Advertisement

Vaskuläre Transplantationschirurgie

  • Utz Settmacher
  • Holger DienerEmail author
  • Eike Sebastian Debus
Living reference work entry
Part of the Springer Reference Medizin book series (SRM)

Zusammenfassung

Fasst man den Begriff weit, gehört die Transplantation von Gefäßen heute zu den fundamentalen Methoden der Chirurgie bzw. Transplantationsmedizin. Sowohl der einfache Ersatz von Gefäßen (Arterien und Venen) als auch der Gefäßersatz bzw. die Gefäßtransplantation im Rahmen von Gewebe- und Organtransplantationen haben sich als Basismethodik mit der Chirurgie entwickelt. Die Hauptindikation für eine isolierte allogene Verpflanzung von Blutgefäßen ist heute – wie bei den Herzklappen – der Ersatz infizierter Kunststoffprothesen im Bereich der Aorta und der großen Körperarterien. Der Artikel gibt eine Übersicht über Nutzen, Risiken und Einschränkungen autologer, allogener und xenogener Transplantate. Im letzten Teil werden auf Besonderheiten bei der Gefäßtransplantation mit Geweben sowie im Rahmen der Transplantationen im Rahmen von Viszeralorganen eingegangen.

1 Einführung

Fasst man den Begriff weit, gehört die Transplantation von Gefäßen heute zu den fundamentalen Methoden der Chirurgie bzw. Transplantationsmedizin. Sowohl der einfache Ersatz von Gefäßen (Arterien und Venen) als auch der Gefäßersatz bzw. die Gefäßtransplantation im Rahmen von Gewebe- und Organtransplantationen haben sich als Basismethodik mit der Chirurgie entwickelt. Historisch liegen die modernen Ansätze dabei in den Arbeiten von Alexis Carrel. Wenig später haben deutsche Chirurgen (Blumenthal und Lexer) erste größere klinische Serien zum Gefäßersatz durch Transplantation autologer Vena saphena magna in verschiedenen anatomischen Regionen publiziert. So gelang es Lexer am 22. Februar 1907 in Königsberg, eine bisher unüberwindliche Grenze zu überschreiten: Er resezierte ein falsches Aneurysma der A. axillaris und rekonstruierte den Defekt mit einem autologen Saphenainterponat.

Die Hauptindikation für eine isolierte allogene Verpflanzung von Blutgefäßen ist heute – wie bei den Herzklappen – der Ersatz infizierter Kunststoffprothesen im Bereich der Aorta und der großen Körperarterien. Die Transplantation wird häufig als Notfalloperation durchgeführt. Der Bedarf an Blutgefäßtransplantaten wird in Deutschland auf ca. 500 Präparate pro Jahr geschätzt (Angaben nach Schätzung der DGFG).

Alle derzeit eingesetzten Gefäßersatzmaterialien haben beim heutigen Entwicklungsstand ihr „Für und Wider“. Bis auf arterielle Allografts und teilweise transplantierte Venen (autolog) erfüllen alle anderen in der elektiven Chirurgie eingesetzten Gefäßersatzmaterialien bei Weitem nicht die biophysikalischen Eigenschaften der nativen Arterien im Kreislauf und der Homöostase der Blutgerinnung, so dass deren Langzeitfunktion begrenzt ist. Diese Defekte zu beseitigen, haben sich viele Forschergruppen zur Aufgabe gemacht. Die Entwicklung geht heute im Rahmen des „tissue engineering“ bis zur Nutzung ubiquitärer, leicht zugänglicher Zellen für die Herstellung von Interponaten für den Gefäßersatz („Amerikanische Forscher haben Patienten Blutgefäße eingepflanzt, die sie zuvor für sie gezüchtet hatten – aus einem Stück Haut.“ – Süddeutsche Zeitung 10/2007). Es wird sicher noch Jahre benötigen, bis hier geeignete neue Gefäßersatzmöglichkeiten zur Verfügung stehen.

2 Transplantatarten

Prinzipiell werden autologe von allogenen und xenogenen Transplantatarten unterschieden.

  • Autolog: Gefäße werden vom Patienten selbst für die Rekonstruktion gewonnen.

  • Allogen: Gefäße werden von einem Organspender für die Rekonstruktion am Patienten gewonnen Lebendspende oder Gewebespende von Hirntoten.

  • Xenogen: Gefäße werden von einem artfremden Lebewesen gewonnen (z. B. Rind, Schwein).

Es werden sowohl Arterien als auch Venen für den arteriellen Ersatz genutzt. Für Venen werden meist nur Venen verwendet. Einzelne Berichte in der Literatur verweisen auch auf die Nutzung von Arterien in venöser Position. Xenotransplantate kommen heute nur eingeschränkt und in ausgewählten Fällen zum Einsatz. Autologe und allogene Gefäßtransplantate werden sowohl in der elektiven als auch in der septischen Gefäßchirurgie, bei der vaskularisierten Gewebe- und soliden Organtransplantation als auch für den Gefäßersatz in der Tumor-, Herz- und plastischen Chirurgie benutzt. Über Präferenzen der Nutzung und deren Häufigkeit gibt Tab. 1 einen Überblick.
Tab. 1

Nutzung von Gefäßtransplantaten nach Fachgebiet und Indikationsgruppe

Nutzung in Fachbereichen

Autolog

Allogen

Arteriea

Venea

Arteriea

Venea

Elektive Gefäßchirurgie

+

+

(+)

(+)

Septische Gefäßchirurgie

+

+

+

+

Organtransplantation

(+)

(+)

+

+

Tumorchirurgie

(+)

+

(+)

(+)

Herzchirurgie

+

+

(+)

(+)

Plastische Chirurgie

(+)

+

(+)

(+)

aentnommenes Gefäß, + relativ häufig, (+) seltene Alternative

2.1 Autologe Gefäße

Die Transplantation autologer Gefäße gilt als Methode der Wahl vor der Verwendung allogener oder alloplastischer Materialien.

