die Darstellung der zent-<br />
ralen Gefäßsystems voll ausgeprägt. Die von zentral ausgehende Füllung der<br />
Netzhautgefäße mit dem Fluoreszenzfarbstoff beginnt schlagartig und schrei-<br />
tet nach peripher fort. Nach 7 Sekunden sind auch in den zuvor noch nicht<br />
angefluteten Bereichen überwiegend die typischen lobulären Läppchenstruk-<br />
turen der Aderhaut als charakteristisches Merkmal suffizienter Perfusion er-<br />
kennbar. Offensichtlich ist selbst bei stark erhöhtem Perfusionsdruck die<br />
Durchblutung im Aderhautstromgebiet nicht wesentlich zu steigern. Die kapil-<br />
lare Blutzirkulation war bei 110 mm Hg suffizient und derjenigen bei hohen<br />
Druckverhältnissen äquivalent.
66 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
Übergangsbereich (100 mm Hg)<br />
Im nächsten Schritt wurde der Perfusionsdruck weiter unter den physiologi-<br />
schen Mitteldruck, zunächst auf 100 mm Hg, gesenkt. In diesem Druckbe-<br />
reich liegen Bedingungen vor, die mit einer physiologischen Durchblutung<br />
des Augenhintergrundes nicht mehr uneingeschränkt korrelieren.<br />
Es zeigten sich lediglich regional kleinere Bereich mit homogener Perfusion,<br />
jedoch war der Untersuchungsbereich der Chorioidealen Mikrozirkulation<br />
dominiert von deutlichen Heterogenitäten (circa 65% Perfusionshomogenität<br />
bezogen auf die Grundfläche der Chorioidea). Dieses Ergebnis zeigt, im Un-<br />
terschied zum Versuch mit hoher arteriovenöser Druckdifferenz, eine un-<br />
gleichmäßige und zum Teil nur regionale Verteilung des Fluoreszenzfarbstof-<br />
fes im Messbereich der Aderhaut.<br />
Nach zwei Sekunden ist das Lumen der Zentralarterie in der retinalen Ein-<br />
trittspforte hell emittierend mit Fluoreszenz gefüllt. Die radiär verlaufenden<br />
Gefäße sind nur schwach, die Hintergrundgefäße nur zum Teil diffus angeflu-<br />
tet. Nach fünf Sekunden ist die Darstellung des zentralen Gefäßes deutlicher<br />
ausgeprägt und erste homogene Läppchenstrukturen sind im Stromgebiet der<br />
Aderhaut erkennbar.<br />
In diesem Übergangsbereich fällt die okuläre Perfusion im Mittel deutlich ab.<br />
Offensichtlich ist unter diesen Fließbedingungen ein Übergangsbereich der<br />
Perfusion erreicht, der nicht mehr uneingeschränkt mit physiologischen Ver-<br />
hältnissen vergleichbar ist. Die okuläre Hämodynamik nimmt gegenüber der<br />
suffizienten Durchblutung der Chorioidea bei höherem Druck ab.
Hypotension (90 mm Hg)<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 67<br />
Bei weiterem Absenken des Perfusionsdrucks auf 90 mm Hg ist das gesamte<br />
Stromgebiet nicht mehr homogen perfundiert und die typische Läppchens-<br />
truktur der Chorioidea ist nur noch vereinzelt sichtbar. In diesem Druckbe-<br />
reich ist die Perfusion im Mittel deutlich unterhalb ausreichender Fließbedin-<br />
gungen. Die stark inhomogene Verteilung der Fluoreszenz (circa 20 % Perfu-<br />
sionshomogenität bezogen auf die Grundfläche der Chorioidea) sowie die<br />
geringe Anflutung der Aderhaut (s. Abb. 4.2) grenzt diesen Bereich deutlich<br />
von dem vorher beschriebenen engen Übergangsbereich ab.<br />
In den zeitlich unterteilten Einzelbildreihen der aufgezeichneten Angiographie<br />
ist eine Unterversorgung des Chorioidealen Stromgebietes zu sehen. Nach<br />
zwei Sekunden erscheint der Fluoreszenzfarbstoff in der Zentralarterie, die<br />
radiär verlaufenden Retinagefäße sind nur schwach gefüllt. Hintergrundgefä-<br />
ße sind nicht erkennbar, lediglich eine diffuse fluoreszierende Streuung. Auch<br />
im Verlauf kommt es zu keiner Zunahme der Fluoreszenz, Inselstrukturen<br />
sind im Stromgebiet der Chorioidea nur minimal ausgeprägt.<br />
Diese Ergebnisse zeigen einen Bereich, in dem die Perfusion nicht mehr suf-<br />
fizient ist. Offensichtlich ist bei diesen Fließbedingungen keine physiologische<br />
Perfusion mehr zu erreichen, so dass in der Auswertung der quantitativen<br />
Homogenitätsanalyse von einer Hypoperfusion zu sprechen ist.
68 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
a<br />
c<br />
Abb. 4.2: Fluoreszeinangiographie mit der fluoreszeinmarkierten Perfusionslösung<br />
mit physiologischen rheologischen Eigenschaften: Hämatokritgehalt (44%), Plasmaviskosität<br />
1,3 mPas, Aggregationsindex < 20. Bei Absenkung des Perfusionsdrucks<br />
auf 90 mm Hg ist die Durchblutung erheblich eingeschränkt. Es ergibt sich sehr<br />
deutlich die Reduktion auf eine nur noch rudimentäre Restperfusion. Die in Abb. a–<br />
d dargestellte Angiographiesequenz zeigt das Anflutverhalten zu den Zeitpunkten t<br />
= 0 s nach Beginn der Infusion der fluoreszeinhaltigen Perfusionslösung (a). Nach<br />
circa zwei Sekunden erscheint wenig Farbstoff in den radiären Ästen der Zentralarterie.<br />
Gefäßstrukturen der Aderhaut sind im Hintergrund nicht erkennbar (b). Im Ver-<br />
lauf (t = 5 s) erscheint ein wenig Fluoreszein im Fundus. Inselstrukturen, die der<br />
Chorioidea zugeordnet werden können, sind nur minimal ausgeprägt (c). Nach 6<br />
Sekunden ist die Läppchenstruktur der Chorioidea immer noch nicht sichtbar. Die<br />
Füllung der Netz- und Aderhaut bleibt ein schwaches Hintergrundleuchten. Auch die<br />
retinalen Venen bleiben ohne Fluoreszein und damit dunkel (d).<br />
b<br />
d
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 69<br />
Zusammenstellung der Ergebnisse - Variation des Perfusionsdruck<br />
Zunächst wurde der Perfusionsdruck mit 200 mm Hg deutlich über normalen<br />
Durchblutungsbedingungen gewählt, um eine suffiziente Perfusion sicher an-<br />
giographisch darstellen zu können. Anschließend wurde die arteriovenöse<br />
Druckdifferenz auf physiologische Druckverhältnisse abgesenkt. Beim Ver-<br />
gleich der Perfusionsmuster für die verschiedenen Druckbereiche zeigte sich,<br />
dass sich der Bereich physiologischer Perfusion mit deutliche erkennbarer<br />
Läppchenstruktur und Homogenität im gesamten Stromgebiet von 200 bis<br />
110 mm Hg erstreckt.<br />
Bei weiterer Druckabsenkung folgt bei 100 mm Hg ein schmaler Übergangs-<br />
bereich mit deutlicher Heterogenisierung der Perfusion. Die Läppchenstruktur<br />
wird zunehmend unregelmäßig.<br />
Bei weiterer Senkung des Perfusionsdruckes stellt sich ab 90 mm Hg schließ-<br />
lich ein Bereich mit ausgeprägten Hypoperfusion der Chorioidea mit kaum<br />
noch vorliegender Restperfusion ein. Die kennzeichnenden Strukturen der<br />
Aderhaut sind nur noch ganz vereinzelt sichtbar.
