Subkutane Implantation von Biomaterialien zur minimalinvasiven Lymphchirurgie

ZITIERWEISE: VASOMED 2024; 36(6): 198-202

Zusammenfassung

Subkutan implantierte Biomaterialien bieten als Drainagestraßen oder Neokollektoren die Möglichkeit einer minimalinvasiven Lymphödemtherapie. Im vorliegenden Beitrag sollen die verschiedenen Methoden und Innovationen auf diesem Gebiet vorgestellt werden.

Schlüsselwörter: Lymphödem, Lymphangioplastie, nanofibrilläres Kollagen, Silikonröhren

Einleitung

Lymphchirurgischen Operationen haftet gemeinhin der Ruf des Komplexen oder Invasiven an. Man denkt an vaskularisierte Lymphknotentransfers oder lymphovenöse Anastomosen, die nur mit (supra)mikrochirurgischer Expertise, entsprechender Routine und apparativer Ausstattung (Operationsmikroskop, ultrafeines Nahtmaterial, Fluoreszenzkamera zur Darstellung der Lymphgefäße mittels Indocyaningrün (ICG)) durchgeführt werden können. Dabei sind der Erfolg und die Permanenz des Heilerfolges oft nicht vorhersehbar und von Dauer. Das bekannteste resektive Verfahren der Lymphchirurgie ist die sogenannte Charles-Procedure. Hier wird das vom Lymphödem betroffene Gewebe epifaszial abgetragen und die so entstandenen Defektareale mit Spalthauttransplantaten gedeckt, ein Vorgehen, das an die Versorgung Schwerbrandverletzter erinnert (epifasziale Nekrektomien).

Im Gegensatz dazu sollen hier minimalinvasive Verfahren der rekonstruktiven Lymphchirurgie vorgestellt werden, die auf der subkutanen Implantation von Biomaterialien zur Schaffung neuer Drainagestraßen beruhen und eine Alternative bzw. Ergänzung zu den oben skizzierten Verfahren darstellen. Diese Verfahren, die seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts bekannt sind, waren zwischenzeitlich nahezu vergessen und haben erst seit wenigen Jahren mit neuen Ansätzen eine Renaissance erfahren. Medizingeschichte trifft hier auf Innovation.

Material und Methoden

Basierend auf einer Literaturrecherche werden die verschiedenen Formen von Lymphangioplastie (subkutane Implantation von Biomaterialien zu Drainagezwecken) zusammengestellt, der zugrundeliegende pathophysiologische Mechanismus und die Erfolgsraten. 

Ein zu diesem Zweck bei einem Lymphödempatienten subkutan implantierter nanofibrillärer Kollagenfaden (BioBridge®) wurde zehn Monate nach Implantation mit dem umliegenden Gewebe biopsiert, raster- und transmissionselektronenmikroskopisch untersucht. Ein kurzer Fallbericht stellt schließlich eine selbstentwickelte kostengünstige Lymphangioplastie-Variante mit Polydioxanonfäden vor.

Ergebnisse

Southey-Kanülen

Die Urväter der subkutanen Drainageverfahren sind die sogenannten Southey-Kanülen oder- röhren (Abb. 1), die im Jahr 1877 eingeführt wurden (8). Es handelt sich hierbei um kurze perforierte Silberröhrchen, die temporär zur forcierten Entwässerung in ödematöses Gewebe eingebracht wurden, wobei der Ödemabfluss über Verbindungsschläuche in Drainageflaschen hinein erfolgte. Verwendet wurden diese Southey-Röhren bis in die 1960er-Jahre, als potente Diuretika verfügbar wurden.
 

Handleys Fadenlymphangioplastie 

Im Jahre 1908 präsentierte Handley das Verfahren der subkutanen Fadendrainage (4), das er „Lymphangioplastie“ nannte. Hierbei wurden Tunnel im Unterhautfettgewebe geschaffen, die von lymphödematösem Gewebe in gesundes reichten und somit eine lange Drainagestraße bildeten. Als Inlay bzw. Drainage-„Docht“ wurden in diese Tunnel nichtresorbierbare chirurgische Fäden eingezogen, entlang derer, so die Theorie, die Drainage durch Kapillarkräfte vonstattengehen sollte. Fälle, bei denen, entgegen hydrostatischer Überlegungen, eine paradoxe Drainagewirkung zustande kam (z. B. bei Fadenimplantationen an der unteren Extremität), gaben schon früh zu Spekulationen Anlass, dass möglichweise nach einiger Zeit neue Lymphgefäße entlang dieser artifiziellen Drainagerouten gebildet werden könnten (5, 11, 13). 

Tierexperimentell konnte (in etwas anderem Zusammenhang) gezeigt werden, dass anders als bei Blutgefäßen, wo zunächst tubuläre Strukturen gebildet und dann mit Blut gefüllt werden, die Neubildung von Lymphgefäßen einem anderen Prinzip folgt (1, 6, 9): Hier muss zunächst ein Lymphfluss bzw. eine Drainagestraße vorhanden sein bzw. geschaffen werden, entlang derer sich dann lymphatische Endothelzellen anordnen und zu Lymphgefäßen organisieren. Dies ist das doppelte therapeutische Prinzip jeder Form von Lymphangioplastie: zunächst Drainagewirkung durch Kapillarkräfte, dann sekundär durch neu gebildete Lymphgefäße entlang der artifiziellen Drainagestraße. 

