Leiter AG Klinische Forschung und Entwicklung: Priv. Doz. Dr. med. Martin G. Friedrich

1. Fortentwicklung des Turbulence Controlled Suction System (TCSS)ZIM

Bluttransfusionen sind weltweit zunehmend nur begrenzt verfügbar und haben neben bekannten kurzfristigen Risiken (Unverträglichkeitsreaktionen, Inkompatibilitäten, Organfolgen bei notwendiger Politransfusion) auch immunmodulationsbedingte Langzeitwirkungen (z.B. Einfluss auf den Verlauf maligner Erkrankungen). Gerade in der Herz- und Gefäßchirurgie kann es verfahrensbedingt (z.B. erfolgen Operation bei aufgehobener Blutgerinnung) aber auch durch die zu behandelnde Erkrankung selbst zu erheblichen Blutverlusten kommen, die ein sorgsames „Patient-Blood-Management“ (PBM) voraussetzen. In der zuletzt veröffentlichten Novelle der Richtlinie zur Hämotherapie (2017) wurde festgelegt, dass eine Rückführung des „intra- oder postoperativ gesammelten Wund- oder Drainageblutes ohne vorherige Aufarbeitung (Waschen) aufgrund einer Gefahr einer Gerinnungsaktivierung, Zytokin – und eventueller Endotoxineinschwemmung sowie Einschwämmung anderer biologisch aktiver Substanzen nicht zulässig ist“ (Richtlinie Hämotherapie 2017;  2.6.4 Maschinelle Autotransfusion, S. 32). Das TCSS wurde an der UMG über einen längeren Zeitraum entwickelt und patentiert. Es stellt ein völlig neues Verfahren dar, mit dem man Blut automatisiert überwacht und gesteuert schonend aus dem OP-Feld absaugen kann. Die bisherigen Forschungsergebnisse sind vielversprechend, so dass wir an einem Verfahren arbeiten, welches eine bisher nicht erreichte Integrität und Qualität des intraoperativ gesaugten Blutes sicherzustellen vermag, so dass unmittelbare Retransfusionen möglich erscheinen und Fremdblutgaben reduziert werden könnten.
Aktuell wird der fertige Prototyp gemeinsam mit der Industrie für einen weltweiten Einsatz weiterentwickelt, vorbereitet und als validiertes Medizinprodukt auf den Weg gebracht. Ein Teil dieser Entwicklung ist mit Bundesmitteln finanziert (gefördertes Kooperationsprojekt FA ATMOS, Lenzkirch Germany unter Zusammenarbeit mit dem Institut für Transfusionsmedizin der UMG (PD Dr. Riggert)).

Projekt-Mitarbeiter: Pascal Richardt - Arzt u. wissenschaftlicher Mitarbeiter, Lagan Pathania - Bachelors in Biotechnology Engineering, Student of Masters of Science in Cardovascular Science

 

2. Strömungsoptimierung für blutleitende Strukturen

Im Rahmen der TCSS Entwicklung (s.o.) zeigte sich die Bedeutung der geometrischen Ausgestaltung von (insbesondere außerhalb des Körpers betrieben) blutleitenden Strukturen (Sauger, Kanülen, Verteiler usw.). In einer Zusammenarbeit mit Physikern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Mathematikern des MPG für Dynamik und Selbstorganisation und der experimentellen NMR-Forschung am MPG arbeiten wir an der Optimierung von Strömungsprofilen verschiedener geometrischer Ausführungen – auch für Kunstherzsysteme. In diesem Projekt arbeiten wir ebenso mit Wissenschaftlern der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst (HAWK Göttingen) zusammen. Ziel ist es, die Strömungsbedingungen für Blut möglichst so zu gestalten, dass die Integrität des geförderten Blutes erhalten bleibt. In diesem Projekt bewerben wir uns aktuell gemeinsam um eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinsschaft (DFG).