Erstes genutztes Gefäß für den autologen Gefäßersatz war die Vena saphena magna. Sie erfreut sich bis zum heutigen Tag in nahezu allen anatomischen Regionen für kleine und mittlere Arterien besonders großer Beliebtheit. Venen kann man nahezu aus jeder Region entnehmen und für den Gefäßersatz in anderer Position verwenden (bis auf die Vena cava superior und die retrohepatische Vena cava inferior – hier werden akute Verschlüsse, wie durch eine Entnahme verursacht, nur kurzzeitig toleriert), da überall zügig ein Kollateralkreislauf aufgebaut wird. Die Nutzung von autologen Arterien ist hier eher eingeschränkt. Man kann nur auf Gefäße aus Regionen zurückgreifen, in denen eine doppelte bzw. eine arterielle „Luxusperfusion“ besteht (Tab. 2).
Tab. 2

Einsatz von autologen Gefäßen in Abhängigkeit vom Spendergefäß

Spendergefäß

Einsatzgebiet, Eignung

Vene

V. saphena magna

Geeignet für kleine und mittelgroße Arterien, am häufigsten genutzt

V. saphena parva

Alternative zur V. saphena magna

V. femoralis superficialis

Ersatz mittelgroßer Venen

V. iliaca externa

Ersatz mittelgroßer Venen

V. cephalica

Alternative für die V. saphena magna

V. basilica

Dialyseshuntchirurgie, als arterieller Ersatz eher nicht geeignet (dilatiert schnell)

V. facialis

Für Rekonstruktion von Halsgefäßen

V. jugularis externa

selten genutzt

V. jugularis interna

Ersatz von mittelgroßen Venen (Splanchnikusbereich)

V. ovaria

Selten genutzt, Alternative für kleine Arterien und Venen

V. mesenterica inferior

Selten genutzt, Alternative für kleine Arterien und Venen

Pfortaderäste

Venenersatz im Rahmen der Lebertransplantation

Lebervenen

Venenersatz bei Leberteilresektion und Lebertransplantation

Arterien

A. radialis

Ersatz kleiner Arterien, Koronarchirurgie, sonst selten

A. ulnaris

Ersatz kleiner Arterien, Koronarchirurgie, sonst selten

A. mammaria

Ersatz kleiner Arterien, Koronarchirurgie, sonst selten

A. colica media

Ersatz kleiner Splanchnikusarterien

A. lienalis

Ersatz kleiner bis mittelgroßer Splanchnikusarterien

A. femoralis superficialis

Selten genutzt, Dialyseshuntalternative

A. tibialis posterior

selten genutzt, Rekonstruktion bei komplexen Verletzungen

Die Häufigkeit der Nutzung von autologen Gefäßen ist prinzipiell abhängig
  • von dem zu rekonstruierenden Gefäß (Gefäßdurchmesser, -länge, anatomische Position),

  • der Erkrankung der Gefäße (bei Patienten mit Ehlers-Danlos-Syndrom ist die Nutzung von autologen Gefäßen mitunter ausgesprochen schwierig – ebenfalls pathologisch verändert)

  • der Eignung des entsprechenden Transplantates für die Rekonstruktion (tiefe Venen dilatieren in arterieller Position mitunter sehr schnell und sind somit weniger geeignet).

Die Entnahme von autologen Gefäßen für den Ersatz sollte schonend erfolgen, ohne übermäßige Traktion, um Intimaeinrisse zu vermeiden (schaffen thrombogene Innenoberflächen). Seitenäste sollten somit nicht resorbierbarem Material ligiert oder geclippt werden, dass Einengungen des Gefäßhauptstammes vermieden werden. Eine Kurzzeitlagerung bis zur Anastomosierung und Reperfusion erfolgt meist in Heparin-Kochsalzlösung bei Raumtemperatur.

2.2 Allogene Gefäße

Allogene Gefäße können nativ (d. h. nur mit Kochsalzlösung gespült oder nach Kurzzeitkonservierung bei Raumtemperatur bzw. bei 8–10 °C mit Organkonservierungslösung gespült) oder nach Wiedererwärmen nach Kryokonservierung (bei −80 °C bzw. besser bei −196 °C in Flüssigstickstoff in den entsprechenden Kryokonservierungsmedien) verwendet werden. Derzeit befindet sich die Verfügbarkeit durch die Neufestlegung von Gewebebanken durch das neue Gewebegesetz für Deutschland im Umbruch. Eine Kurzzeitkonservierung ist aufgrund der Änderungen des Arzneimittel- und Transplantationsgesetzes in Deutschland nicht mehr möglich

Prinzipiell muss für die Gewinnung von allogenen Gefäßen für die Transplantation die Einwilligung zur Spende eingeholt werden. Für die Transplantation von Leber und Pankreas werden dabei standardmäßig die Beckenarterien des Spenders mit dem Organ mitgegeben für eventuell notwendige Rekonstruktionen des Organs. Allogene Gefäße wurden im Menschen sowohl bei elektiven als auch septischen Gefäßoperationen „herznah“ (Herzchirurgie) und „herzfern“ (Gefäßchirurgie) sowie bei onkochirurgischen als auch plastischen Rekonstruktionen verwendet. Tab. 3 gibt einen Überblick über die Einsatzgebiete entsprechend dem verwendeten Spendergefäß.
Tab. 3

