| License: Publishing license for publications excluding print on demand (3MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-271371
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.27137
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 20 December 2012 |
| Referee: | Prof. Dr. Dr. Ernil Hansen |
| Date of exam: | 19 November 2012 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Anästhesiologie |
| Interdisciplinary Subject Network: | Not selected |
| Keywords: | Xtra, Electa, maschinelle Autotransfusion, MAT, intraoperative Autotransfusion, gewaschenes autologes Erythrozytenkonzentrat, AGEK, plättchenreiches Plasma, thrombozytenreiches Plasma, Plättchengel, Thrombozytenapherese, Plättchenapherese, Apherese, blood salvage, intraoperative autotransfusion, autologous blood transfusion, cell saver, autotransfusion device, cell salvage, washed red blood cells, apheresis, platelet-rich plasma, platelet-rich gel, platelet gel, platelet-poor plasma, PPP, buffy coat |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 27137 |
Abstract (German)
Hintergrund: Maschinelle Autotransfusion stellt eine etablierte Möglichkeit dar, den Bedarf an allogenen Blutprodukten zu senken und somit die verschiedenen Risiken zu minimieren, welche mit allogenen Transfusionen einhergehen. Die neue Sorin Xtra® ist ein Gerät zur maschinellen Autotransfusion, welches zum einen aus gesammeltem Wundblut ein Konzentrat gewaschener Erythrozyten gewinnen kann, zum ...
Abstract (German)
Hintergrund:
Maschinelle Autotransfusion stellt eine etablierte Möglichkeit dar, den Bedarf an allogenen Blutprodukten zu senken und somit die verschiedenen Risiken zu minimieren, welche mit allogenen Transfusionen einhergehen.
Die neue Sorin Xtra® ist ein Gerät zur maschinellen Autotransfusion, welches zum einen aus gesammeltem Wundblut ein Konzentrat gewaschener Erythrozyten gewinnen kann, zum anderen aber auch die Möglichkeit bietet, Thrombozyten aus Vollblut zu separieren. Ziel dieser Studie war es, die Qualität der beiden vorgenannten Produkte der Sorin Xtra® zu beurteilen.
Methodik:
Als Grundlage für die zwei verschiedenen Versuchsanordnungen dienten jeweils frische Vollblutspenden gesunder freiwilliger Probanden. Das „Testblut“ wurde durch blutgruppengleiche Vermengung mehrerer Blutspenden sowie die Zugabe von isotoner Kochsalzlösung erzeugt.
Bei den Versuchen zur Bestimmung der Qualität des Erythrozytenkonzentrates erfolgte eine zusätzliche Beimischung von lysierten Erythrozyten. So wurden für diesen Versuchsaufbau zwei verschiedene Testblutansätze mit Hämatokritwerten von 10 oder 25 % (Testblut „Ortho“ bzw. „Cardio“) und einer definierten Hämolyse von 10 % erstellt. Mit diesen 2 verschiedenen Arten an Testblut erfolgte die Durchführung des Waschvorganges 5- bis 7-mal für jede der 4 angebotenen Glockengrößen. Probennahmen erfolgten zusammen mit Volumenbestimmungen vor und nach dem Aufbereitungsprozess. In die Auswertung flossen neben dem Hämatokrit und der zur Erzeugung des Erythrozytenkonzentrates benötigten Zeit auch die vom MAT-Gerät erzielten Auswaschraten von Gesamteiweiß, Albumin, freiem Hämoglobin, Heparin und Kalium sowie die Ausbeute an Erythrozyten und das pro Minute gewonnene Volumen an Erythrozyten ein.
Für die Versuche zur Bestimmung der Qualität des Thrombozytenkonzentrates wurde das Testblut auf einen Hämatokrit von 35 % eingestellt. Diese Versuchsreihe beinhaltete dabei einen direkten Vergleich der Sorin Xtra® mit ihrem Vorgängermodell, der Sorin Electa. Der Apheresevorgang zur Gewinnung des Thrombozytenkonzentrates erfolgte sowohl bei der Xtra® als auch bei der Electa für jede der 4 verfügbaren Glockengrößen insgesamt 5-mal. Probennahmen erfolgten zusammen mit Volumenbestimmungen vor und nach dem Aphereseprozess. Die Weiterverarbeitung der entnommenen Proben fand direkt nach Abschluss des Apheresevorgangs sowie nach einer sechsstündigen Lagerung bei Raumtemperatur statt. Eine Bestimmung der Konzentration an Gesamteiweiß sowie von Gesamtzahl, Ausbeute und Anreicherung der Thrombozyten erfolgte lediglich einmal, wohingegen die Ermittlung der Konzentration an freiem Hämoglobin und löslichem P-Selektin, des pH-Wertes, des mittleren Thrombozytenvolumens (mean platelet volume), der Reaktion auf hypotonen Stress (hypotonic shock response) und der Aktivität von beta-Thromboglobulin sowie die Beurteilung der Morphologie der Thrombozyten mittels Lichtmikroskopie und die Bewertung deren Funktionalität mittels Aggregometrie jeweils nach sechsstündiger Lagerung der Proben wiederholt wurden.