 

3. Erarbeitung neuer Möglichkeiten einer Muskelnaht am Herzen

Die chirurgische Naht nach Myokardverletzungen (als Folge von Herzinfarkten, Komplikationen durch Schrittmachersonden oder Kathetern, Komplikationen bei Herzoperationen (z.B. Reoperation), penetrierenden Herzverletzungen, …) ist bis heute eine nicht optimal gelöste Herausforderung, die regelhaft der Unterstützung durch eine Herz-Lungen-Maschine bedarf. Wir haben eine völlig neue Methode einer Herz-Naht entwickelt, die wir aktuell an Schweineherzen verifizieren und in dynamischen Versuchen zur Praxistauglichkeit fortentwickeln. Hier arbeiten wir mit Ethicon (Johnson & Johnson) zusammen. In Zusammenarbeit mit Mathematikern des MPG für Dynamik und Selbstorganisation entwickeln wir ein angepassten 3D Myokardmodell zur Planung dieser besonderen Nahtformationen.
 

4. Beeinflussung des Postoperativen Delirs und Wohlbefindens

Das insbesondere auch nach Herzoperationen auftretende postoperative Delir ist regelhaft ein flüchtiger Vorgang, der aber teilweise gravierende Komplikationen nach sich ziehen kann. Es gibt viele systematische Arbeiten zu potentiellen Ursachen – allerdings wenige in der Praxis umsetzbare Ideen, wie man diesen Umstand verhindern – oder zumindest im Verlauf abmildert könnte. Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Psychosomatik führen wir eine aufwendige Studie gemeinsam mit unseren am Herzen zu operierenden Patienten durch, indem wir Ihnen die Hilfe einer differenzierten psychotherapeutischen Betreuung anbieten. In einer länger angelegten Studie (iCope) untersuchen wir diese Effekte gegenüber einem Kontrollkollektiv. In einem weiteren Studienarm untersuchen wir Effekte einer besonderen Applikation einer neurotransmitterbeeinflussenden Lichtdosis.
Weiterhin arbeiten wir an einem FrĂĽherkennungsverfahren, indem eine Echtzeitsprachanalyse durchgefĂĽhrt wird, wobei verschiedenste in der Sprachmelodie und Ausdruckform versteckte Items auf einem Hochleistungs Cluster Rechner ausgewertet werden.

 

5. Fortentwicklung des Silent Operating Theatre Optimisiation System (SOTOS) bzw.  Silent Laborytory Optimisation System (SLOS)

Das SOTOS ist eine neue auf einer komplexen Audioworkstation programmierten Lösung, die hier über Jahre entwickelt wurde und weiter fortentwickelt wird. In SOTOS bzw. SLOS erfolgt neben einer umfassenden an die Arbeitsumgebung angepasste Geräuschunterdrückung ein völlig neues Informationsmanagement, indem wesentliche akustische Informationen, die im Betrieb eines hochtechnisierten OP-Saales wesentlich sind, in einer Matrix erfasst und gezielt an die einzelnen Personen ausgegeben werden. Die im Rahmen von Herzoperationen und Operationen mit DaVinci in der Urologie durchgeführten Studien in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Kommunikationspsychologie (Prof. Boos) zeigen eine signifikant verbesserte Performance im chirurgischen Team. Es ergeben sich einige weiterführende Möglichkeiten und neuen Einsatzgebiete.
Ein Feldversuch zeigt, dass auch in HighTech-LaborstraĂźen-Umgebung SLOS ein hilfreiches Tool darstellt.

 

6. Determinanten der Chirurgischen Leistungsfähigkeit in HighTech-Umgebungen

Die Leistungsfähigkeit eines Teams in hochtechnisierter OP-Umgebung hat hohen Impact auf das outcome und die Sicherheit unserer Patienten. Die dort geltenden Umstände und Zusammenhänge sind sehr komplex. Mit zunehmender Erkenntnistiefe in diesem speziellen Arbeitsumfeld werden Prinzipien und Empfehlungen entwickelt, wie die Leistungsfähigkeit weiter zu verbessern ist. Dabei spielt auch der längerfristige Gesundheitsschutz der einzelnen Teammitglieder eine wichtige Rolle. Dieses Thema erlangt zunehmend Bedeutung. Hier arbeiten wir auch an Themen wie Beeinflussung hochkomplexer Aufgaben mit besonderer Musik. Wie muss man die Arbeitsumgebung gestalten, um möglichst erfolgreich sein zu können. An diesem Thema arbeiten wir gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Kommunikationspsychologie (Prof. Boos).