70 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
Choroideaperfusion [%]<br />
100%<br />
90%<br />
80%<br />
70%<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
0%<br />
Suffiziente Perfusion<br />
Perfusionsbereiche<br />
Übergangsbereich<br />
Perfusionsdruck [mm Hg]<br />
Hypoperfusion<br />
200 mm Hg 110 mm Hg 90 mm Hg 0 mm Hg<br />
Abb. 4.3: Übersicht über die Chorioideaperfusion am Fundus von Albinoratten bei<br />
experimentellen Fluoreszeinangiographien in Abhängigkeit vom Perfusionsdruck.<br />
Abszisse: Perfusionsdruck in mmHg. Ordinate: Aderhautfüllung (Chorioideaperfusi-<br />
on) in Prozent der maximalen Fluoreszenz am Ende der Angiographie: Die grauen<br />
Säulen stellen die Mittelwerte aus den prozentualen Anteilen der perfundierten<br />
Areale der Aderhaut der verschiedenen Versuchsreihen dar. Die Angiographien erfolgten<br />
mit der fluoreszeinmarkierten Perfusionslösung mit physiologisch rheologi-<br />
schen Eigenschaften: Hämatokrit 44 %, Plasmaviskosität 1,3 mPas, Aggregationsindex<br />
< 20 (vgl. Tab. 2.21, S. 45 f.). Die Bereiche der verschiedenen Perfusionsdrucke<br />
wurden farblich markiert: Im Bereich der suffizienten Perfusion von 200 – 110<br />
mm Hg. lag der Mittelwert im Bereich von 95 %. Im anschließenden relativ schmalen<br />
Übergangsbereich fiel er auf etwa 65 % ab. Der Hypoperfusionsbereich bei 90<br />
mm Hg lag mit einem Absinken dieses Anteils unter 20 %.
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 71<br />
4.2 Einfluss der Plasmaviskosität<br />
Neben dem Blutdruck wurden der Einfluss einer erhöhten Viskosität und Ery-<br />
throzytenaggregationstendenz auf die okuläre Perfusion unter Variation des<br />
Gefäßdurchmessers (Zugabe von Papavarin) vergleichend untersucht. Es<br />
war davon auszugehen, dass sich diese rheologischen Parameter unter<br />
Normotension erst bemerkbar machen, sobald diese Größen drastisch ver-<br />
ändert würden. Folglich gewinnen diese erst an Einfluss auf die okuläre Per-<br />
fusion, wenn ohnehin schon schlechte vaskuläre Ausgangsbedingungen vor-<br />
liegen (vergleiche Friedmann, Hämodynamisches Modell 54 ). Um den Einfluss<br />
dieser Parameter auf die Perfusion der Chorioidea zu untersuchen, musste<br />
zunächst in Vorversuchen der Perfusionsdruck soweit reduziert werden, dass<br />
die Durchblutung des Rattenauges gerade noch möglich war. Dadurch sollte<br />
die kritische vaskuläre Situation im pathosphysiologischen Modell der Entste-<br />
hung der trockenen Form der AMD simuliert werden. Daher wurde sowohl<br />
unter Verwendung von Papaverin als auch ohne dessen Zusatz der Perfusi-<br />
onsdruck ausgehend von einem Wert von 100 mm Hg kontinuierlich gesenkt.<br />
Videofluoreszenzangiographisch konnte detektiert werden, ob eine Durchblu-<br />
tung des Auges noch möglich war. Es ergab sich für die Gruppe ohne Papa-<br />
verin ein Druck von 80 mm Hg, für die Papaveringruppe von 40 mm Hg. Bei<br />
diesen Drücken wurden alle weiteren beschriebenen Ergebnisse ermittelt. Zur<br />
Bewertung der Videoangiographien wurde der Vergleich mit physiologischen<br />
Bedingungen herangezogen, bei deren Vorliegen die Chorioidea bei weiten<br />
und engen Gefäßen, eine schnelle homogene Anflutung zeigte. Als charakte-<br />
ristisches Kennzeichen suffizienter Perfusion wurde hier eine deutliche Insel-<br />
struktur im Untersuchungsgebiet der Aderhaut angesehen, der prozentuale<br />
Anteil der homogen perfundierten Chorioidea war nahezu gleich. Das Intensi-<br />
tätsmaximum mit vollständiger Überstrahlung wurde jeweils nach ca. 40 Se-<br />
kunden erreicht. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt.
72 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
Erhöhte Plasmaviskosität<br />
Weite Gefäße<br />
Betrachtet man das Perfusionsmuster, welches unter Verwendung einer Hu-<br />
manerythrozytensuspension mit erhöhter Plasmaviskosität (4,8 m Pas) und<br />
unter Verwendung von Papaverin zur Darstellung kommt, so lassen sich<br />
kaum Einschränkungen der Chorioideadurchblutung im Vergleich zu unve-<br />
ränderten Parametern erkennen (circa 70% Perfusionshomogenität bezogen<br />
auf die Grundfläche der Chorioidea). Die Perfusion setzt, analog zu der unter<br />
physiologische Bedingungen durchgeführten Videoangiographie, beginnend<br />
mit der Füllung der Retinagefäße in der Papillenregion bereits nach circa fünf<br />
Sekunden ein. Nur wenige Sekunden später ist die Chorioidea vollständig<br />
und weitestgehend homogen perfundiert. Vergleichbar zu den Referenzver-<br />
suchen lässt sich eine vollständige Überstrahlung des Augenhintergrundes<br />
bereits nach circa 45 Sekunden detektieren.<br />
Enge Gefäße<br />
Bei erhöhter Plasmaviskosität und bei Vorliegen enger Gefäße zeigte sich<br />
eine deutliche Perfusionsminderungen. Nach erfolgter Bolusgabe fluoreszie-<br />
ren die Retinagefäße nur minimal, ein Fluss findet zu diesem Zeitpunkt noch<br />
nicht statt. Erst nach circa vier Minuten kommt es zu einer langsamen Zu-<br />
nahme der Intensität im Bereich der Papille. Die Füllung der Retinagefäße<br />
erfolgt zögerlich nach fünf Minuten. In den Retinagefäßen kommt es zu Bil-<br />
dung von Aggregaten, die unter dem Mikroskop zu beobachten sind. Bis zu-<br />
letzt ist eine teilweise inkomplette und inhomogene Anflutung der Chorioidea<br />
zu erkennen (circa 18% Homogenität bezogen auf die Fläche der Chorioi-<br />
dea), die in der nachfolgenden Abbildung (s. Abb. 4.4) zur Darstellung<br />
kommt.
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 73<br />
a b<br />
c<br />
Abb. 4.4: Fluoreszeinangiographie des Fundus einer Albinoratte, mit der Perfusi-<br />
onslösung mit erhöhter Plasmaviskosität: Hämatokrit 44 %, Plasmaviskosität 4,8<br />
mPas, Aggregationsindex
74 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
Zusammenstellung der Ergebnisse – Variation der Plasmaviskosität<br />
Betrachtet man die Ergebnisse einer Erythrozytensuspension mit erhöhter<br />
Plasmaviskosität, so zeigt sich bei engen Gefäßlumina ein deutlicher Perfusi-<br />
onsabfall. Die relative Aderhautdurchblutung bzw. der prozentuale Anteil der<br />
Chorioidealen Mikrozirkulation der homogenen Inselstrukturen als charakte-<br />
ristisches Merkmal suffizienter Perfusion, ist bei engem Gefäßdurchmesser<br />
signifikant geringer. Bei weiten Gefäßen (Zugabe von Papaverin) verringert<br />
sich die Chorioideaperfusion mit zunehmender Plasmaviskosität vergleich-<br />
sweise weniger stark.
Choroideaperfusion [%]<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 75<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Plasmaviskosität [mPas]<br />
mit Papaverin<br />
weite<br />
Gefäße<br />
enge<br />
Gefäße<br />
Abb. 4.5: : Prozentuale Chorioideaperfusion in Abhängigkeit von der Plasmavisko-<br />
sität bei normal engen und mit Papaverin maximal erweiterten Blutgefäßen. Auf der<br />
x-Achse ist die Plasmaviskosität (m Pas) aufgetragen. Ordinate: Aderhautfüllung<br />
(Chorioideaperfusion) in Prozent der maximalen Fluoreszenz am Ende der Angiog-<br />
raphie. Perfusion mit der Perfusionslösung mit erhöhter Plasmaviskosität: Hämatok-<br />
rit 44 %, Plasmaviskosität 4,8 mPas, Aggregationsindex
76 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
4.3 Einfluss der Erythrozytenaggregation<br />
Erhöhte Aggregationsneigung<br />
Weite Gefäße<br />
Bei Einsatz einer Perfusionslösung mit erhöhter Erythrozytenaggregations-<br />
neigung zeigte sich bei weiten Gefäßen (mit Papaverin) ein schnelles Einset-<br />
zen der Aderhautdurchblutung nach durchschnittlich 2 – 4 Sekunden. Gleich-<br />
zeitig füllten sich auch die Retinagefäße. Bereits zwei Sekunden später ist die<br />
Chorioidea homogen perfundiert mit deutlicher Läppchenstruktur als charak-<br />
teristisches Merkmal suffizienter Perfusion (circa 71% Perfusionshomogenität<br />
bezogen auf die Grundfläche der Chorioidea). Eine Überstrahlung des Fun-<br />
dus war nach etwa 50 Sekunden festzustellen.<br />
Enge Gefäße<br />
Bei Vorliegen enger Gefäße zeigten sich hingegen deutliche Heterogenitäten<br />
im Perfusionsverhalten der Aderhaut (circa 36% Perfusionshomogenität bezogen<br />
auf die Grundfläche der Chorioidea). Nach Freigabe der Perfusionslösung<br />
war zunächst kein Fluss zu beobachten und die Retinagefäße fluoreszierten<br />
durch die Bolusgabe nur minimal. Erst nach circa einer Minuten setzte<br />
die Perfusion verzögert ein, die Ausbildung von Inselstrukturen waren nur<br />
teilweise und unvollständig zu erkennen (s. Abb. 4.6).<br />
Teilweise kam es offenbar in den Retinagefäßen zur Ausbildung von Aggregaten.<br />
Diese kurzfristigen, reversiblen Stasenbildungen lassen die Perfusion<br />
kurzfristig sistieren. Anschließend kam es mit Verzögerung zu einer langsa-<br />
men Zunahme der Intensität, die das Wiedereinsetzen des Flusses darstellt.