Einsatzgebiete allogener Gefäßtransplantate

Spendergefäß

Geeignet für

Vene

V. cava superior

Große Venen

V. cava inferior

Große Venen

Beckenvenen

Große und mittelgroße Venen

V. jugularis interna

Mittelgroße Venen

V. jugularis externa

Kleine und mittelgroße Venen

Splanchnikusvenen

Kleine Venen, arterielle Interponate kleiner Gefäße

V. saphena

Arterielle Interponate kleiner Gefäße

V. femoralis superficialis

Mittelgroße Venen

Arterien

Aorta ascendens

Thorakaler Aortenersatz

Aortenbogen

Thorakaler und abdomineller Aortenersatz

Aorta descendens

Thorakaler und abdomineller Aortenersatz

Aorta abdominalis

Abdominaler und thorakaler Aortenersatz

Beckenarterien

Mittelgroße Arterien, mittelgroße Venen

A. femoralis superficialis

Mittelgroße Arterien

A. brachialis

Kleine Arterien

A. carotis

Kleine und mittelgroße Arterien

Die ersten Erfahrungen, die mit der Transplantation von allogenen Gefäßen gesammelt wurden, waren enttäuschend. Neben der insgesamt geringen Verfügbarkeit waren die Gefäße meist schlecht präpariert und mit schlechten Konservierungslösungen gespült, so dass viele Transplantate im Patienten schnell thrombotisch verschlossen oder aneurysmatisch degeneriert sind. Dies hat ihren Einsatz weit in den Hintergrund gedrängt. Mit der Etablierung der Transplantation von soliden Organen haben auch allogene Gefäßtransplantate eine Renaissance erfahren. In den letzten Jahren gewann der homologe Gefäßersatz wieder an Bedeutung. Sowohl multimorbide Patienten, bei denen die autologen Venen für Koronarbypässe verwendet wurden, fehlende Alternativen bei zunehmend aufwändigeren und distalen Gefäßrekonstruktionen bzw. Revaskularisierungen als auch eine zunehmende Anzahl Behandlungen von Gefäßprotheseninfektionen führten zu einem erneuten Interesse an Allografts. Veränderungen der Konservierungsmöglichkeiten durch den Einsatz von Kryokonservierung sowie die Einführung von Dimethylsulfoxid (DMSO) als Kryoprotektivum Anfang der 90er-Jahre und nachfolgend ausbleibende signifikante histopathologische Veränderungen zwischen frischen Arterien und krykonservierten Arterien bei gleichzeitigem Erhalt der Wandstrukturen rechtfertigten das zunehmende Interesse.

Heutzutage finden Allografts venösen und arteriellen Ursprungs Verwendung. In erster Linie finden Allografts Verwendung, die im Rahmen von Multiorganentnahmen bei hirntoten Spendern unter Berücksichtigung des Transplantationsgesetzes gewonnen werden. Eine weitere Möglichkeit stellt die Gewinnung einer Lebendspende dar: so können im Rahmen von Varizenoperationen Venen entnommen werden, die als Spendergefäße zur Verfügung gestellt werden. Allerdings limitieren die Gesetzesänderung des Transplantationsgesetzes und das Gewebegesetz in Deutschland die Lagerung, Verarbeitung und das Inverkehrbringen, so dass aktuell nur wenige Gewebebanken eine Zulassung besitzen. Darüber hinaus sind je nach geeignetem Gefäß und Art der Gewebespende Ansprüche an das Konservierungsverfahren zu stellen, die im Wesentlichen die Kaltlagerung und die Kryokonservierung umfassen.

Besonderes Augenmerk ist den Konservierungsverfahren zu widmen, da die Kryokonservierung immer noch als zellschädigend, einige Konservierungszusätze sogar als zytotoxisch gelten. Derzeit sind neue Protektionslösungen, die sich vermehrt der Verhinderung der Zytotoxizität und dem Erhalt des Endothel-glatten Muskelzellverbandes widmen, Gegenstand verschiedener Forschungsgruppen. Eine neue Protektionslösung konnte bisher in tierexperimentellen Studien einen verlängerten Endothelzellenerhalt bei Lagerung bis zu 29 Tage bei 4 °C und erhaltener Funktion der glatten Muskelzellen nachweisen. Die Anwendung im humanen Bereich und auch die Verwendung zur Kryokonservierung werden derzeit intensiv erforscht.

Es gibt für die Nutzung der allogenen Gefäße heute eine Reihe technischer Hinweise, die die Qualität der Gefäße für den Einsatz sichern:

Entnahmetechnik

Die Gefäße sollten wie auch die soliden Organe für die Transplantation mit der Konservierungslösung gespült werden (Abb. 1). Überdehnungen sollten vermieden werden (Intimaeinrisse!). Zuvor müssen die Gefäße ebenso schonend wie autologe Gefäße präpariert werden. Gefäßabgänge sollten mit nicht resorbierbarem Material verschlossen werden, ohne das Lumen einzuengen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Adventitia der Gefäße und umgebende Gewebsanteile bei der Entnahme zunächst zu belassen. Die Gefäße werden in steriler Ringerlösung oder in Konservierungslösung in „3-Beuteltechnik“ steril verschlossen und zur Gewebebank transportiert.
Abb. 1