Ergebnisse:
Mit Erythrozytenausbeuten von über 80 % und Proteineliminationsraten von über 92 % konnte die Sorin Xtra® die für maschinelle Wiederaufbereitung von Wund- oder Drainageblut empfohlenen Sollwerte stets erfüllen, wobei das Standardprogramm „Pstd“ und das auf Zeit und Hämatokrit optimierte Programm Popt für alle verfügbaren Glockengrößen Erythrozytenausbeuten von über 91 % und Proteineliminationsraten von mindestens 97 % erzielten. Ein – ebenfalls als Sollwert empfohlener – Hämatokrit von über 50 % war nur mit dem Programm Popt in allen Glocken zuverlässig zu erreichen. Bezüglich der Heparinelimination erwies sich die 125-ml-Glocke als besonders effektiv: Je Transfusionseinheit war hier lediglich mit 23 IE Heparin zu rechnen. Das Notfallprogramm „Pem“ erbrachte in den Glocken der Größe 55-, 125- und 175-ml gegenüber den beiden anderen Programmen eine erhebliche Zeitersparnis, ging allerdings meist auch mit einer signifikant niedrigeren Proteinelimination und einem hochsignifikant niedrigeren Produkthämatokrit einher. Verglichen mit der Proteinelimination erwiesen sich die Eliminationsraten von Kalium und freiem Hämoglobin als weniger präzise Parameter. Die mittels Durchflusszytometrie bestimmten Ergebnisse der Leukozytenausbeute erwiesen sich bisweilen als implausibel. In der 225-ml-Glocke lag die Proteinelimination in allen Programmen hochsignifikant niedriger als in den Glocken der Größe 125- und 175-ml. Des Weiteren erreichte das Standardprogramm der 225-ml-Glocke lediglich einen mittleren Hämatokrit von unter 50 %, während das Programm Popt den höchsten Hämatokritwert aller vier Glockengrößen erzielte.
Das im Rahmen der Versuche zur Thrombozytenapherese mittels der Geräte „Electa“ und „Xtra®“ gewonnene thrombozytenreiche Plasma (buffy coat plasma = BCP) wies durchschnittliche Konzentrationen von 1.481 bzw. 1.109 Thrombozyten/nl auf, wobei die Konzentration tendenziell mit steigender Glockengröße zunahm. Da sich die beiden Geräte hinsichtlich der prozentualen Ausbeute an Thrombozyten nicht signifikant voneinander unterschieden, waren diese hochsignifikanten Differenzen in der Thrombozytenkonzentration des BCP offenbar auf die bereits vorbestehenden Konzentrationsunterschiede in den verwendeten Testblutansätzen zurückzuführen. Der pH des erzeugten BCP lag sowohl für die Electa als auch für die Xtra® mit Werten von 7,26 bzw. 7,14 in dem für Thrombozytenkonzentrate empfohlenen Bereich. Eine signifikante Änderung der hypotonic shock response der Thrombozyten war – ausgehend von den Ergebnissen des Testbluts – in keinem der beiden Geräte zu verzeichnen. Die Konzentration an beta-Thromboglobulin lag im BCP der Electa bei durchschnittlich 2.200 IE/ml und in jenem der Xtra® bei gemittelten 2.561 IE/ml – das entspricht in etwa 10 % der bei maximaler Aktivierung der Thrombozyten zu erwartenden Konzentration. Eine mittels Ristocetin durchgeführte Aggregometrie erbrachte für die Thrombozyten des BCP Aggregationsraten, die bei Verwendung der Electa um etwa 6 %, beim Einsatz der Xtra® um etwa 10 % niedriger lagen als jene, die für die Thrombozyten des entsprechenden Testbluts ermittelt wurden. Zwischen den Ergebnissen der beiden Geräte traten dabei – wie auch bei der vorgenannten beta-Thromboglobulinkonzentration – keine signifikanten Differenzen auf.
