Transcript MCP-1 - OEANPT

Neue Entwicklungen bei
Dialysatoren
Ein Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität der Patienten
ÖANPT 2013
Steinschalerdörfl
Mag. Walter Steinhäusel
Themen
•
Lebensqualität der Dialysepatienten ist belastet durch
•
•
•
•
Wie können wir diese Belastungen senken und somit die
Lebensqualität erhöhen ?
•
•
•
Grunderkrankungen + Comorbiditäten
Behandlung per se
Psychische Belastungen
Schonende und doch effizienten Behandlungsverfahren
Auswahl der verwendeten Materialien (Biokompatibilität)
Der Dialysator als zentrales Element der Dialysebehandlung
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Neue Patienten an chronischer Nierenersatztherapie
von 1965-2011
Primäre renale Diagnose
1400
1200
47-Jahre Dialysetherapie in Österreich
Vask(70-79)
DM-2
1000
DM-1
800
Rest(82-99)
600
IN/PN(20-39)
Hered(40-69)
400
GN(10-19)
200
2011
2009
2007
2005
2003
2001
1999
1997
1995
1993
1991
1989
1987
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1971
1969
1967
0
1965
SN(00)
Quelle:
ÖDTR 2012
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Komorbiditäten von ESRD Patienten
Hauptsächliche Komorbiditiäten bei Dialysepatienten sind
Diabetes, kardiovaskuläre Erkrankungen, Blutungsrisiko,
Mangelernährung.
45%
40%
41%
35%
35%
24%
30%
20%
25%
20%
15%
7%
10%
8%
6%
5%
0%
Diabetes
Coronary Myocardial Peripheral Amputation Gastroheart
infarction Vascular due to PVD Intestinal
disease
Disease
bleeding
Cerebro- Malnutrition
vascular
incident
*
DOPPS 2009, Miskulin
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TODESURSACHEN: HD+PD+TX, 2007-2011
THERAPIEDAUER ÜBER 90 TAGE
17%
22%
infektiös
kardial
vaskulär
14%
maligne
andere
unklar
9%
31%
7%
Quelle:
ÖDTR 2012
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Belastungen durch die Behandlung
•
Infektiös: z.Bsp.
 Verunreinigung in der Dialysierflüssigkeit
 Katheterinfektionen
•
Kardial:
?
?
?
•
Hohe Abnahmemengen während der Behandlung
Zu kurze Dialysezeiten
hoher Blutfluss
Vaskulär
?
Schädigungen durch Entzündungen und Mikroinflammationen durch
Verwendung bioinkompatibler Materialien
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Schema einer Dialysebehandlung
Blutkreislauf
Dialysatkreislauf
Das Schema des Blutkreislaufes befindet sich an der
Frontseite des Dialysegerätes – das des
Dialysatkreislaufes hingegen im Inneren des Gerätes.
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Aufgaben des Dialysators
• Elimination des „überschüssigen“ Wassers aus dem Blut
(Körper)
• Elimination der „harnpflichtigen“ Substanzen aus dem Blut
(Körper)
• Ausgleich des Elektrolythaushaltes
• Barriere zwischen Blutkreislauf und Hydrauliksystem des
Dialysegerätes
• Minimale „Reaktionen“ zwischen Dialysator und Blut –
BIOKOMPATIBILITÄT
•
•
Bauweise des Dialysators
Membraneigenschaften
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Biokompatibilität
„Die Fähigkeit eines Stoffes, Gerätes, einer Prozedur
oder eines Systems, seine Aufgaben in Hinblick auf
den Organismus zu erfüllen, ohne dass dieser eine
klinisch bedeutsame Abwehrreaktion zeigt“
(aus Girndt M, Kuhlmann M, Köhler H: Aktuelle Behandlungsstrategien in der
Hämodialyse S.58, UNIMED 2005 nach Gurland HJ, Davison AM, Bonomini V:
Definitions and terminology in biocompatibility. Nephrol Dial Transplant Suppl.
2:4-10,1994)
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Biokompatibilität
Klinisch relevante Reaktionen des Organismus bei der HD:
• Stimulation des Immunsystems
• Gerinnungsaktivierung
• Oxidativer Stress
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Der ideale Dialysator
•
•
•
•
•
•
•
•
Minimale Oberfläche/extrakorporales Volumen
Maximale Clearance für alle Urämietoxine und auch für sonstige
den Körper negativ beeinflussende Mediatoren außerhalb der
Nierenerkrankung
Keine Durchlässigkeit für „wichtige“ Moleküle (Albumin,…)
Minimale Antiokoagulanz zur Vermeidung von
Langezeitschäden
Maximale Biokompatibilität zur Verhinderung der Aktivierung
des Komplementsystem
Maximale Schutzbarriere gegen Kontaminationen durch
verunreinigte Dialysierflüssigkeit
……………………
Geringe Kosten
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Wie ?