Aortenbifurkation mit Beckenarterien – arterielles Homograft direkt nach Entnahme vom Multiorganspender

Aufarbeitung

in einer sterilen Workbench in einem Reinraum der Klasse 1b erfolgt die Aufarbeitung der Präparate. Hier wird die Eignung der Spendergefäße überprüft, der Verkalkungsgrad der Gefäße bestimmt und sie werden auf Schäden durch die Entnahme untersucht. Es werden Abstriche der Transportlösungen und der Gefäße vorgenommen um Kontaminationen festzustellen. Liegt eine Kontamination vor, dürfen die Spendergefäße nicht mehr regelhaft in Umlauf gebracht werden, sondern nur nach Absprache mit dem implantierenden Chirurgen im Sinne eines Heilversuchs. Gleichzeitig erfolgt in der Workbench eine Präparation der Spendergefäße. Dabei werden die Gefäße von umliegendem Gewebe soweit notwendig befreit. Grundsätzlich sollte eine zu gründliche Präparation der Spendergefäße vermieden werden, um Adventitiaschäden und mikroskopische Strukturschäden zu vermeiden, die einer vorzeitigen Degeneration und Aneurysmabildung Vorschub leisten.

Konservierung der Gefäßtransplantate

Eine Kurzzeitkonservierung (für mehrere bis maximal 14 Tage bei 4 °C) in Organkonservierungslösung ist möglich. Die Langzeitkonservierung erfolgt in Flüssigstickstoff in Konservierungslösung unter Zusatz von DMSO (Dimethylsulfoxid). Das Einfrieren erfolgt mit kontrollierter Kühlrate mit einem computergesteuerten Einfrierautomaten, einem sogenannten Kryokonserviergerät. Die Lagerung erfolgt erneut in der „3-Beuteltechnik“, um die Sterilität zu wahren. Nach Anforderung der Präparate werden diese in einer Kühlbox in Trockeneis gelagert transportiert. Nach Entnahme aus dem Stickstofftank ist auf diese Weise eine Lagerung im Trockeneis von maximal 24–48 h möglich. Das Auftauen erfolgt direkt vor der Nutzung in der transplantierenden Einrichtung im OP-Saal zeitlich verzögert im Wasserbad, um Intima- und Mediabrüche zu vermeiden. Da die Banken unterschiedliche Protektionslösungen verwenden, kann der Auftauvorgang unterschiedlich sein. Den das Transplantat begleitenden Anweisungen ist unbedingt Folge zu leisten. Kryokonservierte Gefäße verlieren einen Teil des vitalen Endothels und können deshalb narbig degenerieren. Sie neigen daher häufiger als native Gefäße zur Aneurysmabildung.

Implantation

Anastomosen mit dem allogenen Gefäß sollten mit nicht-resorbierbarem Material angelegt werden. Das Klemmen des Interponats ist zu vermeiden oder nur mit nicht-traumatisierenden Clips durchzuführen. Allogene Gefäße sind vor der Reperfusion (mit oder ohne Kryokonservierung) meist spastisch. Dies muss bei der Dimensionierung und Auswahl des Interponats beachtet werden (Abb. 2).
Abb. 2

Aorto-biliakales Homograft 2 Jahre nach Implantation bei einem Patienten nach aorto-duodenaler Fistel

Nachsorge, Therapie

Dies erfolgt wie bei allen Interponaten durch duplexsonographische Kontrollen. Eine „Low-dose“-Immunsuppression mit einem Kalzineurininhibitor bzw. mTOR-Inhibitor (z. B. Rapamycin) ist zu diskutieren, um eine chronische Abstoßungsreaktion und damit mögliche Degeneration des Interponats zu verhindern. Die Studienlage hinsichtlich einer postoperativen Immunsuppression nach der Implantation eines kryokonservierten Allografts im Rahmen einer Infektsituation ist uneinheitlich, wobei mehrere Arbeitsgruppen auf eine Anwendung von Immunsupressiva verzichten und lediglich eine Blutgruppenkompatibilität empfehlen. Definitiv nachgewiesen ist eine – wenn auch im geringeren Maße – residuelle Antigenität nach Kryokonservierung.

Eine Literaturbewertung venöser und arterieller Allografts als Gefäßersatz im Infektfall findet sich im Kap. „Gefäßprotheseninfektion“.

2.3 Xenogene Gefäße

Es kamen sowohl Arterien als auch Venen vom Rind und vom Schwein zum Einsatz. Die Antigenität der Transplantate wurde auf unterschiedliche Art versucht zu senken. Grafts aus denaturierter boviner Carotis oder bovinen Ureteren konnten sich nicht am Markt etablieren. Bei durchaus akzeptablen Offenheitsraten sind Aneurysmenbildung, Degenerationen des biologischen Gewebeanteils als auch eine erhöhte Infektionsgefahr Ursachen für den Misserfolg im Langzeitverlauf. Als einziger Vertreter ist aktuell eine Prothese aus glutaraldehydfixiertem ovinen Kollagen mit integriertem Polyesternetz in der klinischen Anwendung. Durch ein verbessertes Crosslink-Verfahren konnte das native Kollagen stabiler gemacht werden, ein spezieller Purifizierungsprozess sorgt für eine fehlende Antigenität. Die Offenheitsraten sind sehr undulierend und sind in kleinen Studien bei Verwendung als infragenualer graft mit bis zu 47 % nach 3 Jahren bei einer Beinerhaltrungsrate von bis zu 71 % angegeben. Vereinzelt werden bovine Conduits als Ersatz für zentrale Gefäße in der Kinderherzchirurgie eingesetzt. Einen neuen Weg hat eine Arbeitsgruppe um Czerny et al. (2011) beschritten, die bei 15 Patienten mit einer aortalen Protheseninfektion die infizierten Prothesen explantierten und durch eine selbstgenähte Rohrprothese aus bovinem Perikardpatch ersetzten. 4 Patienten verstarben perioperativ am Multiorganversagen, 11 Patienten zeigten über einen Nachbeobachtungszeitraum von 5–83 Monaten keine Reinfektion. Inwieweit dies eine adäquate Methode zur Behandlung von Protheseninfektionen darstellt, muss in weiteren Studien evaluiert werden.