Schlussfolgerungen:
Zur Aufbereitung von Wundblut mit der Sorin Xtra® empfiehlt sich die Verwendung des Programms Popt: Mit diesem Programm befand sich sowohl die Erythrozytenausbeute als auch die Proteinelimination durchgehend auf einem hohen bis sehr hohen Niveau. Darüber hinaus lag der Hämatokrit des gewonnenen Erythrozytenkonzentrates beim Einsatz des Programms Popt stets am höchsten – erreichte im Gegensatz zu anderen auf dem Markt erhältlichen Autotransfusionsgeräten allerdings kein einziges Mal Werte von über 60 %. Des Weiteren spricht auch die Zeitersparnis gegenüber dem Standardprogramm für die Wahl des Programms Popt. Die Ergebnisse des Parameters „Leukozytenausbeute“ warfen einige Fragen auf, denen im Rahmen dieser Arbeit nicht weiter nachgegangen wurde: Zu deren Abklärung könnten Studien beitragen, in denen zur Bestimmung der Leukozytenkonzentrationen spezifischere Messverfahren – wie beispielsweise die manuelle Auszählung der Leukozyten oder die Immunphänotypisierung – zum Einsatz kämen.
Sowohl Electa als auch Xtra® vermochten es, ein BCP mit einer relativ hohen Konzentration an Thrombozyten zu erzeugen. Wird eine möglichst hohe Konzentration oder Ausbeute an Thrombozyten angestrebt, so ist für beide Geräte die Verwendung der 225-ml-Glocke anzuraten. Insgesamt erbrachte die Thrombozytenapherese in beiden Geräten vergleichbare Ergebnisse: Thrombozytenausbeute, -anreicherung und -morphologie zeigten ebenso wie die Aggregometrie und die Konzentration an beta-Thromboglobulin keine signifikanten Differenzen, während die Messungen des pH-Wertes und der Konzentration an sP-Selektin zugunsten der Xtra® ausfielen. Da die Parameter „mittleres Thrombozytenvolumen“, „hypotonic shock response“ und „Aggregometrie“ bereits in den verschiedenen Testblutansätzen hochsignifikant unterschiedliche Ergebnisse erbrachten, empfiehlt es sich, bei Studien zur Qualität von Thrombozytenkonzentraten grundsätzlich alle Thrombozytären Parameter auch vor der Durchführung der Apherese zu dokumentieren.
Translation of the abstract (English)
Background: Automated autotransfusion represents an established possibility to reduce the demand for allogeneic blood products and therefore to minimize the various hazards accompanying allogeneic transfusions. The new Sorin Xtra® is an autotransfusion device capable of both producing a concentrate of washed red blood cells (RBCs) from salvaged wound blood as well as separating platelets from ...
Translation of the abstract (English)
Background:
Automated autotransfusion represents an established possibility to reduce the demand for allogeneic blood products and therefore to minimize the various hazards accompanying allogeneic transfusions.
The new Sorin Xtra® is an autotransfusion device capable of both producing a concentrate of washed red blood cells (RBCs) from salvaged wound blood as well as separating platelets from collected whole blood. The Aim of this study was to evaluate the quality of the aforesaid two products obtained by the Sorin Xtra®.
Methods:
Fresh whole blood obtained from healthy volunteer donors was used for two different experimental arrangements. The test blood was created by adding a certain amount of isotonic saline to the ABO blood group-matched donations.
In the first experimental arrangement, set up to evaluate the quality of the RBC concentrate, the test blood was adjusted to a hematocrit of 10 % (“ortho”) or 25 % (“cardio”) and to a defined hemolysis of 10 %, using the supernatant of lysed out-dated stored blood. With these 2 different test blood preparations, all 4 available bowls were tested 5 to 7 times, using 3 different wash programs. Volumes were measured and samples were drawn before and after processing. The recovery of RBCs and the elimination rates of total protein, albumin, plasma-free hemoglobin, potassium, and heparin were observed, as well as the volume of RBCs processed per minute.