a<br />
c<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 77<br />
Abb. 4.6: Fluoreszeinangiographie des Fundus einer Albinoratte, mit der Perfusionslösung<br />
mit erhöhter Erythrozytenaggregation: Hämatokrit 44 %, Plasmaviskosität<br />
1,3 mPas, Aggregationsindex 56, aber ohne Zusatz von Papaverin (vgl. Tab. 2.21,<br />
S. 45 f.), Perfusionsdruck 80 mmHg. Bei normal engen Blutgefäßen erschien auch<br />
hier im Fundusbild das Fluoreszein sehr dünn und erheblich verzögert. Abb. a: t =<br />
4 s nach Freigabe der fluoreszeinhaltigen Perfusionslösung ist noch keine Füllung<br />
des Fundus mit Fluoreszein zu beobachten (Abb. b). Einige retinale Arteriolen erscheinen<br />
minimal fluoreszierend. Nach 15 s kommt es zu einer Zunahme der Intensität<br />
im Bereich der Papille. Von 1 bis 6 Uhr sind die Felder zwischen den retinalen<br />
Arteriolen gefüllt, aber nur in der näheren Umgebung der Papille. In den übrigen<br />
Feldern des Fundus und weiter peripher besteht nur eine geringe Fluoreszeinablagerung,<br />
die von ganz dunklen Feldern bei 6, 8, 9, und 11 Uhr unterbrochen wird.<br />
Die retinalen Arteriolen sind unregelmäßig, z.T. fragmentiert gefüllt. (Abb. c). Nach<br />
01:30 min leuchtet der ganze Fundus. Von 6 bis 8 Uhr besteht von der Papille ausgehend<br />
eine inhomogene Überstrahlung, vermutlich handelt es sich um ein großes<br />
b<br />
d
78 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
präretinales Extravasat. Weiter peripher kann man eine Fluoreszeinfüllung sehen,<br />
bei der es sich auch um Aderhaut handeln kann. Die sichtbaren retinalen Arteriolen<br />
sind noch immer fragmentiert gefüllt.<br />
Zusammenstellung der Ergebnisse – Variation der Aggregationsneigung<br />
Betrachtet man die Einzelbildsequenzen der beiden Videoangiographien im<br />
Vergleich, so zeigt sich auch bei erhöhter Erythrozytenaggregationsneigung<br />
bei engem Gefäßdurchmesser eine deutlich verminderte Perfusion. Der pro-<br />
zentuale Anteil der Chorioidealen Mikrozirkulation, der homogene Inselstruk-<br />
turen als charakteristisches Merkmal suffizienter Perfusion aufweist, ist bei<br />
engem Gefäßdurchmesser deutlich geringer. Der Abfall der Aderhautdurch-<br />
blutung ist, verglichen mit den Ergebnissen unter erhöhter Plasmaviskosität,<br />
jedoch etwas geringer. Augenscheinlich machen sich eine Erhöhung der<br />
Erythrozytenaggregationneigung und der Plasmaviskosität (s.o.) erst be-<br />
merkbar, wenn bereits schlechte vaskuläre Ausgangsbedingungen, im Tier-<br />
experiment dargestellt durch den engen Gefäßdurchmesser, vorliegen (vgl.<br />
Friedmann, hämodynamisches Modell).
Choroideaperfusion [%]<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion 79<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Aggregationsindex<br />
mit Papaverin<br />
weite Gefäße<br />
enge Gefäße<br />
Abb. 4.7: Prozentuale Chorioideaperfusion in Abhängigkeit von der Erythrozyte-<br />
naggregation bei normal engen und mit Papaverin maximal erweiterten Gefäßen.<br />
Auf der x-Achse ist der Aggregationsindex aufgetragen. Ordinate: Aderhautfüllung<br />
(Chorioideaperfusion) in Prozent der maximalen Fluoreszenz am Ende der Angiographie.<br />
Perfusion mit der Perfusionslösung mit erhöhter Erythrozytenaggregations-<br />
neigung: Hämatokrit 44 %, Plasmaviskosität 1,3 mPas, Aggregationsindex 56 (vgl.<br />
Tab. 2.21, S. 45 f.). Der Zusatz von Papaverin betrug 0,1 mmol/l. Der Perfusions-<br />
druck wurde auf 80 mmHg ausgewählt, wenn dem Perfusionsmedium kein Papaverin<br />
zugesetzt wurde, mit Papaverin wurden 40 mmHg eingestellt (n = 2). Betrachtet<br />
man die Ergebnisse einer Perfusion mit der Perfusionslösung mit erhöhter Erythrozytenaggregationsneigung,<br />
so zeigt sich bei engen Gefäßlumina eine stark verzögerte<br />
und wesentlich geringere Füllung mit Fluoreszein (durchgezogene Linie). Der<br />
prozentuale Anteil der chorioidealen Mikrozirkulation, der homogene Läppchenstrukturen<br />
als charakteristisches Merkmal suffizienter Perfusion aufweist, ist bei engem<br />
Gefäßdurchmesser deutlich kleiner. Bei weiten Gefäßen nach Zugabe von Papaverin<br />
(gestrichelte Linie) verringerte sich die Chorioideaperfusion bei erhöhter<br />
Erythrozytenaggregation überhaupt nicht. Augenscheinlich macht sich eine Erhöhung<br />
der Erythrozytenaggregationneigung erst bemerkbar, wenn bereits schlechte<br />
vaskuläre Ausgangsbedingungen vorliegen, wie im hier durchgeführten Tierexperi-
80 4. Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion<br />
ment durch normal enge Blutgefäße und einen deutlich herabgesetzten Perfusionsdruck.
5. Diskussion<br />
5.1 Deutung der Ergebnisse<br />
5. Diskussion 81<br />
Die durchgeführten Untersuchungen, für die es in der Literatur keine Vorbil-<br />
der gab, zeigten eine deutliche Verschlechterung der Perfusion bei reduzier-<br />
tem Perfusionsdruck, erhöhter Plasmaviskosität und erhöhter Erythrozyte-<br />
naggregationsneigung insbesondere bei Vorliegen einer pathologischen vas-<br />
kulären Ausgangssituation. Die Auswirkungen der erhöhten Plasmaviskosität<br />
und die gesteigerter Erythrozytenaggregation (als in vitro objektivierbare<br />
rheologische Parameter) unterschieden sich dahingehend, dass es bei einer<br />
Viskositätserhöhung zu einer ganzheitlichen Verlangsamung der Strömung<br />
kam, während bei gesteigerter Aggregationsneigung die Auswirkungen ver-<br />
stärkt lokal begrenzt waren.<br />
Um die von Friedmann in seinem hämodynamischen Modell zur Pathogenese<br />
der AMD aufgestellten Postulate in das etablierte Tiermodell mit einzubezie-<br />
hen 55,56 , wurden in dieser Arbeit die Fließbedingungen verschlechtert, um den<br />
Einfluss rheologisch relevanter Parameter auf die Chorioideaperfusion als<br />
Netzwerk zu untersuchen.<br />
Bei einem Perfusionsdruck von 100 mm Hg zeigte sich in einem Übergangs-<br />
bereich eine deutliche Abnahme und Heterogenisierung der Perfusion. Ab<br />
einem Perfusionsdruck von 90 mm Hg traten eine ausgeprägte Hypoperfusi-<br />
on der Chorioidea bzw. Perfusionsmerkmale einer gestörten Zirkulation der<br />
Aderhaut auf.<br />
Die Untersuchungen weisen darauf hin, dass in einem kritischen Schwellbe-<br />
reich bereits kleine Veränderungen rheologischer Parameter genügen, um<br />
die Perfusion entweder zu verschlechtern oder auch deutlich zu verbessern.<br />
Diese Ergebnisse stützen die Vorstellung, dass durch rheologisch wirksame<br />
Komponenten gerade unter pathologischen Ausgangssituationen (wie sie ge-<br />
häuft im Alter vorliegen) die Perfusion entscheidend verbessert werden kann.
