Fachbereich 05 - Medizinische Fakultät
Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und operative Intensivmedizin
Experimentelle Kardioanästhesie

Fetal-chirurgische Interventionen

Seit November 1993 arbeitet unsere Arbeitsgruppe von der DFG gefördert und in enger Kooperation mit verschiedenen Industriepartnern an der experimentellen Entwicklung minimal invasiver fetoskopischer Operationstechniken zur Behandlung hochgradiger fetaler Semilunarklappenstenosen sowie therapieresistenter fetaler Arrhythmien. Ziel unserer experimentellen Studien der vergangenen Jahre war es, unsere tierexperimentellen Operationstechniken so zu standardisieren, dass sie seit Juli letzten Jahres erstmalig bei Ungeborenen verwendet werden konnten.

Unsere bislang einzigartigen, da komplett perkutanen, fetoskopischen Operationstechniken erlauben es, den Fetus unter den beengten intrauterinen Verhältnissen selbst aus ungünstigsten Positionen adäquat zu lagern. Einer der bedeutendsten Entwicklungsschritte im Hinblick auf die humane Anwendung unserer Operationstechniken war es, in den letzten beiden Jahren eine wesentliche Verkleinerung der Operationszugänge bei Aufrechterhaltung des vollen Operationsspektrums zu erreichen.

In einem ersten Schritt, unsere Operationstechniken auf ihre Anwendung an humanen Feten zu modifizieren, hatten wir nach Anträgen an die humanen Ethikkommissionen der Ärztekammern Westfalen-Lippe sowie Schleswig Holstein mit elterlichem Einverständnis postmortale Testungen unserer tierexperimentellen fetoskopischen Operationsverfahren an humanen Abortfeten durchgeführt. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse waren sehr hilfreich für die seit Juli letzten Jahres am Universitätsklinikum Bonn erfolgende schrittweise klinische Einführung. So konnten wir mit positiven Voten durch die Ethikommission der Medizinischen Fakultät des Universitätsklinikums Bonn im letzten halben Jahr komplett perkutan Patchverschlüsse fetaler Myelomeningocelen sowie auch eine Stimmbandspaltung bei lebensbedrohlicher Larynxatresie durchführen. Das es uns möglich war schon bei unseren ersten humanen Operationen diese bislang technisch nicht durchführbaren Eingriffe erstmalig durchzuführen, deutet auf das große therapeutische Potential der schon bis jetzt entwickelten perkutanen fetoskopischen Operationstechniken. Daneben konnte auch erstmalig in Deutschland die perkutane Ballonokklusion der fetalen Trachea als potentiell lebensrettender Behandlungsversuch bei einem Feten mit lebensbedrohlicher Zwerchfellhernie technisch erfolgreich durchgeführt werden. Bei all diesen Eingriffen war das maternale Trauma unvergleichlich geringer, als bei der Durchführung eines offenen Operationsverfahrens zu erwarten gewesen wäre. Durch ein verbessertes hämodynamisches Monitoring konnten wir schon nach wenigen humanen Eingriffen das Auftreten des bislang nach fetalchirurgischen Eingriffen nahezu regelmäßig zu beobachtenden maternalen Lungenödems vermeiden. Ein Ergebnis von erheblicher Relevanz für die humane Fetalchirurgie.

Projektdauer:

Deutsche Forschungsgemeinschaft, Industrie

Beteiligte Wissenschaftler:

Wissenschaftliche Mitarbeiter:
PD Dr. med. Thomas Kohl, Dr. med. Wiebke Gogarten, Dr. med. Danja Strümper, Dr. med. Maike Große-Hartlage, Dr. med. Martin Westphal

Kooperationen:
Das interdisziplinäre Forschungsteam setzt sich aus Mitarbeitern der Universitätskliniken Bonn (UKB) und Münster (UKM) zusammen. Die tierexperimentelle Arbeitsgruppe an der Universitätsklinik Münster besteht aus Mitarbeitern der Kinderkardiologie, Anästhesie, Herz-, Thorax- & Gefäßchirurgie, Neurochirurgie, Neuropathologie und Pathologie sowie der zentralen tierexperimentellen Einrichtung. Die klinische Arbeitsgruppe an der Universitätsklinik Bonn besteht aus Pränatalmedizinern, Anästhesisten, Neonatologen, Neurochirurgen, HNO-Ärzten, Psychologinnen, Radiologen, Pathologen und Neuropathologen. Daneben besteht seit Jahren eine enge Kooperation mit Mitarbeitern verschiedener Kliniken der University of California at San Francisco (UCSF).

Publikationen:

T Kohl, Z Szabo, KJ VanderWall, SJ Hutchison, EJ Stelnicki, M Meuli, MR Harrison, NH Silverman, TM Chou. Experimental fetal transesophageal and intracardiac echocardiography using an intravascular ultrasound catheter. Am J Cardiol 1996;77:899-903

T Kohl, EJ Stelnicki, KJ VanderWall, Z Szabo, E Ko, SW Bruch, MR Harrison, NH Silverman, FL Hanley, TM Chou. Transesophageal echocardiography in fetal sheep - A monitoring tool for open and closed fetal cardiac procedures. Surg Endosc 1996;10:820-824

KJ VanderWall, SW Bruch, M Meuli, T Kohl, Z Szabo, NS Adzick, MR Harrison. Fetal endoscopic ('Fetendo') tracheal clip. J Ped Surg 1996;31:1101-1103

