Blutgerinnungsstörungen unter ECMO- und LVAD-Therapie

Zusammenfassung

Bei Patienten mit schwerem respiratorischem und kardialem Versagen eignen sich die extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) und linksventrikuläre Herzunterstützungssysteme (LVAD) zur Stabilisierung der Vitalparameter. Deshalb sind ECMO- und LVAD-Systeme zu wichtigen Werkzeugen der modernen Medizin geworden. Sie können jedoch eine Koagulopathie induzieren, die durch hämorrhagische und thromboembolische Komplikationen geprägt ist.

Abstract

Extracorporal membrane oxygenation (ECMO) is used to stabilize severe cardiocirculatory and/or respiratory failure in emergency situations. Left ventricular assist devices (LVAD) are used for the treatment of severe chronic heart failure. ECMO and LVAD systems are increasingly employed and provide substantial benefit for respective patients. However, the use of ECMO and LVAD systems is associated with a multifactorial coagulopathy, which is characterized by thromboembolic and hemorrhagic complications. ECMO- and LVAD-induced thromboembolic events are caused by contact activation of plasmatic coagulation and platelets at the artificial surfaces of the respective system. Shear forces inside ECMO and LVADs further contribute to prothrombotic platelet activation. To prevent thrombotic occlusion of ECMO and LVAD systems anticoagulants are routinely administered. For this purpose heparin is primarily used. This may however result in heparin-induced thrombocytopenia, which can further complicate ECMO- and LVAD-associated coagulatory dysfunction. Bleeding complications during ECMO and LVAD therapy can be related to systemic anticoagulation. Qualitative and quantitative platelet defects as well as shear force induced acquired von Willebrand disease further contribute to hemorrhagic events. In conclusion, the management of the ECMO- and LVAD-associated coagulopathy is based on the understanding of its contributing factors. Respective causes for thrombotic and/or hemorrhagic complications should be identified with coagulation assays including viscoelastic point of care tests and platelet aggregometry. Once the underlying reason for the observed coagulopathy has been identified further treatment measures should be individually tailored.

Kernaussagen

• Bei vital bedrohlichem kardialem oder respiratorischem Versagen können ECMO- und LVAD-Systeme maßgeblich zur Stabilisierung kritisch kranker Patienten beitragen. Jedoch ist ihre Anwendung auch mit einem relevanten Komplikationsrisiko assoziiert.

• Zu den ECMO- und LVAD-assoziierten Komplikationen zählt insbesondere die Ausbildung einer Koagulopathie, die durch thrombotische und hämorrhagische Ereignisse gekennzeichnet ist, die parallel zueinander auftreten können.

• Bei Kontakt von Patientenblut mit Fremdoberflächen, wie sie bei ECMO oder implantierten LVAD-Systemen vorhanden sind, werden Gerinnungsfaktoren an die Fremdoberfläche adsorbiert. Es folgt eine Aktivierung der plasmatischen Blutgerinnung. Dies führt letztlich zur Generierung von Thrombin und resultiert in einem prothrombotischen Zustand. Dies erfordert eine systemische Antikoagulation, um thrombotischen Okklusionen der ECMO- oder LVAD-Systeme vorzubeugen. Andererseits trägt die Antikoagulation zu Blutungskomplikationen bei.

• Thrombozyten adhärieren ebenfalls an Fremdoberflächen und werden durch im Rahmen der Gerinnungsaktivierung gebildete Agonisten sowie durch in ECMO- und LVAD-Systemen vorherrschende Scherkräfte aktiviert. Hierdurch wird eine Okklusion des ECMO- oder LVAD-Systems begünstigt. Parallel führt dies zu einem Verlust der gerinnungsaktiven Kapazität der Thrombozyten und zu einer Thrombozytopenie. Dies trägt wiederum zur Blutungsneigung bei.

• Die ECMO- und LVAD-assoziierten Scherkräfte induzieren ein erworbenes Von-Willebrand-Syndrom, das ebenfalls zu der ECMO- und LVAD-assoziierten Blutungsneigung beiträgt.

Schlüsselwörter

extrakorporale Membranoxygenierung - ECMO - linksventrikuläre Herzunterstützungssysteme - LVAD - Koagulopathie - Von-Willebrand-Syndrom

Key words

extracorporeal membrane oxygenation - ECMO - left ventricular assist device - LVAD - coagulopathy

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