82 5. Diskussion<br />
Weiterhin konnte mit diesem Modell ein Beitrag zur Beantwortung der Streit-<br />
frage geliefert werden, in wieweit die Rheologie in der Pathogenese der AMD<br />
eine Rolle spielt.<br />
5.1.1 Perfusionsinhomogenitäten<br />
Die Auswertung der einzelnen Perfusionsangiographien erfolgte, wie bereits<br />
in der Literatur für andere Stromgebiete beschrieben, mittels Homogenitäts-<br />
analysen des zu untersuchenden Stromgebietes. Hierdurch konnte eine deut-<br />
lich genauere Aussage über den Perfusionsablauf (zeitlich) und -zustand ge-<br />
macht werden, als wenn lediglich die Gesamtperfusion summarisch betrach-<br />
tet und hierbei das Anströmverhalten des applizierten Fluoreszenzfarbstoffs<br />
analysiert worden wäre. In der Tat war erkennbar, dass sich mangelperfun-<br />
dierte Areale im untersuchten Stromgebiet ausgebilden können, obwohl die<br />
Gesamtperfusion noch ausreichend erscheint. So ist aus tierexperimentellen<br />
Studien seit langem bekannt, dass bei einer globalen Verminderung der<br />
Durchblutung in ischämischen Strombahnen auch eine deutliche Heterogeni-<br />
tät der Perfusionsraten festgestellt werden kann 57,58 . Es konnte gezeigt wer-<br />
den, dass sich, auch wenn die Gesamtperfusion summarisch noch ausreicht,<br />
bereits mangelperfundierte Abschnitte ausgebildet haben können 59-61 . Die<br />
Gründe hierfür könnten funktionelle Kurzschlussbildungen, die nicht zwang-<br />
släufig anatomisch vorgebildet sind, sowie mikrovaskuläre Okklusionen sein.<br />
Daher ist die Homogenitätsanlyse einer Betrachtung der Gesamtperfusion vor<br />
allem bei nur leicht eingeschränkter Perfusion überlegen, da sich mangelper-<br />
fundierte Areale bereits nachweisen lassen, wenn sie mit Untersuchungsme-<br />
thoden, die lediglich die Gesamtperfusion erfassen, noch nicht diagnostizier-<br />
bar sind. Neben den beschriebenen tierexperimentellen Perfusionsuntersu-<br />
chungen wurde die quantitative Homogenitätsanalyse auch erfolgreich kli-<br />
nisch-diagnostisch eingesetzt für die Gefäßgebiete des Beins 62-64 , der Pla-<br />
zenta 65,66 und der Haut bei Verbrennungen 67-69 . Mit dem Verfahren der soge-<br />
nannten Perfusographie wird die Perfusion des zu analysierenden Stromge-
5. Diskussion 83<br />
bietes pixelweise anhand der Anströmkinetik des applizierten Fluoreszenz-<br />
farbstoffs quantitativ und untersucherunabhängig analysiert, wobei zunächst<br />
für jeden Pixel und dann für das gesamte zu analysierende Stromgebiet eine<br />
typische, die jeweilige Perfusion beschreibende Kenngröße berechnet wird.<br />
Eine farbkodierte topographische Darstellung bietet dem Untersucher die<br />
Möglichkeit, den jeweiligen Perfusionszustand direkt und ortsaufgelöst zu be-<br />
urteilen. Dieses Verfahren könnte als Weiterentwicklung der konventionellen<br />
Angiographie auch auf das Auge übertragen werden. Erste erfolgverspre-<br />
chende Versuche, aus angiographischem Bildmaterial grundlegende kreis-<br />
laufdiagnostische Größen zu extrahieren, wurden bereits in der <strong>Aachen</strong>er<br />
Augenklinik unternommen 70,71 .<br />
5.1.2 Variation des Perfusionsdrucks<br />
Betrachtet man die in vivo Untersuchungen (Kap. 4.1; Einfluss des Perfusi-<br />
onsdrucks), bei denen der Perfusionsdruck variiert wurde, so zeigt sich ein<br />
erheblicher Unterschied der prozentualen Chorioideaperfusion zwischen ei-<br />
nem pathologisch gesenktem Perfusionsdruck (circa 20% Perfusionshomo-<br />
genität) und einem physiologischen, beim Menschen vorkommendem Druck-<br />
niveau (circa 94% Perfusionshomogenität). Das homogene Perfusionsmuster<br />
der Chorioidea bleibt bei Absenkung des Perfusionsdruckes zunächst relativ<br />
lange bestehen, bis in einem Übergangsbereich plötzlich eine starke Zunah-<br />
me von heterogenen Durchblutungsverhältnissen auftritt. So zeigte sich, dass<br />
bei gesenktem Perfusionsdruck teilweise Sektoren gar nicht mehr angeflutet<br />
sind. Dies kommt in einem stark heterogenen angiographischen Bild zum<br />
Ausdruck. Fasst man die Ergebnisse zusammen, so geht der Bereich mit suf-<br />
fizienter Perfusion über einen relativ schmalen Übergangsbereich in einen<br />
Bereich klarer Hypoperfusion über (Kap. 4.1; Zusammenstellung der Ergeb-<br />
nisse). Die Ursache ist darin zu sehen, dass bei laminarer Blutdurchströmung<br />
der Gefäße der Volumenstrom proportional zum Vordruck ist (Hagen-<br />
Poiseuille). Weiterhin ist die perfusionsdruckabhängige Gefäßweite zu be-
84 5. Diskussion<br />
rücksichtigen. Gerade in diesem Bereich verspricht ein rheologisch wirksamer<br />
Therapieansatz erfolgreich zu sein, da durch eine nur geringe Verbesserung<br />
der Rheologie deutliche Verbesserungen der Chorioideaperfusion zu erwar-<br />
ten sind.<br />
5.1.3 Variation weiterer rheologischer Parameter<br />
Bei Variation weiterer rheologisch relevanter Parameter zeigten sich bei Vor-<br />
liegen verengter Gefäßlumina große Unterschiede zwischen der prozentualen<br />
Chorioideaperfusion unter physiologischen, rheologischen Bedingungen (cir-<br />
ca 72% Homogenität bezogen auf die Grundfläche der Chorioidea) und Be-<br />
dingungen mit erhöhter Plasmaviskosität (circa 18% Perfusionshomogenität)<br />
oder verstärkter Erythrozytenaggregationsneigung (circa 36 % Perfusions-<br />
homogenität).<br />
Der Anteil der jeweils homogen perfundierten Chorioidea ist im Vergleich zu<br />
physiologischen, rheologischen Bedingungen signifikant geringer (Kap. 4.2).<br />
Diese Ergebnisse zeigen den Einfluss der rheologischen Parameter auf das<br />
mikrovaskuläre System der Aderhaut im Bereich grenzwertigen Perfusion,<br />
hervorgerufen z.B. durch die Drucksenkung bei engen Gefäßquerschnitten.<br />
Bei erhöhter Plasmaviskosität tritt eine Heterogenität der Chorioideaperfusion<br />
ein mit teilweise nur schlecht perfundierten Sektoren. Auch aus anderen tier-<br />
experimentellen Studien ist die Inhomogenität der Perfusion bei global insuffi-<br />
zienter Durchblutung bekannt 57,58 .<br />
Eine verstärkte Erythrozytenggregationsneigung führt ebenfalls zu einer Ver-<br />
minderung der prozentualen Aderhautperfusion. Diese wirkt sich im Vergleich<br />
zur erhöhten Plasmaviskosität jedoch weniger gravierend aus. Die Perfusi-<br />
onsmuster zeigen einen sehr inhomogenen Fluss, der immer wieder durch<br />
statische Situationen unterbrochen wird. Dieser Befund verdeutlicht den Ein-<br />
fluss der Erythrozytenaggregationsneigung auf die Mikrozirkulation der Cho-<br />
rioidea.
