Parlare di LVAD é un campo estremamente specialistico e vasto, che richiederebbe un capitolo interamente dedicato alla storia ed allo sviluppo di questo dispositivo, che negli ultimi 10-15 anni sta prendendo sempre più piede, prolungando la vita dei pazienti con scompenso cardiaco avanzato. Dopo aver trattato dello scompenso cardiaco avanzato (si veda il Capitolo 2.7.5) e dello shock cardiogeno (si veda il Capitolo 2.7.6), accenneremo brevemente agli aspetti più interessanti in Medicina Intensiva per la posa e l’uso di questi dispositivi.
L’incidenza e la prevalenza di scompensi cardiaci è in continuo aumento, raggiungendo proporzioni epidemiche; tale aumento d’incidenza è in parte dovuto al successo che i cardiologi hanno sviluppato nel salvare i pazienti con infarto miocardico acuto. Il miglioramento della sopravvivenza nei pazienti con insufficienza cardiaca e l'invecchiamento progressivo della popolazione hanno contribuito alla crescente prevalenza di scompenso cardiaco. Circa il 50% della popolazione scompensata ha scompenso cardiaco con frazione di eiezione ridotta (il che significa anche che la metà dei pazienti presenta altre tipologie di scompenso, primo fra tutti la disfunzione diastolica). In questo capitolo tratteremo brevemente dello sviluppo e delle indicazioni d’uso delle terapie LVAD (Left Ventricular Assisted Device), come terapie in grado di assistere il cuore scompensato, migliorando la qualità della vita e la sopravvivenza nei pazienti con insufficienza cardiaca terminale.
Molti progressi sono stati fatti nella gestione dello scompenso a livello medico-farmacologico, in particolare con l'uso di antagonisti neuro-ormonali; questi agenti hanno prolungato la sopravvivenza e la qualità della vita in questi pazienti pazienti. Tuttavia, dal momento che questa terapia è stata sviluppata negli anni 1980 e 1990, da allora vere e nuove terapie farmacologiche sono stati poche e su pazienti altamente selezionati (Ibravadina, ecc…). Qualche progresso é stato portato avanti negli ultimi dieci dalla chirurgia; la stimolazione biventricolare ha portato ad un miglioramento della sopravvivenza, in parte invertendo il rimodellamento ed in parte migliorando la qualità della vita tramite una terapia anche sintomatica. Per i pazienti con scompenso cardiaco refrattario, i progressi nelle terapie di sostituzione cardiaca sono stati sostanziali.
I pazienti in stadio avanzato di scompenso cardiaco sono in genere trattati in centri dedicati al trapianto cardiaco, dove subiscono una valutazione approfondita per determinare la loro candidatura a tale procedura, cercando di ottimizzazione il regime farmacologico, considerare la rivascolarizzazione o altre terapie standard prima di arrivare a tale terapia. A breve e lungo termine, i risultati successivi al trapianto cardiaco sono stati eccezionali, con una sopravvivenza media di 10,7 anni ed una sopravvivenza condizionale a sopravvivere a 1 anno dopo il trapianto di circa 13,6 anni. La qualità della vita è molto migliorata con lo sviluppo di agenti immunosoppressori più mirati per il processo di rigetto, portando per contro ad un eccesso di pazienti in attesa di questa terapia salvavita.
VALUTAZIONE CLINICA:
Gli LVAD sono dei dispositivi di assistenza ventricolare sinistra a gittata cardiaca continua; generalmente sono utilizzati nei pazienti in attesa di trapianto cardiaco come bridge verso il trapianto oppure nei pazienti con insufficienza cardiaca terminale non trapiantati, come terapia finale. Ad oggi le controindicazioni sono un’insufficienza ventricolare destra, una ipertensione polmonare precapillare fissa, un’insufficienza epatica severa (cirrosi, ipertensione portale), coagulopatia severa, emorragia incontrollata, sepsi ed infiammazione sistemica, lesioni irreversibili del sistema nervoso centrale, lesioni vascolari cerebrali recenti, cachessia, malattie sistemiche severe, disordini psichiatrici, malattie a scarsa prognosi, rottura del setto, BSA inferiore a 1.2 mq, insufficienza valvolare aortica.