In den Jahren von 1908–1945 implantierte man bei Lymphangioplastien zumeist Seidenfäden, nach 1945 nichtresorbierbares synthetisches Nahtmaterial (Nylon, TeflonTM, Tevdec® etc.) (3, 7, 11). Der Therapieerfolg scheint hierbei nicht vom implantierten Material abhängig, sondern der Technik per se geschuldet zu sein, da die Ergebnisse bei allen verwendeten Fadenmaterialien ähnlich sind (11). Einer Kapselbildung bzw. Fibrosierung um diese nichtresorbierbaren Fäden herum wurde es allerdings zugeschrieben, dass es bei den Patienten zu Rezidiven kam (12) (denn traditionellerweise wurden bei Lymphangioplastien ausschließlich nichtresorbierbare Fäden verwendet). Erfahrungsberichte und kleinere klinische Studien über Fadenlymphangioplastien wurden in den Jahren 1908–1987 publiziert (7, 11, 13). Danach fiel das Verfahren der Vergessenheit anheim.

Ein neues Material zur Fadenlymphangioplastie

Eine Renaissance erfuhr Handleys Fadendrainage im Jahr 2015, als speziell für diese Zwecke ein neues Biomaterial kreiert wurde. Es handelt sich hierbei um Kollagenfäden aus purifiziertem nanofibrillären Schweinekollagen, die unter dem Handelsnamen BioBridge® Kollagenmatrix (Fibralign Corp., Union City, CA, USA) in Sets von je fünf Fäden vertrieben werden (Abb. 2) zu einem Preis von ca. 3.000 Euro. Als Resorptionszeit der Fäden gibt der Hersteller sechs Monate an (gemessen am vollständigen Verlust der Fadenreißkraft).

Genau wie bei Handleys klassischer Fadendrainage werden diese Kollagenfäden als Drainagestraßen in das Subkutangewebe eingelegt, wobei sie gesunde und erkrankte Lymphosomen verbinden sollen, um eine Abflusswirkung durch Kapillarkräfte und sekundär eine „geführte Lymphangioneogenese“ zu erreichen (also prinzipiell der gleiche Wirkmechanismus wie bei der klassischen Fadenlymphangioplastie). Während bei dieser aber lange kontinuierliche Fäden (70–100 cm) implantiert werden, ist BioBridge® nur ca. 18 cm lang, muss also sukzessive, mit überlappenden Fadenenden implantiert werden. Eine erste Metaanalyse zeigt für Fadenlymphangioplastien mit diesen Kollagenfäden eine Volumenreduktion von 1,0–10,7 % an den so behandelten Gliedmaßen (2).

BioBridge®-Fäden werden durch Faltung von Kollagenblättern erzeugt und zeigen in elektronenmikroskopischen Untersuchungen (12) eine charakteristische borkenartige Mikrostruktur an der Oberfläche und kanalartige tubuläre Strukturen im Querschnitt (Abb. 4).

In der transmissionselektronischen Untersuchung (200 x-Vergrößerung) eines im Menschen implantierten BioBridge®-Fadens nach zehn Monaten konnte gezeigt werden, dass Gefäße (Blut- und Lymphgefäße) in die zentralen tubulären Kavitäten des Fadens eingesprossen sind (Abb. 5).

Im Übrigen zeigt sich in der elektronenmikroskopischen Untersuchung dieses Kollagenfadens nach zehn Monaten eine gute Integration in das Gewebe, ohne umgebende fibrotische Kapselbildung, wie dies bei klassischen Fadenlymphangioplastien mit nichtresorbierbarem Fadenmaterial der Fall war (12).
 

Fadenlymphangioplastie mit Polydioxanon-Fäden (PDS II) 

Auf der Suche nach einer kostengünstigeren Variante zu BioBridge®, bei der auch mehrere längere Drainagestraßen über die gesamte Extremität getunnelt werden können, haben wir an unserer Klinik eine Alternative hierzu erprobt, inspiriert an Handleys klassischer Fadenlymphangioplastie. Als Fadenmaterial wurden 70 cm lange Polydioxanon-Fäden (PDS II, Ethicon, Johnson & Johnson, Norderstedt) der Stärke 2-0 verwendet (nach Erreichen des Fadenendes überlappend mit einem weiteren Faden gelegt). Polydioxanon ist ein resorbierbares chirurgisches Nahtmaterial (Resorptionszeit sechs Monate – genauso lange wie vom Hersteller für BioBridge® angegeben) mit glatter Oberfläche – ähnlich den früher bei Lymphangioplastien verwendeten Nylonfäden, nur eben resorbierbar. 

In Abbildung 7 ist das Bein einer 55-jährigen Patientin mit sekundärem Lymphödem dargestellt. Das Lymphödem war vor 21 Jahren nach Venenstripping bei Varizen aufgetreten. Eine seither konsequent durchgeführte konservative Therapie mit Kompressionstrümpfen der Kompressionsklasse 2 erbrachte keine Befundverbesserung bei stagnierendem Beinvolumen. Bei dieser Patientin wurde eine Lymphangioplastie mit Polydioxanon-Fäden der Stärke 2-0 durchgeführt (zwei Bahnen medial, zwei Bahnen lateral, vom Fußrücken bis zur Leiste reichend). Bei einem initialen Beinvolumen von 10.631 ml erreichte die Patientin unter fortgesetzter Kompressionstherapie drei Monate postoperativ eine Volumenreduktion auf 9.893 ml (Abnahme um 738 ml = -6,9 % vom Ausgangsbefund), bei vermindertem Spannungsgefühl und besserer Gewebsqualität der Extremität.