„Wir müssen uns jetzt schon um CARL 2.0 kümmern“

Im Sommer ist ein Review in der Fachzeitschrift Nature Reviews Neuroscience erschienen, in der die wissenschaftlichen Grundlagen der kontrollierten, automatisierten Wiederdurchblutung des gesamten Körpers als vielversprechende Therapieoption zur Behandlung eines Herz-Kreislaufstillands beschrieben worden sind. Wir haben mit Professor Dr. Dr. h.c. Friedhelm Beyersdorf im Interview darüber gesprochen, warum es so wichtig ist, den Körper nach einem Herz-Kreislaufstilland zunächst zu behandeln, bevor der „normale“ Blutfluss wieder hergestellt wird, was die großen Vorteile von CARL sind und welche Zukunftsvisionen er für CARL hat.

Herr Professor Beyersdorf, wie kommt es zu einem Herz-Kreislaufstillstand?

Professor Beyersdorf: Die Ursachen eines Herzstillstands können sehr vielfältig sein, in 90 bis 95 % aller Fälle lässt sich das Krankheitsbild jedoch auf eine Vorerkrankung des Patienten zurückführen. Die Betroffenen haben entweder geraucht, oder sie leiden unter einer Verengung der Herzkranzgefäße, haben hohe Blutfettwerte, einen hohen Blutdruck oder Diabetes. Dann leiden die Gefäße und es kommt zum Herzinfarkt und, je nach dessen Schwere, zum Herzstillstand. Es gibt allerdings auch andere Ursachen, die in der Regel nicht mehr behandelbar sind, zum Beispiel geplatzte Haupt- oder Bauchschlagadern oder massive Gehirnblutungen.

Grundsätzlich gibt es zwei Formen des Herz-Kreislaufstillstandes: das Kammerflimmern und die Asystolie. Bei der Asystolie ist im Gegensatz zum Kammerflimmern gar keine Herzaktivität mehr vorhanden. Die Ergebnisse der Behandlung einer Asystolie sind deshalb noch schlechter als die Ergebnisse nach einer Wiederbelebung wegen Kammerflimmern.

Die niedrigen Erfolgsraten einer Wiederbelebung hängen damit zusammen, dass bei einem Herzstillstand nicht nur das Herz, sondern durch den Sauerstoffmangel auch alle anderen Organe geschädigt werden. Der Schweregrad dieser Schädigung richtet sich nach dem Sauerstoffbedarf des jeweiligen Organs. Das Organ mit dem höchsten Sauerstoffbedarf ist das Gehirn, den zweithöchsten Bedarf hat das Herz. Die Skelettmuskulatur braucht im Vergleich dazu relativ wenig Sauerstoff. Bei vielen Patienten setzt dagegen auch ein Nierenversagen ein; sie werden dialysepflichtig.

Der Organismus ist nach einem Herz-Kreislaufstillstand in einem besonderen Zustand. Wie ist dieser Zustand zu beschreiben und warum ist es so wichtig, den Kreislauf initial kontrolliert zu überbrücken?

Professor Beyersdorf: Durch das Reanimieren versucht man, den Blutkreislauf wieder in Schwung zu bekommen. Mit Hilfe der Herzdruckmassage im Rahmen einer herkömmlichen kardiopulmonalen Reanimation lässt sich aber bei weitem nicht der dafür eigentlich nötige Druck aufbauen. So ist diese Reanimationsmaßnahme zwangsläufig ein Notbehelf. Mit dem CARL System erzeugen wir hingegen nicht nur einen ausreichend hohen Druck, sondern auch einen pulsatilen Blutfluss, was unter anderem für die Erholung des Körpers wichtig ist.

Man weiß heute – nach 30-jähriger Forschung -, dass jedes Organ, das nach einem Herzstillstand nicht wieder durchblutet und mit Sauerstoff versorgt wird, geschädigt wird. Das Gehirn ist dabei besonders empfindlich, es ist in seiner Funktion schon nach einem fünfminütigen Sauerstoffmangel schwer beeinträchtigt. In dem Moment, in dem die normale Durchblutung wieder hergestellt und Sauerstoff zugeführt wird, kommt allerdings noch ein Schaden hinzu. Das ist der sogenannte Reperfusionsschaden, der unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass sich durch die erneute Zufuhr von Sauerstoff im vorgeschädigten Gewebe freie Radikale bilden, die ihrerseits die Zellen und Gewebe angreifen.

