Argonplasmakoagulation (APC) mit Argon „PreFlow“ zur Reduktion der Brandgefahr im Tracheobronchialsystem (TBS)

Hintergrund: Die Anwendung thermischer Verfahren (Nd:YAG-Laser, APC) zur Hämostase und Gewebedevitalisation im Tracheobronchialsystem (TBS) zählt zu den gängigen Behandlungsmethoden der interventionellen Bronchoskopie. Eine seltene Komplikation ist ein endobronchialer Brand mit im Einzelfall ernsten Folgen für den Patienten und teuren Schäden am Instrumentarium.

Ziel: Untersuchung der Einzelfaktoren und ihrer Zusammenhänge, die einen Gewebebrand verursachen können. Darauf basierend soll ein Verfahren entwickelt werden, durch welches sich die Brandgefahr entscheidend reduzieren lässt und die Sicherheit der Anwendung der APC im TBS weiter erhöht werden kann.

Methodik: In einem ersten Schritt wurden in vitro Versuche an organischen Geweben durchgeführt, in denen die Voraussetzungen eines Gewebebrandes unter besonderer Berücksichtigung des Einfluss von Sauerstoff geprüft wurden. Der Versuchsaufbau wurde so gestaltet, dass alle notwendigen Parameter (organisches Gewebe, O2-Atmosphäre, Volumenverhältnisse, APC-Sonde) weitgehend der Anwendung in vivo entsprachen. Durch Zuführung elektrischer Energie und unterschiedlicher Dosierungen des Sauerstoffgehalts konnten die Voraussetzungen für einen sich selbst unterhaltenden Brand in einem exothermen Reaktionsprozess des erhitzten organischen Gewebes aufgezeigt werden. In einem zweiten Schritt wurde ein Argon „PreFlow“-Verfahren entwickelt, welches bei der Anwendung der APC im TBS den Sauerstoff im Zielgebiet schneller auf ein unkritisches Niveau reduzieren soll. Mittels endobronchialer Gasanalysen im Massenspektrometer wurde das Verfahren auf seine klinische Effektivität überprüft.

Ergebnisse: Für ein selbständiges Brennen von biologischem Gewebe müssen drei Voraussetzungen vorliegen: ein Brennstoff, ein Verbrennungsstoff und eine ausreichend hohe Zündtemperatur. Deren Konzentrationsverhältnis bestimmt die Verbrennung. Bei einem Sauerstoffgehalt ≥ 80% brannte organisches Gewebe selbständig. Einen großen Einfluss übte der Wassergehalt des Gewebes aus. Nur trockenes Gewebe konnte verbrannt werden. Für die Anwendung thermischer Verfahren wurde ein Grenzwert des Sauerstoffs von 40% ermittelt. Unterhalb dieses O2-Grenzwertes war durch APC in vitro kein Gewebebrand zu induzieren. Mithilfe eines Argon „PreFlow“ konnte dieser O2-Zielwert in der klinischen Praxis tatsächlich schnell erreicht werden.

Schlussfolgerung: Die Anwendung eines Argon „PreFlow“ bei der APC kann die Sauerstoffkonzentration im Zielgebiet auf unkritische Werte ≤ 40% erfolgreich reduzieren. Ein Algorithmus für die klinische Anwendung der APC mit Argon „PreFlow“ im TBS wurde erarbeitet.