3 Varianten der Gefäßtransplantation

Gefäße können allein, mit Geweben oder in Zusammenhang mit soliden Organen transplantiert werden.

3.1 Alleinige Gefäßtransplantation

Genutzt werden Gefäße allein für den Ersatz meist von Arterien und selten von Venen. In der rekonstruktiven Gefäßchirurgie werden in der Routine alloplastische Gefäßersatzmaterialien und die autologe Vene für den arteriellen Ersatz bevorzugt genutzt. Allogene Gefäße kommen nur selten zum Einsatz (Verfügbarkeit). Hier gibt es insbesondere bei aufwändigen kruralen Rekonstruktionen gute Erfahrungen mit der Verwendung von allogenen Gefäßen.

Für die Rekonstruktion in infizierten Regionen werden mit sehr gutem Erfolg autologe Venen und seltener allogene Gefäße (sowohl nativ als auch kryokonservierte arterielle Allografts – von Multiorganspendern) verwendet. Die klinischen Erfahrungen, welches Gefäßtransplantat zu bevorzugen ist, sind dabei je nach zu rekonstruierender Arterie unterschiedlich. Eine Übersicht findet sich dazu in Tab. 4.
Tab. 4

Einsatz von Gefäßtransplantaten in der Gefäßchirurgie

Wahl des Transplantats

Autolog

Allogen

Elektive Gefäßchirurgie

Aorta

(+)

Supraaortale Gefäße

(+)

Viszeralarterien

+

Periphere Arterien

+

(+)

Dialysezugang

+

(+)

Große Venen

+

(+)

Septische Gefäßchirurgie

Aorta

(+)

+

Supraaortale Gefäße

+

+

Viszeralarterien

+

+

Periphere Arterien

+

+

Dialysezugang

+

Große Venen

(+)

(+)

– nicht verwendet, (+) sehr selten, + selten

An den o. g. gefäßchirurgischen Prinzipien orientiert sich der Gefäßersatz bei onkochirurgischen Eingriffen. Bei Rekonstruktionen in potenziell infizierten Regionen wird man dabei autologen oder allogenen Gefäßersatzmaterialien den Vorzug geben.

3.2 Gefäßtransplantation mit Geweben

Autologe freie Hautmuskellappen, freie Knochen

Hierbei handelt es sich heute um Routinemethoden in der rekonstruktiven bzw. plastischen Chirurgie. Indikationen und technische Aspekte (man folgt hier den Prinzipien der mikrochirurgischen Gefäßrekonstruktion) sind etabliert, überschreiten aber den Umfang für eine detaillierte Darstellung an dieser Stelle.

Allogene Transplantation von freien Hautmuskellappen, freie Knochen

Hier gibt es in den letzten Jahren interessante klinische Ansätze in der Transplantation von freien, vaskularisierten Hautmuskellappen sowie auch vaskularisierten Knochen. Diese Ansätze haben ihren (bisherigen) klinischen Höhepunkt mit der allogenen Extremitäten- und Gesichtstransplantation gefunden.

3.3 Gefäßtransplantation bei der Transplantation solider Organe

Autologe Dünndarmtransplantation als freies Transplantat wird mitunter für die Rekonstruktion der Passage nach zervikaler Ösophagusresektion in der Onkochirurgie durchgeführt. Hierbei werden die entsprechende Segmentvene meist in die V. jugularis interna und die Segmentarterie in die A. carotis externa oder communis implantiert.

Herztransplantation, Lungentransplantation, kombinierte Herz-Lungentransplantation: Hier sei für die Technik auf einschlägige Lehrbücher der Herzchirurgie verwiesen.

3.3.1 Nierentransplantation

Nierentransplantate werden heute regelhaft in die Fossa iliaca extraperitoneal positioniert. Standardgefäßrekonstruktionen sind dabei die Anastomosen der Nierenarterie mit den Beckenarterien und der Nierenvene mit den Beckenvenen.

Zu den evaluierenden Untersuchungen des potenziellen Organempfängers gehört u. a. die Diagnostik der abdominalen Gefäße inkl. der Beckenarterien und -venen. Hämodynamisch relevante Befunde der Einstromgefäße sollten vor Reperfusion der Niere saniert werden. Es wird allgemein empfohlen, pathologische Befunde an der Aorta (z. B. Aortenaneurysma) vor der Nierentransplantation in einer separaten Intervention zu sanieren (Senkung des Operationstraumas). Veränderungen der Beckenarterie können simultan zur Transplantation versorgt werden. Wurde der Befund an den Beckenarterien vor Transplantation mit Anlage eines alloplastischen Interponats saniert, erfolgt die Anlage der Anastomose auf das Interponat. Ist das Beckengefäß endovaskulär durch eine Stentimplantation saniert worden, kann der Stent entfernt und das Gefäß vor der Rekonstruktion desobliteriert werden. Alternativ kann bei ausreichender Klemm-Möglichkeit der Beckenarterie auch proximal oder distal des Stents anastomosiert werden. Besteht ein pathologischer Befund an der Beckenarterie zur Transplantation, empfiehlt sich die simultane Rekonstruktion der Beckenarterie (z. B. Desobliteration, alloplastisches Interponat oder oft favorisiert durch Anlage eines Homograft-Interponats)

Die arterielle Rekonstruktion des Transplantates wird im Regelfall als Anastomose der Nierenarterie mit der A. iliaca externa bzw. communis (termino-lateral) bzw. der A. iliaca interna (termino-terminal) durchgeführt.