T Kohl, Z Szabo, K Suda, E Petrosian, E Ko, D Kececioglu, P Moore, NH Silverman, MR Harrison, TM Chou, FL Hanley. Fetoscopic and open transumbilical fetal cardiac catheterization in sheep - Potential approaches for human fetal cardiac intervention. Circulation 1997;95:1048-1053

KJ VanderWall, T Kohl, NS Adzick, NH Silverman, JI Hoffman, MR Harrison. Fetal diaphragmatic hernia: Echocardiography and clinical outcome. J Ped Surg 1997;32(2):223-225

T Kohl, Z Szabo, K Suda, MR Harrison, TM Quinn, E Petrossian, FM Hanley. Percutaneous fetal access and uterine closure for fetoscopic surgery - Lessons from 16 consecutive procedures in pregnant sheep. Surgical Endoscopy 1997;11(8):819-824

T Kohl, P Kirchhof, W Gogarten, B Asfour, W Haverkamp, J Reckers, L Eckard M Markus, H vanAken, J Breithard, J Vogt, HH Scheld. Fetal transesophageal electrocardiography and stimulation in sheep - Fetoscopic techniques aimed at diagnosis and therapy of incessant fetal tachycardias. Circulation 1999;100(7):772-776

T Kohl, K Suda, J Reckers, HH Scheld, J Vogt, NH Silverman. Fetal transesophageal echocardiography utilizing a 10 F - 10 MHz intravascular ultrasound catheter - Comparison with conventional maternal transabdominal fetal echocardiography in sheep. Ultrasound Med Biol 1999;25(6):939-946

T Kohl, G Sharland, LD Allan, U Gembruch, R Choui, LM Lopes, P Zielinsky, J Huhta, J Vogt, HH Scheld, NH Silverman. World experience of fetal cardiac intervention in human fetuses with severe aortic valvar obstruction. Am J Cardiol 2000;85(10):1230-1233

T Kohl, R Witteler, D Strümper, W Gogarten, B Asfour, J Reckers, G Merschhoff, MD, AE Marcus, M Weyand, H Van Aken, J Vogt, HH Scheld. Operative techniques and strategies for minimally invasive fetoscopic fetal cardiac interventions in sheep. Surg Endosc 2000;14(5):424-430

T Kohl, D Strümper, R Witteler, G Merschhoff, R Aleksiene, C Callenbeck, B Asfour, J Reckers, S Aryee, C Vahlhaus, J Vogt, H Van Aken, HH Scheld. Fetoscopic direct fetal cardiac access in sheep - An important experimental milestone along the route to human fetal cardiac intervention. Circulation 2000;102:1602-1604

P. Kirchhof, T Kohl, L Eckardt, W Gogarten , B Asfour, R Witteler, J Reckers, AE Marcus, H Van Aken, HH Scheld, J Vogt, M Borggreve, G Breithardt, W Haverkamp. Simultanesous in utero assessment of AV nodal and ventricular electrophysiologic parameters in the fetal sheep heart. Basic Res Cardiol 2001;96(3):251-257

RI Clyman, YQ Chen, S Chemtob, F Mauray, T Kohl, DR Varma, C Roman. In utero remodeling of the ductus arteriosus: the role of antenatal indomethacin and avascular zone thickness on vasa vasorum proliferation, neointima formation, and cell death. Circulation 2001;103(13):1806-1812

T Kohl. Antenatal Medical & Surgical Intervention for Structural Heart Disease and Arrhythmias in the Fetus. Frontiers in Fetal Health: A Global Perspective 2001;3(7) http://www.sickkids.ca/frontiersinfetal health/tmp996846760.htm

T Kohl. Mending the tiniest hearts. The Lancet 2001;358(Supplement 1)

T Kohl, M Westphal, D Strümper, S Achenbach, S Halimeh, P Petry, S Aryee, T Buller, R Aleksiene, B Asfour, R Witteler, J Vogt, H Van Aken, HH Scheld. Multimodal fetal transesophageal echocardiography for fetal cardiac intervention in sheep. Circulation 2001;114:1757-1760

T Kohl. Fetal echocardiography - New grounds to explore during fetal cardiac intervention. Pediatr Cardiol. 2002 May-Jun;23(3):334-46.

T Kohl, M Große Hartlage, M Westphal, D Kienitz, S Aryee, S Achenbach, T Buller, C Kossobutzki, W Gogarten, J Vogt, HH Scheld, H Van Aken, U Gembruch. Intraamniotic multimodal fetal echocardiography in sheep - A novel imaging approach during fetoscopic interventions and for assessment of high-risk pregnancies in whom conventional imaging methods fail. Ultrasound Med Biol 2002 Jun;28(6):731-736

T Kohl, M Große Hartlage, D Kienitz, M Westphal, A Brentrup, S Aryee, S Achenbach, T Buller, GI Bizjak, R Stressig, H Van Aken, U Gembruch. Percutaneous fetoscopic tracheal balloon occlusion in sheep - A minimally invasive approach aimed at reduction of maternal injury during fetal surgery for diaphragmatic hernia. Surg Endoscopy (in press)

T Kohl, M Große Hartlage, D Kienitz, M Westphal, T Buller, S Aryee, S Achenbach, U Gembruch, A Brentrup. Percutaneous fetoscopic patch coverage of experimental lumbosacral full- thickness skin lesions in sheep - A minimally invasive technique aimed at minimizing maternal trauma from fetal surgery for myelomeningocele. Surg Endoscopy (in press)