5. Diskussion 85<br />
Ob die Verbesserung der Mikrozirkulation durch Rheophoresebehandlung<br />
eher über Senkung der Plasmaviskosität oder über Verminderung der Eryth-<br />
rozytenaggregationsneigung zustande kommt, ist nicht geklärt. Die Tendenz<br />
weist allerdings eher in Richtung einer stärkeren Wirkung der Plasmaviskosi-<br />
tät.<br />
Bei Einsatz von Papaverin zur Einstellung eines erweiterten Gefäßquerschnit-<br />
tes (Kap. 4.2; Einfluss rheologisch relevanter Parameter) zeigte sich auch bei<br />
erhöhter Plasmaviskosität (circa 70% Perfusionshomogenität) und bei ver-<br />
stärkter Erythrozytenaggregationsneigung (circa 71% Perfusionshomogenität)<br />
eine wesentliche Verbesserung der Aderhautperfusion. Die Ursache ist darin<br />
zu sehen, dass bei laminarer Blutdurchströmung der Gefäße der Volumen-<br />
strom potenziell mit dem Gefäßdurchmesser zunimmt. Bei einer auch nur ge-<br />
ringen Erweiterung des Gefäßdurchmessers durch Papaverin wird ein deut-<br />
lich höherer Durchstrom in den Gefäßen erzeugt.<br />
So gilt für laminaren Strömungen in Gefäßen (Hagen-Poiseuille): v ~ d 4 .<br />
Dies kann durch Betrachtung der Perfusionsmuster belegt werden. Die Cho-<br />
rioideagefäße wurden in allen Versuchen sehr schnell (2–6s) angeflutet und<br />
es kam zur zügigen Überstrahlung des Fundus.<br />
5.2 Klinischer Bezug<br />
Aus den Untersuchungsergebnissen lässt sich folgern, dass pathologische<br />
vaskuläre Situationen wie erhöhte Erythrozytenaggregationsneigung und er-<br />
höhte Plasmaviskosität besonders in Kombination mit anderen Faktoren, in-<br />
sbesondere bei engen Gefäßdurchmessen oder bei hypotensiven Perfusi-<br />
onsbedingungen zu einer reduzierten Perfusion führen. Damit wird die Vor-<br />
stellung, dass die rheologische Therapie gerade bei Vorliegen einer patholo-<br />
gischen vaskulären Ausgangssituation die Fließfähigkeit stark verbessern<br />
kann, untermauert.<br />
Hiermit wird also ein experimenteller Beleg der in klinischen Studien nachge-<br />
wiesenen Wirksamkeit der Rheophoresebehandlung 12,13,72,73 geliefert. So<br />
•
86 5. Diskussion<br />
scheint es plausibel zu sein, dass durch das Entfernen von aggregationsför-<br />
dernden und viskositätssteigernden Proteinen wie beispielsweise α2-<br />
Makroglobulin und Fibrinogen eine verbesserte Chorioideaperfusion in den<br />
verengten Gefäßen erzielt wird. Dadurch könnte die Clearance von Lipopro-<br />
teinen und anderen Sekretionsprodukten des RPE gesteigert werden, was<br />
letztendlich zu einer Erholung der retinalen Funktion führt.<br />
In einem nächsten Schritt sollte weiterhin untersucht werden, ob die Therapie<br />
auch wirklich die entscheidenden rheologischen Komponenten wie Plasma-<br />
viskosität und Erythrozytenaggregation mit einschließt und welche der thera-<br />
peutisch veränderten Parameter letztlich den entscheidenden Beitrag zum<br />
Therapieerfolg leistet. Die Grundidee der Rheophorese (Verhinderung einer<br />
Homogenitätsstörung) kann hierbei durch einfache in vitro–Daten bzw. sin-<br />
nesphysiologische Daten in Teilen mitbestätigt und/oder verworfen werden.<br />
Es spricht jedoch vieles dafür, dass das Therapieziel auch mit alternativen<br />
Verfahren wie der Hämodilution erreichbar ist, die erheblich weniger Kosten<br />
verursachen. Diesem gleichsam metawissenschaftlichen Ziel müssen innova-<br />
tive biometrische Verfahren gewidmet werden, die gleichfalls schon im An-<br />
satz verfügbar sind. Deren Darstellung würde über den Rahmen dieses For-<br />
schungsvorhabens hinausgehen, soll jedoch im Sinne eines Ausblicks nicht<br />
unerwähnt bleiben. Vor dem Hintergrund dieser künftig einsetzbaren innova-<br />
tiven biometrischen Strategien wird die Absicht verständlich, apheretische<br />
Therapien zu Beginn klinischer Symptomatik durch eine Dilutionstherapie zu<br />
optimieren.<br />
Weiterhin werden bei der rheologischen Behandlung mehrere Fließeigen-<br />
schaften des Blutes (wie Plasmaviskosität, Perfusionsdruck oder Erythrozy-<br />
tenaggregation) gleichzeitig verändert. Inwieweit sich die einzelnen rheologi-<br />
schen Parameter durch Interaktionen beeinflussen und ob sie sich gegensei-<br />
tig durch additive oder gar synergistische Wirkung verstärken, ist hierbei noch<br />
weiterführend zu untersuchen. Diese Problematik ist wegen ihrer in alternden<br />
Populationen zunehmenden Inzidenz und wegen der starken Einschränkung
5. Diskussion 87<br />
der Lebensqualität durch AMD von hoher klinischer Relevanz. Das Ziel, die<br />
Therapie auf die wesentlichen Komponenten zu konzentrieren, wäre weiter-<br />
hin auf Grund der hohen Kosten von nur palliativ wirksamen Verfahren von<br />
erheblicher sozialmedizinischer und ökonomischer Bedeutung.<br />
5.3 Problematik der Übertragbarkeit<br />
Die Ergebnisse haben auch positive Relevanz bezüglich der immunologi-<br />
schen und inflammatorischen pathogenetischen Aspekte der AMD. So kann<br />
in den pathologisch verengten Gefäßen der Aderhaut die gestörte Perfusion<br />
als Promoter für Entzündungs- und Immunprozesse dienen 74 . Gerade hier<br />
haben die Versuche den Einfluss der rheologischen Parameter Plasmavisko-<br />
sität und Erythrozytenaggregationsneigung auf die Mikrozirkulation gezeigt.<br />
Es könnte also durch die Rheophorese zu einer Durchblutungssteigerung in<br />
der Chorioidea und damit zu einer Verbesserung der Inflammationssituation<br />
kommen. Ähnliche Wirkung wird durch die monatliche intravitreale Injektion<br />
des Antikörpers Ranibizumab (Lucentis ® ) oder alternativ des preisgünstigeren<br />
„off-label“ Antikörper Bevacizumab (Avastin ® ) erreicht. Durch die Injektion des<br />
Krebsmedikamentes kann das Fortschreiten der Neovaskularisierung bei der<br />
altersabhängigen Makuladegeneration verzögert und vielfach auch sogar die<br />
Sehstärke verbessert werden 75 . Die Rheophorese würde hierbei eine kosten-<br />
günstigere Therapieoption darstellen als die Antikörpertherapie, die einen von<br />
vielen Ärzten als prohibitiv empfundenen Preis von 1.950 US-Dollar pro Injek-<br />
tion verursacht.<br />
Für die diabetische Retinopathie könnte unter Berücksichtigung dieser Er-<br />
gebnisse mit der Rheophorese ebenfalls eine Therapieoption gegeben sein,<br />
was durch klinische Erfolge auch bestätigt ist 76,77 . Die diabetische Retinopa-<br />
thie zeigt eine der AMD ähnliche Situation hinsichtlich der Chorioideaperfusi-<br />
on. Hier ist ebenso eine verminderte Durchblutung der Aderhaut beobachtet<br />
worden 78 . Diese Perfusionseinschränkungen sind nicht nur bei Patienten mit
88 5. Diskussion<br />
einer manifesten diabetischen Retinopathie bestätigt, sondern auch bei Dia-<br />
betikern ohne bisherige Beteiligung des Auges zu erkennen 79,80 . Bei der Un-<br />
tersuchung der Chorioidea von Ratten mit medikamentös induziertem Diabe-<br />
tes mellitus konnten Gefäßveränderungen, die mit einer Verminderung des<br />
Querschnittes vereinbar sind, diagnostiziert werden 81 . Es ergeben sich also<br />
Vorraussetzungen, die im Rahmen dieser Pilotversuche gut geeignet für das<br />
Ansprechen einer Rheophoresetherapie zu sein scheinen. Um die Wirksam-<br />
keit weiter klinisch überprüfen zu können, ist es also durchaus sinnvoll, ran-<br />
domisierte Studien zu etablieren.<br />
Dass pathologisch verengte Gefäße eine besondere Vulnerabilität gegenüber<br />