Hat die Niere mehrere Transplantatarterien, können diese über einen gemeinsamen Aortenpatch in die Empfängerbeckenarterie implantiert werden. Alternativ kann man diese in ein arterielles Spendergefäß implantieren (um Anastomosenzeit, d. h. warme Ischmämiezeit zu verkürzen). Auch die separate, einzelne Anastomose aller Gefäße in die Beckenarterie wird durchgeführt (mitunter bei gedoppelter Arterie sinnvoll).

Die venöse Standardrekonstruktion erfolgt als Anastomose zwischen der Nierenvene und V. iliaca externa oder V. iliaca communis (termino-lateral). Liegen anatomische Varianten der Nierenvene (multiple Venen) vor, werden diese in Form eines gemeinsamen Patches rekonstruiert oder mehrere Anastomosen mit der Beckenvene hergestellt. Bei der Rekonstruktion sollte immer die warme Ischämiezeit bedacht werden.

Der beidseitige Beckenvenenverschluss ist in der Regel eine Kontraindikation für die Nierentransplantation.

In Einzelfällen sind vorgezogene Rekonstruktionen möglich (ggf. zentrale Positionierung des Transplantates mit Drainage in die V. cava inferior).

3.3.2 Lebertransplantation

Ganz- und Teilleber-Transplantate („split-liver“) werden in der Hauptsache orthotop und nur selten heterotop positioniert. Für die frühe unproblematische Funktion des Transplantates sind der ungehinderte portal-venöse und arterielle Einstrom sowie der ungehinderte, lebervenöse Abstrom zwingend notwendig. Neben morphologischen können hämodynamische Phänomene (portales Hyperperfusionssyndrom) insbesondere bei Patienten mit fortgeschrittener Leberzirrhose und ausgeprägtem Pfortaderhochdruck vor allem nach Teillebertransplantation zu Funktionsstörungen in der frühen Phase nach der Transplantation führen.

Die Besonderheit der Lebertransplantation liegt in der großen anatomischen Varianz der Gefäße (insbesondere der Arterien), dem variablen Einsatz von Gefäßtransplantaten bzw. -interponaten und der Verwendung ganzer oder Teillebern für den Organersatz.

Für die „Standardrekonstruktion“ der arteriellen Perfusion „ganzer Lebern“ wird eine Anastomose zwischen der Spenderarterie und der Arteria hepatica communis in Höhe des Abgangs der Arteria gastroduodenalis angelegt. Bei Teillebern erfolgt die arterielle Rekonstruktion meist als Anastomose der Spenderarterie mit der Arteria hepatica propria oder der linken oder rechten Leberarterie. In Abhängigkeit von anatomischen arteriellen Varianten und pathologisch veränderter arterieller Strombahn des Empfängers werden die in Tab. 5 dargestellten Varianten der arteriellen Rekonstruktion eingeschlagen (Abb. 3).
Tab. 5

Varianten der arteriellen Rekonstruktion bei der Lebertransplantation

 

Rekonstruktionsmöglichkeit

Spendergefäße

Mehrere separate Leberarterien

Rekonstruktion zu einem gemeinsamen Spendergefäß, Interponat selten

Empfängergefäße

Stenose des Tr. coeliacus

- Lig. arcuatum

- Organische Stenose

- Spaltung Lig. arcuatum

- allogenes Interponat (Spenderbeckenarterie von der supratrunkalen Aorta)

Lienalis-steal-Syndrom

Banding A. lienalis

Aneurysma A. lienalis

Ligatur der A. lienalis, Splenektomie selten

Stenose/Verschluss A. hepatica

Allogenes Interponat

Abb. 3

Beckenarterieninterponat supratrunkal anastomosiert auf die Aorta als Einstrom für die Leberarterie im Rahmen der Lebertransplantation (bei Verschluss der Tr. coeliacus des Organempfängers)

Anatomische Varianten der Pfortader sind viel seltener als die der Leberarterie. Als Standardrekonstruktion wird bei der Ganzorgantransplantation die termino-terminale Anastomose zwischen Spender- und Empfängerpfortader gewählt. Bei Teillebertransplantaten wird mitunter die Anastomose auf den linken oder rechten Pfortaderast der Empfängerpfortader durchgeführt.

Aufwändiger wird die Gewährleistung eines guten portal-venösen Einstroms bei Vorliegen einer Pfortaderthrombose (insbesondere bei chronischen Verschlüssen) oder nach porto-systemischen Rekonstruktionen zur Behandlung des Pfortaderhochdrucks vor Transplantation. Bei Verschlüssen der Empfängerpfortader kann man diese rekanalisieren. Kann so kein ausreichender Einstrom erzielt werden, können Spenderveneninterponate (meist Beckenvene) von der V. mesenterica superior, der V. lienalis oder einer kräftigen Kollaterale Verwendung finden. Steht insgesamt kein portal-venöses Spendergefäß mit ausreichendem Einstrom zur Verfügung, kann man die Pfortader partiell oder komplett arterialisieren (im Sinne einer AV-Fistel). Hier ist die eine Dimensionierung des Flusses sinnvoll, um eine Hyperarterialisierung und damit die Ausbildung einer Fibrose des Transplantates langfristig zu vermeiden.

