Die Hämodynamik in der arteriellen Anastomose arterio-venöser (av) Interponate in Abhängigkeit von der Anastomosenmetrik

Zielsetzung

Die Häufigkeit arterieller Stenosen in av-Interponaten wird in der Literatur mit ca. 11% angegeben. Ursache der Stenosierung ist die Ausbildung einer subendothelialen Intimahyperplasie, die durch hämodynamische Störungen induziert werden kann.
Im eigenen Patientengut trat im geraden Interponat am Arm eine Stenosierung in der arterielle Anastomose vornehmlich bei einer großen Durchmesserdifferenz der anastomosierten Gefäße auf. Um den Kalibersprung zu reduzieren, schalten wir zwischen Arterie und der im Durchmesser größeren Prothese ein enges Segment. In dieser Arbeit wird der Einfluss des engen Segmentes auf die Strömungsmuster in der latero-terminalen Anastomose durch Flussvisualisierung untersucht.

Methode

Die Anastomosenmodelle aus dehnbarem Siliconkautschuk wurden in einem vierstufigen Verfahren hergestellt und in einem künstlichen Kreislauf mit pulsatilem Fluss eingebaut. Die Metrik dieser Modelle entspricht dem geraden av-Interponat (7mm) am Oberarm. Die Visualisierung der Strömungsbilder erfolgte durch Farbstoffinjektion bei mittleren Flussraten von 100, 300 und 500 ml/min. Die Flussuntersuchungen wurden an Modellen sowohl mit als auch ohne Zwischenschaltung eines engen Segmentes durchgeführt. Der Zufluss erfolgte in dieser Untersuchung über die proximale Arterie.

Ergebnisse

Ohne enges Segment zwischen Arterie und Interponat bilden sich folgende typischen Strömungsphänomene:

• Die Ausbildung eines Wirbels im Protheseneingang, der sich mit Flussratenerhöhung verstärkt und am Anastomosenring pulssynchron oszilliert.
• Eine Oszillation auf dem Arterienboden durch den Flussrichtungswechsel des Abstromes in die distale Arterie und zurück ins Interponat.
• Beide Phänomene vergrößern sich mit zunehmender Durchmesserdifferenz zwischen Arterie und Interponat.

Mit Zwischenschaltung eines engen Segmentes zwischen Arterie und Interponat sind folgende Veränderungen der Strömungsphänomene erkennbar:

• Der Wirbel im Protheseneingang nahe dem arteriellen Anastomosenring verschwindet.
• Im konischen Bereich der Prothesenaufweitung entsteht eine stationäre Rezirkulation durch Stromablösung.
• Verminderung des oszillierenden Flussrichtungswechels auf dem Arterienboden durch den reduzierten Rückfluss aus der distalen Arterie in die Prothese (auf Grund der Erhöhung des Abflusswiderstandes im Interponat).

Diskussion

Der kausale Zusammenhang zwischen einer gestörten Hämodynamik und der Entstehung der subendothelialen Intimahyperplasie gilt als gesichert. Dabei kommt der Einwirkung von wechselnden Scherspannungen auf das Gefäßwandendothel eine besondere Bedeutung zu.
Das enge Segment zwischen Arterie und Interponat beseitigt den Wirbel am arteriellen Anastomosenring und reduziert die Oszillation auf dem Arterienboden. Das bedeutet eine Verminderung pathogener Strömungsphänomene. Das enge Segment bewirkt außerdem eine Flussreduktion im Interponat. Die Flussrate in der kaliberreduzierten Prothese verringert sich mit zunehmender Länge des engen Segmentes in Abhängigkeit vom arteriellen Mitteldruck. Um einen ausreichenden Fluss im Interponat zu gewährleisten, muss die Segmentlänge der hämodynamischen Situation angepasst sein und darf nicht zu lang gewählt werden.

Literatur

• Huhle A: Die Flussdynamik in der arteriellen Anastomose arterio-venöser Interponate in Abhängigkeit von der Anastomosenmetrik und der arteriellen Speisung. Dissertation, Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin, 2002.
• Huhle A et al.: Die Hämodynamik in der arteriellen Anastomose arterio-venöser (av) Interponate in Abhängigkeit von der Anastomosenmetrik (eine in vitro Untersuchung). Zentralbl Chir., 2002; 127(4):374-375.
• Krueger U, Heise M, Huhle A et al.: Effects of arterial and venous anastomotic design on hemodynamics in arteriovenous prosthetic grafts. In: Henry ML (ed.): Vascular Access for Hemodialysis VII, W.L.Gore&Associates, Inc., and Precept Press, 2001: 177-191, ISBN: 0-944496-67-9.