verschlechterten Fließeigenschaften des Blutes haben, lässt sich auch auf<br />
weitere Organsysteme übertragen. So konnte in einem Pilotprojekt gezeigt<br />
werden, dass die Rheophoresetherapie einen günstigen Einfluss auf den<br />
Krankheitsverlauf peripherer, arterieller Verschlusskrankheit (pAVK) 82 und auf<br />
das diabetische Fußsyndrom 83 hat. Weiterhin hatte die Fibrinogen/LDL-<br />
Apharese und die Rheophorese in klinischen Studien einen positiven Effekt<br />
auf den idiopathischen Hörsturz 84,85 . Auch hier wird der Einfluss verbesserter<br />
Fließeigenschaften des Blutes auf verengte Gefäße in diesem Fall hervorge-<br />
rufen durch endotheliale Dysfunktion deutlich.<br />
Es konnte in den Pilotmessungen ebenfalls veranschaulicht werden, dass bei<br />
weiten Gefäßquerschnitten schlechte rheologische Bedingungen keinen we-<br />
sentlichen Einfluss auf die Perfusion der Chorioidea haben. Dieser Befund<br />
stützt Überlegungen, wonach vasodilatierende Pharmaka in der Behandlung<br />
der nicht-exsudativen Form der AMD therapeutischen Nutzen zeigen sollten.<br />
Mit Sildenafil 86 und Niacin 87 konnte aber kein Effekt auf die Aderhautzirkulati-<br />
on erzielt werden. Eine Ursache der mangelnden Wirksamkeit könnte der<br />
nicht-hierarchische Aufbau des Gefäßsystems der Aderhaut sein. Wie bereits<br />
1983 von Hunold beschrieben, handelt es sich vielmehr um ein schwammar-<br />
tiges Maschenwerk aus Kapillaren 88 , vergleichbar mit der hepatischen Mikro-<br />
zirkulation oder der Plazentazottendurchblutung. In diesen besonderen Sys-
5. Diskussion 89<br />
temen kann die Wirkung von gefäßerweiternden Substanzen verändert sein<br />
und dadurch die verbesserte Chorioideaperfusion ausbleiben.<br />
Bei allen Schlussfolgerungen ist zu beachten, dass Ergebnisse, die durch ein<br />
Modell des Rattenauges gewonnen worden sind, auf humane Pathologien<br />
übertragen wurden. Bei den erzielten Erkenntnissen spielt die Chorioidea ei-<br />
ne große Rolle. Vergleichend anatomisch zeigen sich zwar Unterschiede zwi-<br />
schen der menschlichen Aderhaut und der RattenChorioidea, aber es ist<br />
durchaus möglich, die im Tiermodell gewonnenen Resultate auf humane pa-<br />
thologische Konzepte zu übertragen 89 . So konnte mittlerweile mit Hilfe mo-<br />
derner quantitativer Video-Fluoreszenz-Angiographien gezeigt werden, dass<br />
bei Rheophoresepatienten im Therapieverlauf Perfusions- und Visusverbes-<br />
serung hochsignifikant miteinander korrelieren. Durch den Effekt der Rheo-<br />
phorese kann die Gesamtperfusion der Chorioidea teilweise drastisch gestei-<br />
gert werden, wodurch auch die submakuläre Region bei vielen Patienten<br />
wieder verstärkt perfundiert wird. Dabei gilt das gesagte sowohl für „Non-<br />
Responder“, die zwar den Gesamtbenefit, allerdings nicht in der Region der<br />
Makula, aufweisen und dementsprechend keinen therapeutischen Gewinn<br />
aufweisen, als auch für „Responder“, die sowohl eine entscheidende Perfusi-<br />
ons- als auch Visusverbesserung erfahren 90 .
6. Zusammenfassung<br />
6. Zusammenfassung 91<br />
Die altersabhängige Makuladegeneration (AMD) ist die am häufigsten zur<br />
Blindheit führende Erkrankung in der westlichen Welt im Sinne des Gesetzes.<br />
Therapieoptionen, vor allem der nicht-exsudativen, trockenen Form der AMD,<br />
sind nur sehr begrenzt gegeben. Eine Vielzahl aktueller Studien deuten auf<br />
eine eingeschränkte Chorioideadurchblutung, hervorgerufen vor allem durch<br />
arteriosklerotische Gefäßveränderungen, als Ursache der AMD hin. Im Rah-<br />
men klinischer Studien konnte die Wirksamkeit der Rheophorese im Sinne<br />
einer Visusverbesserung gezeigt werden. Durch den Effekt der Rheophorese<br />
kann eine Abnahme der Plasmaviskosität und der Erythrozytenaggregations-<br />
neigung erreicht werden, was zu einer Verbesserung der Fließeigenschaften<br />
des Blutes und dadurch zu einer besseren Blutversorgung der Gefäßhäute<br />
des Auges führt.<br />
Ziel dieser Arbeit war es, ein Tiermodell zur Untersuchung der hämodynami-<br />
schen und mikrozirkulatorischen Eigenschaften der Chorioidea und der Netz-<br />
hautgefäße an einem der Standard-Labortiere zu etablieren. Die Entwicklung<br />
dieses Modells war erforderlich, um die Pathogenese und die therapeuti-<br />
schen Möglichkeiten der altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) zu<br />
verstehen. Hierzu wurde am anatomisch intakten Rattenauge die selektive<br />
okuläre Perfusion über einen Mikrokatheter mit Erythrozytensuspensionen<br />
definierter rheologischer Eigenschaften durchgeführt und mittels Fluores-<br />
zenzangiographie intravitalmikroskopisch die Perfusionsabläufe dargestellt.<br />
Die quantitative Bewertung der Chorioidealen Mikrozirkulation für verschie-<br />
dene Durchblutungssituation bei verschiedenen Fließbedingungen (Perfusi-<br />
onsdruck und rheologische Parameter) erfolgte durch Ermittlung des prozen-<br />
tualen Anteils der homogen perfundierten Chorioidea. Zusätzlich konnte<br />
durch Zudosierung von Papaverin der Einfluß einer Gefäßerweiterung ermit-<br />
telt werden.
92 6. Zusammenfassung<br />
Am Tiermodell zeigten sich unter Variation physiologischer Kenngrößen wie<br />
Plasmaviskosität (Zugabe von hochmolekularen Dextranen), Aggregations-<br />
tendenz der Erythrozyten (Zusatz von Ficoll) sowie unter Absenkung des<br />
Druckes unterhalb des Bereiches, in welchen die Perfusion der Chorioidea<br />
noch physiologisch war, Perfusionsmerkmale einer gestörten Zirkulation der<br />
Aderhaut.<br />
Derartig signifikante Perfusionsminderungen traten bei erhöhter Plasmavis-<br />
kosität und bei verstärkter Aggregationsneigung der Erythrozyten insbeson-<br />
dere beim Vorliegen enger Gefäße (entsprechend schlechter vaskulären<br />
Ausgangsbedingungen) auf. Die Auswirkungen der erhöhten Plasmaviskosi-<br />
tät schienen hierbei tendenziell stärker zu sein als der Einfluss der gesteiger-<br />
ten Aggregationsneigung. Ebenfalls kam es zur drastischen Abnahme der<br />
Chorioidealen Perfusion bei Absenkung des Perfusionsdruckes auf 100 mm<br />
Hg. In einem Übergangsbereich zwischen 110 und 90 mm Hg trat eine deutli-<br />
che Heterogenisierung der Perfusion und unterhalb eines Perfusionsdrucks<br />
von 90 mm Hg eine ausgeprägte Hypoperfusion der Chorioidea ein. Diese<br />
Ergebnisse stützen die Vorstellung, dass durch die rheologische Komponente<br />
der Rheophorese gerade unter pathologischen Ausgangssituationen (wie sie<br />
gehäuft im Alter vorliegen) die Fließfähigkeit und in Folge die Perfusion ent-<br />
scheidend verbessert werden kann. Mittels des etablierten Modells konnte ein<br />
Zusammenhang zwischen verschlechterten rheologischer Bedingungen, en-<br />
ger Gefäßlumina und unzureichenden Perfusionsverhältnissen ermittelt wer-<br />
den. Da diese Problematik bei Patienten mit nicht-exsudativer AMD vorliegt,<br />
kann hier die Rheophorese als sinnvolle Behandlung betrachtet werden. So<br />
kann durch den Effekt der Rheophorese die Gesamtperfusion der Chorioidea<br />
teilweise drastisch gesteigert werden. Dabei gilt das Gesagte sowohl für<br />
„Non-Responder“, die zwar den Gesamtbenefit, allerdings nicht in der Region<br />
der Makula, aufweisen und dementsprechend keinen therapeutischen Ge-<br />
winn aufweisen, als auch für „Responder“, die sowohl eine entscheidende<br />
Perfusions- als auch Visusverbesserung erfahren.