In dieser Situation behandeln wir die Patienten mithilfe von CARL so gut, wie wir es heute können. Das heißt, wir geben nicht zu viel Sauerstoff ins Blut, denn je mehr Sauerstoff ins Blut gelangt, desto mehr freie Radikale werden gebildet. Wir verdünnen außerdem das Blut und erleichtern dadurch den Blutfluss auch in die kleinsten Gefäße. Gleichzeitig erhöhen wir aber mithilfe von Mannitol und Humanalbumin den osmotischen bzw. onkotischen Druck – also die Wasserbindekraft – im Blut, um zu verhindern, dass über die durch den Herzstillstand geschädigten Zellmembranen noch mehr Flüssigkeit in die Zellen gelangt. Diese Maßnahme trägt auch dazu bei, dass die Gewebe schneller abschwellen. Insgesamt verändern wir mit CARL 14 verschiedene Parameter im Blut.

Darüber hinaus kühlen wir den Körper auch ab, um den Stoffwechsel herunterzufahren. Durch diese Maßnahme wird der ganze Organismus ruhiggestellt: Die Organe müssen nicht arbeiten, das Gehirn muss nicht denken, das Herz muss nicht schlagen. Mit anderen Worten: Der Körper kann sich in Ruhe erholen.

Was sind die Vorteile von CARL im Vergleich zu den derzeit gebräuchlichen Maßnahmen?

Professor Beyersdorf: Durch die kardiopulmonale Reanimation erreicht man leider nur einen geringen Blutfluss. Mit den derzeit verfügbaren Geräten zum Etablieren einer extrakorporalen Zirkulation im Rahmen einer Wiederbelebung kann man schon einen normalen Fluss erzeugen. Das CARL System ist jedoch das bisher einzige Gerätesystem, mit dem sich alle heute üblichen Maßnahmen für eine kontrollierte Kreislaufunterstützung, respektive ein hoher Blutdruck und -fluss, eine kontrollierte Sauerstoffzufuhr und das sofortige Abkühlen des Patienten, in verschiedenen Szenarien tatsächlich umsetzen lassen.

Dazu kommt, dass sich mit CARL 14 plus vier Blutparameter kontinuierlich überwachen und anpassen lassen, damit ist CARL technisch gesehen in vielfacher Hinsicht eine Weltneuheit. So beherbergt der CARL Controller, das Herzstück des Systems, zum Beispiel eine Art „Online-Labor“, mit dessen Hilfe in Echtzeit unter anderem der pH-Wert, der Sauerstoff- und Kohlendioxidpartialdruck sowie verschiedene Ionenkonzentrationen erfasst werden. Diese Werte brauchen wir natürlich, um die entsprechenden Parameter situationsangepasst und patientenindividuell verändern zu können. Die Technologie hinter diesen Online-Blutgasmessungen entspricht bildlich gesehen der Funktionalität von ansonsten sehr großen Geräten, die heute fast nur auf den Intensivstationen oder im Operationssaal stehen. Diese Funktionalität in einem so kleinen, tragbaren Gerät wie dem CARL Controller: Das ist wirklich eine Weltneuheit!

Eine weitere Weltneuheit ist die Möglichkeit, mobil einen hohen pulsatilen Druck zu erzeugen. Das mag einfach klingen, ist es aber beileibe nicht, zumal im Setting eines Notfalleinsatzes. Mit den zwei Pumpen im CARL System, die in Serie geschaltet sind, erzeugt man bei hohem Druck unter hohem Fluss eine pulsierende Welle. Das ist wirklich etwas Besonderes und bisher einmalig.

Darüber hinaus gehört zum CARL System eine Kältevorrichtung, die auf chemischer Basis funktioniert, also ohne Strom auskommt. Diese ist so effektiv, dass sich die Körperkerntemperatur innerhalb von zwanzig bis dreißig Minuten von 36 auf 32 – 33 °C senken lässt. Dafür braucht es mithilfe herkömmlicher Therapien bisher sehr viele Stunden.