•
•
•
Verarbeitungsqualität
Konstruktive Merkmale
Membrandesign
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Aufbau des Dialysators (Polyflux)
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Verarbeitung - PUR Schnittfläche
•
Glatte Oberfläche beim
Blutkontakt vermeidet
Clotting Stimulation
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Verarbeitung -Einbettung der Hohlfaser
Vergleiche
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Strömungsgeometrie für Blut und
Dialysat (Revaclear)
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Konstruktion - Faserverteilung Optimierung des
Massentransfers
Ondulierte Faserbündel:
•
•
•
gleichmäßige Faserverteilung im
gesamten Gehäuse
Homogene Dialysatflussverteilung
Höherer diffusiver
Massentransfer (KoA)
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Spinnprozess
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Weiterentwicklung von Polyflux =>Revaclear
Polyflux
Wandstärke: 50 mm
Faserdurchmesser: 215 mm
Revaclear
Zukunft: ?
Wandstärke: 35 mm
Faserdurchmesser: 190 mm
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Weiterentwicklung von Polyflux =>Revaclear
Polyflux
Revaclear
Optimierte Fasergeometrie für eine
gleichmäßigere Verteilung von Blut
und Dialysat
Höherer Grad der Ondulierung
 Verbesserte Leistung pro
Membranfläche
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Clearance-Vergleich
Qb = 300 ml/min Qd = 500 ml/min
* UFR = 10 ml / min
UFR = 0 ml/min
nach Herstellerangaben
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Vitamin B12-Clearance
Auch für Vitamin B12 liefert Revaclear eine außergewöhnliche Clearance in
Bezug auf die Dialysatorenoberfläche
213
211
186
190
167
1.8 m2
1.6 m2
FX100
Revaclear
MAX
FX80
FX60
1.4 m2
1.8 m2
Revaclear
Fresenius FX
2.2 m2
•
Revaclear
Vit B12 clearance (ml/min) at QB=400;
QD=500; UF=0 ml/min
Dialyzers sorted by surface area, m 2
Quelle: Datenblätter Hersteller: Gebrauchsanweisungen
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Clearance und Albumin Retention
SCMyo (%)
100
88%
72%
80
60
40
30%
20
0
0.8
1.0
0.54
Xenium 190
0.4
FX80
0.25
Revaclear
0.13
0.2
0.6
Clearance von
mittelmolekularen
Substanzen
(Myoglobin 17 kDa)
Clearance
von
Albumin
(69 kDa)
1.2
Pct (g/L)
Siebcoefficient (SCMyo, %); Proteinverlust (g/L). Quelle: Gambro R&D
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Aktuelle in vivo Studie Clearance Vgl.
•
•
•
•
•
Durchführung Ende 2012/Quartal 1 2013
Dialysestation Universitätsklink Graz + Dialyseinstitut Dr.
Gießauf
An 30 Patienten gemessen Clearance Gambro Revaclear
versus anderen Dialysatoren
Erste Vorstellung der Daten am EDTA Mai 2013 (Poster)
Publikation für Ende 2013 erwartet
Danke für die Mitarbeit !
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Endotoxinretention
•
wirksame Barriere gegen
Endotoxine
Logarithmischer Retentionswert (LRV) für Endotoxine
>3.97
Revaclear
(neu)
>3.97
>3.97
>3.24
Polyflux 170H
Revaclear
Revaclear
(1a “real time”) (3a beschl. Alterung)
Die Nachweisgrenze lag bei 0,05 EU / ml. Die Endotoxin-Konzentration
auf der Blutseite war unterhalb der Nachweisgrenze in allen Proben.
Quelle: Gambro R&D
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Möglichkeiten der Adsorption mit
•
Inflammationsmediatoren, wie Zytokine (Interleukine, TNF)
•
Atherosklerose Mediatoren (MCP-1, HMGB-1)
Querschnitt Kapillare AN69ST
elektronenmikroskopisch
Vergrößerung der Membran AN69ST aus
Hydrogel
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Was genau ist Hydrogel?