6. Zusammenfassung 93<br />
Auch unter Berücksichtigung aktueller pathogenetischer Konzepte zur AMD,<br />
die vor allem inflammatorische und immunologische Gesichtspunkte in den<br />
Mittelpunkt stellen, haben die Ergebnisse Relevanz. So kann eine gestörte<br />
Perfusion in pathologisch verengten Gefäßen als Promoter für Entzündungs-<br />
reaktionen dienen.<br />
Weiterhin ist der Einfluss der Rheologie bei Gefäßverengungen auch bei an-<br />
deren Erkrankungen wie z.B. der diabetischen Retinopathie von Bedeutung.<br />
Hier sind ebenfalls Perfusionsverminderungen zu beobachten, so dass mit<br />
Hilfe der Rheophorese auch hier eine Therapieoption gegeben sein könnte.<br />
Zuletzt sind erste Erkenntnisse eines erfolgversprechenden rheologischen<br />
Therapieansatzes bei Diabetes Typ 2 Patienten veröffentlicht worden 91,92 ,<br />
welche bereits in Studien durch eine Visusverbesserung Behandlungserfolge<br />
zeigten 76 .
7. Anhang<br />
7.1 Hämatokritsenkung<br />
7. Anhang 95<br />
Schrittweise wurden in sechs Zyklen jeweils 2,5 ml der heparinisierten 3%-<br />
Albuminlösung infundiert und anschließend die gleiche Menge Blut entzogen,<br />
so dass ausgehend von einem Blutvolumen von 6 ml/100 g Körpergewicht 51<br />
und einem Tiergewicht von 270 – 300 g am Ende des Hämodilutionsvorgangs<br />
das insgesamt ausgetauschte Volumen dem gesamten Blutvolumen des Ver-<br />
suchstiers entsprach und dadurch der Hämatokritgehalt auf 20 % gesenkt<br />
wurde.<br />
Hämatokritanteil<br />
0.60<br />
0.50<br />
0.40<br />
0.30<br />
0.20<br />
0.10<br />
0.00<br />
Start 1 2 3 4 5 6<br />
Zyklen<br />
Abb. 7.1: Darstellung der isovolämische Hämodilution bei Albinoratten. y-Achse:<br />
Hämatokrit, x-Achse: Dilutionszyklen mit schrittweisem Austausch - jeweils 2,5 ml -<br />
des gesamten Blutvolumens gegen heparinisierten 3%-Albuminlösung. Am Ende<br />
des Hämodilutionsvorganges entsprach das insgesamt ausgetauschte Volumen<br />
dem Blutvolumen des Versuchstiers wodurch der Hämatokrit ausgehend vom Ausgangswert<br />
von 48 % auf 20 % gesenkt wurde.
96 7. Anhang<br />
7.2 Höhe des Niveaugefäßes<br />
Das aus einem zuleitenden Standardinfusionsschlauch (Länge 1,80m,<br />
Durchmesser: 60 mm) und einem mit der Humanerythrozytensuspension be-<br />
füllten Niveaugefäß bestehende System musste in entsprechender Höhe po-<br />
sitioniert werden, um die Perfusionslösung mit reproduzierbar gewähltem,<br />
hydrostatischen Druck einströmen zu lassen. Aus diesem Grunde wurde die<br />
rechnerische Umwandlung des Perfusionsdruckes in cm Wassersäule not-<br />
wendig. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass sich die Dichte von Blut<br />
und Wasser unterscheidet, wurde die Umwandlung in cm Blutsäule notwen-<br />
dig.<br />
Perfusionsdruck 1 mm Hg = 1,33322 m bar = 0,133322 kPa<br />
= 1,3560 cm Wassersäule; da<br />
ρBlut = 1,055 g/cm 3 ergibt sich hieraus ≅ 1,2853 cm Blutsäule.
mm Hg kPa<br />
7. Anhang 97<br />
Wassersäule<br />
[cm]<br />
Blutsäule<br />
[cm]<br />
10 1,3 13,6 12,9<br />
20 2,7 27,1 25,7<br />
30 4,0 40,7 38,6<br />
40 5,3 54,2 51,4<br />
50 6,7 67,8 64,3<br />
60 8,0 81,4 77,1<br />
70 9,3 94,9 90,0<br />
80 10,7 108,5 102,8<br />
90 12,0 122,0 115,7<br />
100 13,3 135,6 128,5<br />
110 14,7 149,2 141,4<br />
120 16,0 162,7 154,2<br />
130 17,3 176,3 167,1<br />
140 18,7 189,8 179,9<br />
150 20,0 203,4 192,8<br />
160 21,3 217,0 205,6<br />
Abb. 7.2: Umrechnung der Drücke. Das aus einem zuleitenden Standardinfusionsschlauch<br />
und einem mit der Humanerythrozytensuspension befüllten Niveaugefäß<br />
bestehende System musste in entsprechender Höhe positioniert werden, um die<br />
Perfusionslösung mit reproduzierbar gewähltem, hydrostatischen Druck einströmen<br />
zu lassen. Aus diesem Grunde wurde die rechnerische Umwandlung des Perfusionsdruckes<br />
in cm Wassersäule notwendig.
98 7. Anhang<br />
7.3 Druckmonitoring während der Hämodilution<br />
Nachfolgend ist anhand zweier Beispiele das Druckmonitoring bei der Durch-<br />
führung der Hämodilution dargestellt. Die angegebenen Werte beziehen sich<br />
auf den diastolischen Blutdruck des Versuchstieres.<br />
Der Volumenersatz wurde mit einer 3% Albumin-PBS-Lösung (pH 7,4)<br />
durchgeführt. Der kolloidosmotische Druck der verwendeten Dilutionslösung<br />
entsprach dem des Plasmas, wodurch es gelang, das Intravasalvolumen rela-<br />
tiv konstant zu halten. Die Kreislaufbelastung des Versuchstieres war ent-<br />
sprechend dem relativ konstant gehaltenen Blutdruck nur gering.<br />
Beim schrittweisen isovolämischen Austausch des Vollblutes des Versuchs-<br />
tieres gegen PBS-Puffer ohne Albuminzusatz (NaCl-/Ringerlösung) hingegen<br />
wäre es zu einem erheblichen Volumenabstrom mit einem daraus resultie-<br />
renden Blutdruckabfall unter die für den Erhalt einer ausreichenden Mikrozir-<br />
kulation erforderlichen Grenze von 60 mm Hg (diastolisch) gekommen.
Dilutionszyklus<br />
a 2,7 - 3 ml<br />
RR bei<br />
Dilution mit<br />
NaCl-/Ringer-<br />
Lösung<br />
7. Anhang 99<br />
RR bei<br />
Dilution mit<br />
Albumin-<br />
Lösung (3 %)<br />
Hämatokrit<br />
(%)<br />
Start 48<br />
1 60 95 41<br />
2 38 105 35<br />
3 29 bis Abbruch 63 30<br />
4 66 26<br />
5 60 22<br />
6 62 bis 74 19<br />
Abb. 7.3: Beim schrittweisen isovolämischen Austausch des Vollblutes des Versuchstieres<br />
gegen NaCl-/Ringerlösung oder PBS-Puffer ohne Albuminzusatz kam<br />
es durch den Volumenabstrom nach dem dritten Hämodilutionszyklus zu einem rapiden<br />
Blutdruckabfall auf 30 mm Hg. So musste bei Werten unter 60 mm Hg davon<br />
ausgegangen werden, dass eine Schädigung der Mikrozirkulation möglich war. Unter<br />
Verwendung der 3%igen Albuminlösung war es möglich, unter kreislaufstabilen<br />
Bedingungen alle 6 Hämodilutionszyklen vollständig durchzuführen. Der kolloidosmotische<br />
Druck der verwendeten Dilutionslösung entsprach dem des Plasmas, wo-<br />
durch es gelang, das Intravasalvolumen relativ konstant zu halten.
100 7. Anhang<br />
7.4 Angiographien<br />
7.4.1 Hypertension<br />
Abb. 7.4: Angiographiesequenz über den ganzen zeitlichen Ablauf des Referenzversuchs<br />
zur Erzielung einer sicher suffizienten Perfusion unter hypertensiven (200<br />
mm Hg) Perfusionsbedingungen (physiologischen Hämatokritgehalt (44%), Viskosi-<br />
tät 1,3 mPa s, Aggregationsindex < 20). Die zugehörige Angiographiesequenz beginnt<br />
mit dem Leerbild zum Zeitpunkt des Versuchsbeginns (s. Kap. 4., Abb. 4.1;<br />
Pilotmessungen – Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Perfusion).