In the second experimental arrangement, set up to evaluate the quality of the platelet concentrate, the test blood was adjusted to a hematocrit of 35 %. All 4 available bowls were tested 5 times, in direct comparison to the Xtra®’s predecessor, the Sorin Electa. Volumes were measured and samples were drawn before and after processing. Total protein, platelet count, platelet recovery, and platelet enrichment were only determined immediately after processing, whereas plasma-free hemoglobin, soluble P-selectin, pH, mean platelet volume, hypotonic shock response, beta-thromboglobulin, platelet morphology (via light microscopy), and aggregometry were evaluated a second time after 6 hours of storage at room temperature.
Results:
With RBC recovery rates of over 80 % and plasma elimination rates of over 92 %, the Sorin Xtra® always met the reference values recommended by an expert group. The standard program “Pstd” and the program “Popt” – optimized for time and hematocrit – reached recovery rates of over 91 % and plasma elimination rates of at least 97 %. A hematocrit of over 50 % – also recommended as a reference value – could only be achieved in all bowls if the program “Popt” was used. Heparin elimination was most effective using the 125 ml bowl, leaving only about 23 IU heparin in every transfusion unit. The emergency program “Pem” achieved in all but the 225 ml bowl a considerable saving of time compared to the other two programs; on the other hand, it was accompanied by a significantly lower plasma elimination and a highly significantly lower hematocrit. Compared to the elimination rate of total protein, the elimination rates of potassium and plasma-free hemoglobin proved to be less precise parameters. Measurement of leukocyte recovery rates using flow cytometry sometimes generated implausible results. The 225 ml bowl showed a highly significantly lower elimination of total protein than the two medium-sized bowls (with 125 and 175 ml capacity). The RBC concentrate generated by the 225 ml bowl using the standard program did not reach the recommended hematocrit of over 50 %, whereas the utilization of the program “Popt” resulted in the highest hematocrits of all 4 bowls.
Platelet concentrates generated by Electa or Xtra® showed mean concentrations of 1,481 platelets/nl and 1,109 platelets/nl, respectively. The concentration of platelets tended to increase with ascending bowl size. As both devices did not differ significantly in the percental platelet recovery, the highly significant differences in platelet concentration were apparently based on preexisting discrepancies in platelet concentration between the individual blood donations. The platelet concentrates generated by Electa and Xtra® showed pH values of 7.26 and 7.14, respectively, which lay within the recommended range. Compared to the test blood, the platelet concentrates generated by both devices showed no significant change in the platelet’s hypotonic shock response. With average values of 2,200 IU/ml and 2,561 IU/ml, respectively, the platelet concentrates generated by Electa and Xtra® provided concentrations of beta-hromboglobulin, which indicated an activation of about 10 %. An aggregometry, conducted using ristocetin, yielded aggregation rates for the platelets concentrated by Electa or Xtra®, which lay about 6 % and 10 %, respectively, lower then those determined for the corresponding test blood’s platelets. Regarding the results of the aggregometry and the concentration of beta-thromboglobulin, there were no significant differences between the two devices.
Conclusion:
The Sorin Xtra®’s wash program “Popt” should be recommended for cell washing of wound blood: Using this program, RBC recovery rates as well as plasma elimination rates were on high or very high levels. In addition, the program “Popt” reached a higher product hematocrit than the two other programs, even though it never achieved values of over 60 % – in contrast to a number of different autotransfusion devices on the market. Furthermore, its time-saving capabilities compared to the standard program speak in favor of the program “Popt”. The results of the parameter “leukocyte recovery” showed some irregularities, which were not investigated any further in the scope of this work. Concerning this matter, further studies using more specific measurement methods for the concentration of leukocytes – for example manual leukocyte counting or immunophenotyping – could be useful.
The Sorin Electa as well as the Sorin Xtra® were capable of producing a platelet concentrate with a relatively high concentration of thrombocytes. If the user’s focus is set on a high concentration or recovery of platelets, then in both devices the 225 ml bowl should be used. Generally speaking, the platelet apheresis in both devices provided comparable results: Recovery, enrichment, and morphology of platelets as well as aggregometry and concentration of beta-thromboglobulin showed no significant differences, while the measurements of pH value and concentration of soluble P-selectin provided favorable results using the Xtra®. As the parameters “mean platelet volume”, “hypotonic shock response”, and “aggregometry” showed highly significantly different results even in the test blood samples, it is advisable for studies concerning the quality of platelet concentrates to document all platelet parameters also before the apheresis procedure.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 03:26
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