Vor der Transplantation angelegte porto-systemische Shunts (zentrale Shunts) müssen aufgelöst werden, periphere Shunts werden oft, bei ausreichendem Einstrom für das Transplantat belassen.

Der lebervenöse Ausstrom kann bei der „Full-size-Transplantation“ mit und ohne Ersatz der retroheptischen V. cava inferior erfolgen. In der Originalbeschreibung der Technik von T. Starzl wird die retrohepatische V. cava reseziert und die supra- und infrahepatische V. cava jeweils als termino-terminale Anastomose rekonstruiert. Eine Alternative dazu stellt der Erhalt der retrohepatischen V. cava des Empfängers dar. Es erfolgt dann die Anastomose als termino-laterale („piggy back“) oder latero-laterale Anastomose auf die erhaltene Vene mit der V. cava des Spenderorgans.

Bei der Teillebertransplantation kommen je nach Ausgangssituation (Situation der Lebervenen bzw. V. cava am Transplantat oder nicht) unterschiedliche Möglichkeiten der Rekonstruktion in Frage:
  • Spender-V.-cava-Segment vorhanden: latero-laterale Anastomose mit der Empfänger-V.-cava

  • Spender-V.-cava nicht vorhanden: Hauptvene der Teilleber wird in die V. cava anastomosiert

  • Zusätzliche große dorsale Venen: direkte Anastomose mit der V. cava

  • Äste/Stamm der mittleren Vene: Rekonstruktion über Interponate zur V. cava inferior

3.3.3 Pankreastransplantation

Die Standardrekonstruktion der arteriellen Strombahn für Pankreastransplantate ist die Wiederherstellung der Durchblutung des Organs über die A. mesenterica superior und die A. lienalis, die eine homogene Durchblutung des gesamten Organs sichern. Dazu wird in der Regel „back table“ eine Beckenarterieninterponat (vom Spender entnommen) auf die A. mesenterica und die A. lienalis anastomosiert und dann auf die rechte A. iliaca communis anastomosiert.

Der venöse Ausstrom des Pankreas wird über die V. portae hergestellt, die termino-lateral mit der V. iliaca communis bzw. externa und der der V. cava inferior anastomosiert wird (je nach Positionierung des Transplantates). Alternativ dazu kann die Pfortader auch auf die V. mesenterica superior des Empfängers anastomosiert werden (ein Vorteil des direkten Einstroms des Pankreastransplantatblutes in die portal-venöse Strombahn konnte aber bis heute nicht eindeutig belegt werden).

3.3.4 Dünndarmtransplantation

Der arterielle Einstrom von Dünndarmtransplantaten wird meist über Direktimplantation der A. mesenterica superior in die Aorta oder Rekonstruktion über Spenderbeckenarterieninterponate realisiert. Die venöse Rekonstruktion erfolgt zum portal-venösen Stromgebiet des Organempfängers zur Pfortader, V. mesenterica superior oder V. mesenterica inferior.

3.3.5 Multiviszeraltransplantation

Multiviszeraltransplantationen abdominaler Organe erfolgen oft en bloc, so dass nur die arterielle Rekonstruktion und ein V.-cava-Abstrom gewährleistet werden muss, eine portal-venöse Rekonstruktion entfällt dabei oft. Wird eine Nierentransplantation simultan durchgeführt, erfolgt diese meist separat vom restlichen Organblock.

Literatur

  1. Czerny M, von Allmen R, Opfermann P (2011) Self-made pericardial tube graft:a new surgical concept for treatment of graft infections after thoracic and abdominal aortic procedures. Ann Thorac Surg 92:1657–1662Google Scholar