Für die Sauerstoffversorgung gibt es im CARL System ebenfalls ein spezielles Gerät, das es uns erlaubt, die Sauerstoffzufuhr genau zu dosieren. Dazu nehmen wir reinen Sauerstoff und mischen ihn mit der Umgebungsluft, sodass wir den Sauerstoffgehalt des Blutes je nach Bedarf bis auf einen Mindestwert herunterregulieren können. Da wir gar nicht viel Sauerstoff wollen und brauchen, müssen wir im Notfall entsprechend auch nur eine kleine Sauerstoffflasche und die kleine CARL MOX mitführen. Auch das gibt es sonst bei keinem anderen Gerät.

Welche weiteren Behandlungen brauchen die meisten Patienten im Krankenhaus nach einem Herz-Kreislaufstillstand?

Professor Beyersdorf: Soweit sich der Herzstillstand auf eine behandelbare Ursache zurückführen lässt, werden die Patienten im Krankenhaus natürlich der Diagnose entsprechend behandelt. Ein Patient mit einer verschlossenen Koronararterie wird zum Beispiel mit einem Stent oder mit einer Bypass-Operation versorgt. Es gibt aber auch Krankheitsursachen, bei denen wir nichts mehr ausrichten können, zum Beispiel eine schwere Hirnblutung oder Aortenruptur. Mit CARL können wir den Reperfusionsschaden vermindern, wir können aber nicht Krankheiten behandeln, die nicht behandelbar sind.

Davon abgesehen zielt die CARL Therapie natürlich in erster Linie darauf ab, den komplexen Ganzkörperschaden, den der Sauerstoffmangel verursacht hat, zu beheben. Und diese Behandlung wird auch im Krankenhaus fortgeführt, bis der Patient wieder einen physiologischen eigenen Kreislauf und Stoffwechsel aufgebaut hat.

Welche Zukunftsvisionen haben Sie für CARL?

Professor Beyersdorf: Wir sind mit dem aktuellen Stand sehr glücklich. Trotzdem möchten wir das CARL System natürlich weiterentwickeln, deshalb müssen wir uns jetzt schon um CARL 2.0 und um CARL 3.0 kümmern. Die weitere Entwicklung ähnelt wahrscheinlich der Geschichte des Smartphones. Es gab ja kaum einen Menschen, der das erste Smartphone überhaupt bedienen konnte, aber heute kennt sich jeder mit den neuesten Modellen aus. So ähnlich stelle ich mir die weitere Entwicklung von CARL vor.

Wir wollen das CARL System technisch und auch inhaltlich weiterentwickeln, darüber hinaus wollen wir es aber auch zu einem Diagnostikum machen. Aktuell loten wir dazu gerade die Möglichkeiten aus, die es gibt, um auch eine Diagnostik einzubauen, die es uns erlaubt, relativ schnell zu sehen, was die Ursache des Herzstillstandes war und ob wir diese Ursache behandeln können oder nicht.

Das tollste Entwicklungsergebnis wäre es natürlich, wenn wir am Ende einfach nur noch auf einen Knopf drücken müssten, und das Gerät würde anschließend alles automatisch machen. Das ist heute allerdings noch gar nicht erlaubt, denn der Arzt muss jeden Parameter selbst auswählen. Bis zu einer kompletten Automatisierung ist es deswegen sicher noch ein langer Weg.

Natürlich soll das CARL System in naher Zukunft auch überall vorrätig sein – ähnlich wie die Defi-Geräte, die ihren großen Siegeszug auch aus den Krankenhäusern heraus angetreten haben und heute überall dort verfügbar sind, wo es in der Öffentlichkeit zu einem plötzlichen Herzstillstand kommen kann. Unsere Therapie bedarf allerdings einer fachlich kompetenten Implantation, wir müssen also Ideen entwickeln, wie sich das CARL System noch einfacher nutzen lässt, sodass immer mehr Menschen die CARL Therapie schnell und sicher umsetzen können.

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