Thesis - RWTH Aachen University

1 Einleitung
Seit Ende der sechziger Jahre werden Herzklappenbioprothesen aus Schweineaortenherzklappen o-
der Rinderperikard entwickelt und alternativ zu mechanischen Herzklappen klinisch eingesetzt. Da-
durch entfällt die lebenslängliche Einnahme von Antikoagulantien. Die Funktionsfähigkeit der
bioprothetischen Herzklappen ist jedoch oftmals zeitlich begrenzt aufgrund strukturellen Klappen-
versagens infolge Kalzifizierung. Die Kalzifikation kardiovaskulärer Prothesen ist klinisch bedeut-
sam. Sie stellt neben der "natürlichen" Degeneration des Bindegewebes der Klappensegel die Haupt-
ursache des primären Versagens von Bioprothesen dar. Die Kollagendegeneration wiederum gilt den
wichtigsten pathogenetischen Faktor für die Klappenverkalkung.
Es hat sich sowohl in in-vivo Untersuchungen am Tier als auch im klinischen Einsatz gezeigt, daß die
Kalzifizierung eine Langzeitkomplikation darstellt und infolgedessen nur unter erheblichem zeitlichen
und experimentellem Aufwand in vitro zu untersuchen ist [127]. Die Frage, warum Bioprothesen
kalzifizieren und wie sich der genaue Ablauf von chemischen Vorstufen, die im Klappengewebe ak-
kumulieren, bis hin zu den letzlich extrem verkalkten und immobilen Klappensegeln vollzieht, kann
bis heute nicht eindeutig beantwortet werden.
Das Kalzifizierungsphänomen implantierter Prothesen ist nicht nur auf Erfahrungen mit Bioprothesen
beschränkt. Auch künstliche Materialien in kardiovaskulären Systemen verkalken im Langzeitverlauf,
wie Erfahrungen mit Herzklappen aus Polyurethan [27,72,112,133] oder ebenfalls aus Kunststoff be-
stehenden Pumpsäcken künstlicher Herzkammern zeigen [44,88]. Mit zunehmendem Gebrauch von
Homografts oder fixierten gerüstlosen Xenografts wächst auch die Besorgnis um die Kalzifikation
der Aortenwand in dessen Wurzelsegment [202]. Aus diesem Grund wird der Kenntnisstand zu Ho-
mograftkalzifizierung im Rahmen der vorliegende Arbeit untersucht.
Bei der Analyse kalzifizierter Bioprothesen stellt man fest, dass es sich bei der Verkalkung um kri-
stallines Hydroxylapatit handelt und die Verkalkung prinzipiell nicht von der dystrophischen Verkal-
kung menschlicher Herzklappen oder Verkalkung im Gefäßsystem unterschieden werden kann [326].
Nach dem histologischen Bild unterscheidet man eine intrinsische Kalzifikation, die innerhalb des o-
riginären Klappengewebes liegt, von einer extrinsischen Verkalkung, bei der oberflächlich aufgela-
gerte Thromben oder Zellen bzw. nicht primär im Implantat vorhandene Strukturen innerhalb der
Klappensegel kalzifizieren [296,299]. Extrinsische Verkalkungen werden häufig im Zusammenhang
mit bakterieller Vegetation gesehen, führen aber seltener zu einer Beeinflussung der Klappenfunktion
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