7.4.2 Hypotension<br />
7. Anhang 101<br />
Abb. 7.5: Angiographiesequenz über den ganzen zeitlichen Ablauf bei dem Experiment<br />
im Hypoperfusionsbereich (physiologischen Hämatokritgehalt (44%), Viskosität<br />
1,3 mPa s, Aggregationsindex < 20). Bei Absenkung des Perfusionsdrucks auf<br />
90 mm Hg ist die Durchblutung erheblich eingeschränkt. Es zeigt sich sehr deutlich<br />
die Reduktion auf eine nur noch rudimentäre Restperfusion (siehe Kap. 4.1, Abb.<br />
4.2; Einfluss des Perfusionsdruckes)
102 7. Anhang<br />
7.4.3 Erhöhte Plasmaviskosität<br />
Abb. 7.6: Ganzer zeitlicher Ablauf einer Fluoreszeinangiographie bei engem Ge-<br />
fäßdurchmesser und mit der fluoreszeinmarkierten Perfusionslösung miterhöhter<br />
Plasmaviskosität auf 4,8 m Pas (physiologischen Hämatokritgehalt (44%), Aggregationsindex<br />
< 20, Perfusionsdruck 80 mm Hg) bei engem Gefäßdurchmesser (s. Kap.<br />
4.2, Abb. 4.4; Einfluss der Plasmaviskosität).
7.4.4 Erhöhte Aggregationsneigung<br />
7. Anhang 103<br />
Abb. 7.7: Ganzer zeitlicher Ablauf einer Fluoreszeinangiographie mit der fluores-<br />
zeinmarkierten Perfusionslösung bei engem Gefäßdurchmesser sowie erhöhter<br />
Aggregationsneigung (Aggregationsindex 56) der Erythrozyten (physiologischen<br />
Hämatokritgehalt (44%), Viskosität 1,3 mPa s, Perfusionsdruck: 80 mm Hg). Nach<br />
Freigabe der Perfusionslösung ist noch kein Fluss zu beobachten (s. Kap. 4.3, Abb.<br />
4.6; Einfluss der Erythrozytenaggregationsneigung).
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with type 2 diabetes. Br. J. Ophthalmol. 88, 1060-1063 (2004).
112<br />
Danksagung<br />
Herrn Professor Dr. med. Holger Schmid-Schönbein danke ich, auch im<br />
Namen der Kollegen meiner Arbeitsgruppe, für seine Betreuung als Doktorva-<br />
ter. Insbesondere seine Anregungen haben dazu beigetragen, dass ein<br />
komplexe wissenschaftliche Fragestellung stark vereinfach dargestellt wer-<br />
den konnte. Durch seine beständige Anerkennung und große wissenschaftli-<br />
che Erfahrung legte er den Grundstein zu einer erfolgreichen Arbeit.<br />
Herrn Dr. med. Thomas Kirschkamp, der mich für das Thema dieser Arbeit<br />
begeisterte, danke ich für seine intensive und kollegiale Betreuung. Jederzeit<br />
erreichbar konnte er in schwierigen Phasen des Projektes die Richtung vor-<br />
geben und stand stets hilfsbereit zur Verfügung.<br />
Herrn Professor Dr. med. Martin Reim danke ich für die Übernahme des<br />
Korreferats und seine stets fördernde wissenschaftliche Beratung und Beglei-<br />
tung.<br />
Herrn Dr. rer. nat. Cees Haest, Mitarbeiter unserer Forschungsgruppe, dan-<br />
ke ich für seine konstruktiven und pragmatischen, wissenschaftlichen Rat-<br />
schläge.<br />
Frau Degenhardt danke ich für ihre Hilfe bei praktisch, experimentellen Fra-<br />
gen.<br />
Meinem Bruder Stephan Bueb und meinem Verlobten Thomas Freuden-<br />
berg danke ich für ihre bereitwillige Unterstützung bei computertechnischen<br />
Fragen und bei der Formatierung dieser Arbeit.<br />
Schließlich möchte ich allen danken, die durch ihre Unterstützung zum Gelin-<br />
gen dieser Arbeit beitrugen.
Erklärung zur Datenaufbewahrung<br />
Hiermit erkläre ich, dass die dieser Dissertation zu Grunde liegenden Origi-<br />
naldaten bei mir, Christina Bueb, Mitterweg 21, 83233 Bernau a. Chiemsee,<br />
hinterlegt sind.<br />
113
114<br />
Lebenslauf<br />
Ärztliche Tätigkeit / Weiterbildung<br />
Christina Bueb<br />
geboren am 10.02.1981<br />
in Dormagen<br />
ledig<br />
Seit 06/2008 Assistenzärztin in der Abteilung Chirurgie der TRIAMED<br />
Kreisklinik Prien am Chiemsee<br />
Chefarzt: Prof. Dr. med. Josef Stadler<br />
06/2007 – 05/2008 Assistenzärztin in den Abteilungen für Gelenkersatz-<br />
chirurgie und Neurochirurgie der ENDO-Klinik Hamburg<br />
Ärztlicher Direktor: Dr. med. Thorsten Gehrke<br />
09/2007 Fortbildung Osteoporose, ENDO-Klinik Hamburg<br />
10/2007 Strahlenschutz Grund- und Spezialkurs Computertomog-<br />
raphie und Interventionsradiologie, Ärztekammer Ham-<br />
burg;<br />
angestrebt: Fachkunde Strahlenschutz
Studium<br />
18.12.2006 Approbation als Ärztin<br />
10/2004 - 05/2007 Dissertation am Institut für Physiologie,<br />
Universitätsklinikum <strong>Aachen</strong>,<br />
Prof. Dr. med. H. Schmid-Schönbein:<br />
Untersuchung der Chorioideaperfusion in Abhängigkeit<br />
115<br />
von verschiedenen Fließbedingungen - Etablierung eines<br />
Tiermodells und Pilotmessungen<br />
20.11.2006 Dritter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung<br />
10/2005 Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung<br />
08/2003 Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung<br />
09/2002 Ärztliche Vorprüfung<br />
10/2000 – 2006 Studium der Medizin an der Rheinisch-Westfälischen<br />
Technischen Hochschule <strong>Aachen</strong><br />
Praktische Erfahrung (Praktisches Jahr)<br />
10/2005 Beginn des Praktischen Jahres<br />
1. Tertial: Klinik für Innere Medizin im<br />
Knappschaftskrankenhaus Bardenberg, Würselen<br />
Leiter: Prof. Dr. med. rer. nat. Norbert Busch
116<br />
2. Tertial: Klinik für Ohren-, Nasen-, Hals- und<br />
Gesichtschirurgie am Universitätsspital Zürich, Schweiz<br />
Leiter: Prof. Dr. med. P. Ott<br />
3. Tertial: Klinik für Viszeral-, Gefäß- und Thoraxchirurgie/<br />
Klinik für Unfallchirurgie im Knappschaftskrankenhaus<br />
Bardenberg, Würselen<br />
Leiter: Priv.-Doz. Dr. med. Ingo M. Krüger / Dr. med.<br />
Hartmut Engelbrecht<br />
Praktische Erfahrung (Famulatur)<br />
02/2005 – 03/2005 Famulatur in der Abteilung für Unfall- und Wiederherstel-<br />
lungschirurgie in der Berufsgenossenschaftlichen Unfall-<br />
klinik Murnau<br />
Leiter: Dr. med. M. Militz<br />
02/2004 - 04/2004 Famulatur in der Abteilung für Allgemeine Chirurgie im<br />
Krankenhaus Schlanders, Italien<br />
Leiter: Dr. Alberto Gottardi<br />
08/2004 - 09/2004 Praxisfamulatur in der Gemeinschaftspraxis für<br />
Allgemeinmedizin und Innere Medizin in <strong>Aachen</strong><br />
Dr. med. R. Kluge, Karl-W. Brandt, Angelika Sailer<br />
02/2003 - 03/2003 Famulatur in der Neurochirurgischen Klinik und Poliklinik<br />
am Universitätsklinikum Großhadern, München<br />
Direktor: Prof. Dr. med. Jörg-Christian Tonn
Schulausbildung<br />
09/1991 – 05/2002 Allgemeine Hochschulreife<br />
Norbert-Gymnasium Knechtsteden, Dormagen<br />
07/1997 - 01/1998 halbjähriger Schüleraustausch:<br />
Yankton High School, South Dacota, USA<br />
09/1987 - 07/1991 Städt. kath. Grundschule, Tannenbusch-Schule,<br />
Weitere Tätigkeiten<br />
Dormagen<br />
03/2003 - 05/2007 Zur Finanzierung des Studiums Tätigkeit als Indoor Cyc-<br />
ling Instruktor mit Leitung von Kursgruppen im Fitness-<br />
studio (Team World of Fitness), sowie beim Hochschul-<br />
sport der <strong>RWTH</strong> <strong>Aachen</strong><br />
Sportliche Aktivitäten/Interessen<br />
Freizeitsport Badminton, Tennis, Alpinski<br />
Wettkampfsport Triathlon, Marathon<br />
Kunst<br />
Weitere Kenntnisse<br />
Fremdsprachen Englisch, fließend in Wort und Schrift<br />
EDV Word, Excel, PowerPoint<br />
117