Neurologische Komplikationen nach extrakorporaler Zirkulation (EKZ) sind trotz Optimierung der Herz- Lungen- Maschinen immer noch häufig. Bei Einsatz eines geschlossenen minimierten extrakorporalen Kreislaufsystems (MECC) ohne Kardiotomiereservoir und Reduktion der Schlauchlänge scheinen sich die Komplikationen nach cardiopulmonalem Bypass (CPB) zu verringern. Die biochemischen Marker S-100ß und Neuronenspezifische Enolase (NSE) gelten als Indikator für cerebrale Schädigung nach CPB. Wir untersuchten daher die beiden Marker S-100ß und NSE während konventioneller EKZ und MECC.
METHODIK: Bei einunddreißig Patienten, die sich alle einer elektiven ACVB-Operation unterziehen mussten wurde der CPB entweder mit konventioneller EKZ oder MECC durchgeführt. Die MECC ist ein geschlossenes Perfusionssystem und beinhaltet nur einen Membranoxygenator und eine Zentrifugalpumpe als Bypasskomponenten. Aufgrund des fehlenden Kardiotomiereservoirs wurde ein Cellsaver als autologe Transfusionseinheit eingesetzt. Blutproben zur S-100ß und NSE-Analyse wurden zu Beginn der EKZ, zehn Minuten sowie eine Stunde nach Start des CPB und zu Ende der EKZ entnommen. Weitere Analysezeitpunkte waren eine, sechs, zwölf und 48 Stunden nach Ende der EKZ.
ERGEBNISSE: Bei den S-100ß- Serumspiegeln zeigte sich ein signifikanter Unterschied in der area under the curve (AUC) (31,3 µg/L*h ± 14,3 bei konventioneller EKZ vs. 14,6 µg/L*h ± 10,6 bei MECC, p<0,01). Auch bei der NSE-Freisetzung fand sich eine signifikante Abweichung der AUC zwischen beiden Gruppen (1047 µg/L*h ± 441 bei konventioneller EKZ vs. 724 µg/L*h ± 224 bei EMCC, p < 0,05). Außerdem ließen sich ein signifikant erniedrigte Hämoglobinwerte unter herkömmlicher EKZ beobachten (7,83 g/dl ± 0,73 bei konventioneller EKZ vs. 10,19 ± 1,63 bei MECC, p<0,004)
SCHLUSSFOLGERUNG: Ursächlich für die Diskrepanz bei S-100ß zwischen den beiden Gruppen scheint die Retransfusion von bei chirurgischer Manipulation freigesetzten extracerebralen S-100ß bei konventioneller EKZ zu sein, wohingegen in der MECC- Gruppe mit extracerebralem S-100ß kontaminiertes Blut erst nach Reinigung und Aufbereitung im Cellsaver zurückinfundiert wurde. Für den Unterschied bei der Freisetzung von NSE ist höchstwahrscheinlich die verringerte Hämolyse bei MECC verantwortlich.

OBJECTIVE: Neurologic complications after open-heart surgery are common following cardiopulmonary bypass (CPB). A miniaturized closed CPB circuit without cardiotomy suction, venous reservoir and reduction of tubing length has been proposed to reduce complication rates after extracorporeal circulation (ECC). We therefore compared patients undergoing coronary artery bypass surgery (CABG) with conventional ECC or minimal extracorporeal circulation (MECC) regarding S-100ß and Neuron-specific Enolase (NSE) levels in blood as markers for cerebral damage during and after CPB.
METHODS: Thirty-one patients were assigned to undergo isolated CABG with conventional ECC or MECC. Conventional CPB was performed with a prime volume of 1500 ml and cold crystalloid cardioplegia. MECC consisted of a closed heparin-coated system with merely a centrifugal pump and diffusion membrane oxygenator. Shed blood was collected by a cell- saving device and reinfused. Serial blood samples of S-100ß and NSE were taken prior to the onset, ten minutes after initiation and at the end of the CPB. Further samples were obtained one hour, 6, 12, 24 and 48 hours after the end of CPB.
RESULTS: There was a significant difference in area under the curve (AUC) of S-100ß levels (31.3 µg/L*h ± 14.3 in CPB vs. 14.6 µg/L*h ± 10.6 in MECC, p<0.01). NSE serum levels under conventional CPB showed also significant difference in contrast to MECC (1047 µg/L*h±441 vs. 724 µg/L*h ± 224 with MECC, p <0.05). The hematocrit during ECC was significantly lower during standard CPB conditions (7.83 g/dl ±0.73 vs. 10.19 g/dl ±1.63, p<0.004).
CONCLUSIONS: The discrimination in the detection of S-100ß in blood is probably caused by retransfusion of extracerebral S-100ß from the cardiotomy reservoir during conventional CPB, whereas contaminated shed blood has been washed in the cell-saving device before retransfusion during MECC-procedures. The reason for the difference in the release of NSE seems to be the decreased hemolysis by the MECC-system.