• Ein Hydrogel ist ein Wasser enthaltendes, aber wasserunlösliches
Polymer, dessen Moleküle chemisch z.B. durch ionische
Bindungen oder physikalisch z.B. durch Verschlaufen der
Polymerketten zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft
sind.
• Hydrogele finden bereits breite Anwendung im medizinischen
Alltag (als Kontaktlinsen, Implantate, Wundpflaster….)
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Wo genau liegt der Unterschied zu
anderen Membranen?
• Hydrogel hat keine poröse Struktur (keine Porengröße!)
• Hydration (Wasseranlagerung) sorgt für Zwischenräume zwischen den
Polymerketten.
• Negativ geladene Sulfonat-Gruppen ziehen positiv geladene Toxine an.
Diese ionische Wechselwirkungen ermöglicht die hohe adsorptive Kapazität
=> Insbesondere für Inflammationsmediatoren, wie Zytokine (Interleukine,
TNF) oder Atherosklerose Mediatoren (MCP-1, HMGB-1)
• Adsorption findet nicht nur auf
der inneren Membranoberfläche
sondern in der gesamten
Membran statt.
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Membran: Beschichtungsprozess
Heparin Molekül
Heparin (3000 IU/m2)
Funktionalisierung
Hoch Molekular Gewicht
Polyethyleneimine
Hydrogel
(Acrylonitryl Natrium
Methallyl Sulfonate)
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Einsatzmöglichkeiten von Evodial
gezielte Entfernung von Inflammations-Atherosklerose Mediatoren
•
Patienten mit hohem kardiovaskulärem Risiko
• Periphere arterielle Verschlusskrankheiten
• Koronare Herzerkrankungen, Herzinfarkt, zerebrovaskulären Ereignissen
(z.B. Schlaganfall, Hirnblutung…)
•
Patienten mit hohem inflammatorischen Status
•
Patienten mit schlechtem Ernährungszustand
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Inflammation, Mangelernährung &
Atherosklerose
Hohe Inflammation bei 45% der
Dialysepatienten
=> verursacht durch Dialysebehandlung.
Inflammation kann Mangelernährung
und Atherosklerose auslösen und wirkt
sich ungünstig auf ESA (Erythropoesisstimulating agents) aus (insbesondere
bei älteren diabetischen Patienten)
Zahl der Komorbiditäten korreliert mit
der Mortalitätsrate.
Pecoits-Filho, NDT 2002
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MCP-1
und kardiovaskuläre Begleiterkrankungen
MCP-1 (monocyte chemoattractant protein-1)
• Molekulargewicht 16.300 Da
100
• Hauptstimulanz zur Monozyten- und Lymphocyten- 80
Nachbildung
=> Kann zur Entwicklung einer Atherosklerose
beitragen.
60
40
20
Mistrik, J.Renal Nutrition, 2010
Pawlak, Am.J.Nephrol. 2004
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Gezielte Entfernung von Artherosklerose
Mediatoren – am Beispiel von MCP-1
Prospektive Cross-over
Studie
signifikante Absenkung des
Plasma MCP-1 mit Evodial
Dialysator
Anstieg der MCP-1 Spiegels
mit Polysulfon-Membran
(IP = 9,8)
Canaud, Morena, HD Int. 2010
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Gezielte Entfernung von Inflammationsund Artherosklerose Mediatoren
– am Beispiel HMGB-1
Heparinisierte AN69 Membranen zeigen signifikant höhere Entfernungsraten bei
HMGB-1 (30.000 Da) als PS und PMMA Membranen.
Yumoto et al, Therapeutic
Apheresis 2011
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Adsorption von Zytokinen
Polysulfon
20
AN69ST
Polysulfon
induziert die
Produktion von
Interleukin 8
Cellulosetriacetat
% Reduktion
0
TNF-
-20
-40
TNF-
TNF-
IL-8
-60
IL-8
IL-6
IL-6
-80
-100
Produktion
IL-6
Filtration
IL-8
Reduktion d. Adsorption
Bouman CSC, Van Olden RW, Stoutenbek CP. Cytokine
filtration and adsorption during pre- and postdilution
hemodiafiltration in four different membranes. Bllod Purif
1998;16(5):261-8
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Schlussfolgerungen
1. Gezielter Einsatz moderner Dialysatoren kann die
Lebensqualität und Lebenserwartung der Patienten verbessern
2. Entscheidend für die therapeutischen Möglichkeiten sind die
spezifischen Membraneigenschaften und das Membrandesign
3. Der Herstellungsprozess des Dialysators ist ein wichtiger Faktor
für die Biokompatibilität
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Diskussion