Weiterführende Literatur

  1. Balzer KM, Luther B, Sandmann W, Wassmuth R (2004) Donor-specific sensitization by cadaveric venous allografts used for arterial reconstruction in peripheral arterial occlusive vascular disease. Tissue Antigens 64(1):13–17CrossRefGoogle Scholar
  2. Bia D, Pessana F, Amentano R et al. (2006) Cryopreservation procedure does not modify human carotid homografts mechanical properties: an isobaric and dynamic analysis. Cell Tissue Bank 7:183–194CrossRefGoogle Scholar
  3. Bisdas T, Bredt M, Pichlmaier M et al. (2010) Eight-year experience with cryopreserved arterial homografts for the in situ reconstruction of the abdominal aortic infections. J Vasc Surg 52(2):323–30.  https://doi.org/10.1016/j.jvs.2010.02.277
  4. Carpenter JP, Tomaszewski JE (1997) Immunosuppression for human saphenous vein allograft bypass surgery: a prospective randomized trial. J Vasc Surg 26:32–42CrossRefGoogle Scholar
  5. Cochran RP, Kunzelman KS (1989) Cryopreservation does not alter antigenic expression of aortic allografts. J Surg Res 46:597–599CrossRefGoogle Scholar
  6. Ebner A, Zatschler B, Deussen A. (2011) Evaluation of cold storage conditions for vessels obtained from donor rats after cardiac death. J Vasc Surg 54(6):1769–77. Epub 1 Oct 2011CrossRefGoogle Scholar
  7. Engin C, Posacioglu H, Ayik F, Apaydin AZ (2005) Management of 495 vascular infection in the groin. Tex Heart Inst J 32(4):529–534PubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  8. Fahner PJ, Idu MM, Gulik TM van, Legemate DA (2006) Systematic review of preservation methods and clinical outcome of infrainguinal vascular allografts. J Casc Surg 44:518–524Google Scholar
  9. Galambos B, Csönge L, Olah A et al. (2005) Preservation of fresh vein homografts viability during long-term storage. Eur Surg Res 37:60–66CrossRefGoogle Scholar
  10. Hernandez D, Rufino M, Armas S, Gonzalez A, Gutierrez P, Barbero P, Vivancos S, Rodriguez C, Rodriguez de Vera J, Torres A (2006) Retrospective analysis of surgical complications following cadaveric kidney transplantation in the modern transplant era. Nephrol Dial Transplant 21:2908–2915CrossRefGoogle Scholar
  11. Lange PL, Hopkins RA (2005) Cryopreservation and tissue banking. In: Hopkins R (Hrsg) Cardiac reconstructions with allograft tissues. 5. Springer, Berlin/Heidelberg/New York/Tokio, 237Google Scholar
  12. Leseche G, Castier Y, Petit MD, Bertrand P, Kitzis M, Mussot S, Besnard M, Cerceau O (2001) Long-term results of cryopreserved arterial allograft reconstruction in infected prosthetic grafts and mycotic aneurysms of the abdominal aorta. J Vasc Surg 34(4):616–622CrossRefGoogle Scholar
  13. Lopez-Cepero M, Sanders CE, Buggs J, Bowers V (2002) Sensitization of renal transplant candidates by cryopreserved cadaveric venous or arterial allografts. Transplantation 73:817–819CrossRefGoogle Scholar
  14. Matsuda H, Yagi T, Sadamori H, Matsukawa H, Shinoura S, Murata H, Umeda Y, Tanaka N (2006) Complications of arterial reconstruction in living donor liver transplantation: a single-center experience. Surg Today 36(3):245–251CrossRefGoogle Scholar
  15. Neuhaus P, Pfitzmann R (2005) Aktuelle Aspekte der Lebertransplantation, 2. Uni-Med, Bremen/London/BostonGoogle Scholar
  16. Pasquinelli G, Pistillo MP, Ricci F et al. (2007) The ‚in situ‘ expression of human leukocyte antigen class I antigens is not altered by cryopreservation in human arterial allografts. Cell Tissue Bank 8(3):195–203CrossRefGoogle Scholar
  17. Platz KP, Pascher A, Schulz RJ, Nussler NC, Sauer IM, Settmacher U, Eisele R, Dignass A, Lopez-Henninen E, Neuhaus P, Mueller AR (2002) Use of inferior mesenteric vein for venous anastomosis in clinical small bowel transplantation. Transplant Proc 34(3):906–907CrossRefGoogle Scholar
  18. Sansalone CV, Maione G, Aseni P, Mangoni I, De Roberto A, Soldano S, Minetti E, Broggi ML, Civati G (2005) Surgical complications are the main cause of pancreatic allograft loss in pancreas-kidney transplant recipients. Transplant Proc 37(6):2651–2653CrossRefGoogle Scholar
  19. Settmacher U (2011) Vaskuläre Transplantationschirurgie. In: Luther B (Hrsg) Kompaktwissen Gefäßchirurgie, Kap. 26, 2. Springer, Berlin/Heidelberg/New YorkGoogle Scholar
  20. Settmacher U, Stange B, Haase R, Heise M, Steinmuller T, Bechstein WO, Neuhaus P (2000) Arterial complications after liver transplantation. Transpl Int 13(5):372–378CrossRefGoogle Scholar
  21. Settmacher U, Steinmuller T, Luck W, Eisele R, Theruvath T, Heise M, Neuhaus P (2003) Complex vascular reconstructions in living donor liver transplantation. Transpl Int 10:742–747CrossRefGoogle Scholar
  22. Tzakis AG, Kato T, Levi DM, Defaria W, Selvaggi G, Weppler D, Nishida S, Moon J, Madariaga JR, David AI, Gaynor JJ, Thompson J, Hernandez E, Martinez E, Cantwell GP, Augenstein JS, Gyamfi A, Pretto EA, Dowdy L, Tryphonopoulos P, Ruiz P (2005) 100 multivisceral transplants at a single center. Ann Surg 242(4):480–490PubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  23. Wille T, de Groot H, Rauen U (2008) Improvement of the cold storage of blood vessels with a vascular preservation solution. Study in porcine aortic segments. J Vasc Surg 47:422–431CrossRefGoogle Scholar
  24. Zatschler B, Dieterich P, Müller B Rauen U et al (2009) Improved vessel preservation after 4 days of cold storage: experimental study in rat arteries. J Vasc Surg 50:397–406CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2017

Authors and Affiliations

  • Utz Settmacher
    • 1
  • Holger Diener
    • 2
    Email author
  • Eike Sebastian Debus
    • 3
  1. 1.Department of General, Visceral and Vascular SurgeryJena University HospitalJenaDeutschland
  2. 2.Klinik und Poliklinik für GefäßmedizinUniversitäres Herz- und Gefäßzentrum das gilt für Diener und DebusHamburgDeutschland
  3. 3.Klinik und Poliklinik für GefäßmedizinUniversitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE)HamburgDeutschland

Personalised recommendations