Quando il paziente con LVAD arriva in reparto di Medicina Intensiva deve essere equipaggiato con la console tecnica (indicante il Pump Flow, Pulse Index, Pump Power e Pump Speed) e con un monitor Vigilance II (Swann-Ganz). Il Pump Flow é la gittata cardiaca (stimata in l/min) grazie ad un algoritmo che associa il Pump Power al numero di giri/minuto. Il Pulse Index (normale fra 2-4.5) indica la variazione di gittata generata dalla pompa assiale durante il ciclo cardiaco, rappresentando il rapporto dell’eiezione della pompa durante la contrazione del ventricolo sinistro, in rapporto a l’eiezione della pompa durante la fase di riempimento del ventricolo sinistro stesso. Rappresenta pertanto la partecipazione della contrazione ventricolare sinistra al riempimento di questa pompa che gira in continuo. Una riduzione di Pulse Index é si traduce in una riduzione del volume sanguigno circolante e del riempimento del ventricolo sinistro (pre-carico) o la riduzione del post-carico; una riduzione del Pump Speed può permettere di vedere se alla riduzione della velocità della pompa corrisponde un aumento del riempimento. Un aumento di Pulse Index é indice di ipervolemia con ingorgo di sangue nel ventricolo sinistro; l’aumento della velocità della pompa può portare alla normalizzazione del Pulse Index. Il Pump Power é l’energia che viene richiesta dalla pompa per generare l’eiezione del sangue, il valore viene dato in Watt.
SELEZIONE DEI PAZIENTI:
Nei pazienti con shock cardiogeno o sindrome post-cardiotomia, molti dispositivi meccanici a medio/breve termine possono fornire un supporto biventricolare; per i pazienti con disfunzione sistolica sinistra cronica in stadio avanzato che non sono candidati al trapianto, l'unico dispositivo meccanico è il supporto LVAD. I criteri per l'impianto di un LVAD sono i seguenti e sono derivati dagli studi HeartMate I e II:
- I pazienti con sintomi di classe funzionale NYHA IV che non responder alla terapia medica ottimale (ACE-inibitori, beta-bloccanti) per almeno 45 degli ultimi 60 giorni, o che rimangono dipendenti dal contropulsatore aortico per 7 giorni o che restano dipendenti da inotropi per 14 giorni.
- Frazione d’eiezione ventricolare sinistra inferiore al 25%
- Limitazione funzionale importante con un picco nel consumo di ossigeno inferiore a 14 ml/kg/min, a meno che il paziente sia sotto contropulsatore aortico, inotropi IV, o fisicamente incapace per eseguire l’esercizio fisico.
La presenza di alcune patologie concomitanti, come una recente neoplasia o un’elevata resistenza vascolare polmonare, può inizialmente squalificare i pazienti dalla lista di trapianto. I pazienti con una significativa disfunzione d'organo, come l'insufficienza renale ed epatica, possono eventualmente essere riconsiderate per il trapianto se la funzione d'organo migliora successivamente. È chiaro che é richiesta la necessità di un adeguato sostegno sociale/psicologico sia per il trapianto che per la posa di dispositivi meccanici di assistenza; indispensabile per il dispositivo é che il candidato possa avere assistenza immediata a casa in caso di grave allarme del dispositivo. L'età è un criterio chiave per l'accettazione per il trapianto di cuore; alcuni centri accetteranno candidati nella settima decade di vita, mentre gli altri centri sono più conservatori. Con l'eccellente sopravvivenza a lungo termine degli allotrapianti, l'organo può benissimo sopravvivere al destinatario; in tal modo, si starebbe utilizzando una risorsa scarsa per un gruppo di pazienti che non possono raccogliere tutti i suoi benefici.
LVAD COME DESTINAZIONE FINALE:
La maggior parte dei LVADs correnti a lungo termine sono stati testati inizialmente come bridge al trapianto; solo di recente, dato che i dispositivi sono diventati più durevoli, portatili e facili da usare, questo modello ha iniziato ad evolvere verso un uso duraturo. Lo studio REMATCH, pubblicato nel 2001, è stato il punto di riferimento che ha stabilito il beneficio della terapia LVAD nei pazienti con scompenso cardiaco in fase avanzata; anche se questo studio ha dimostrato un prolungamento della sopravvivenza, la durata e profilo degli eventi avversi del HeartMate XVE era comunque ottimale. Prove successive con altri dispositivi hanno dimostrato un netto miglioramento della sopravvivenza ad 1 anno. L'espansione di tali dispositivi è iniziata dopo l'approvazione in gennaio 2010 del dispositivo HeartMate II da parte della FDA, e dal 2012, il numero di questi impianti ha superato il numero di impianti bridge al trapianto. Il numero totale di impianti LVAD per tutte le categorie è ora maggiore del numero di procedure annuali di trapianto cardiaco. Come riportato da INTERMACS, la sopravvivenza a 1 anno dei 3.931 pazienti segnalati da giugno 2006 al giugno 2014 è stato di circa il 75%; tuttavia, il miglioramento della tecnologia e della competenza medica è chiaramente il riflesso nei dati di sopravvivenza superiori nel corso degli anni. È ora allo studio una nuova ipotesi, lo studio REVIVE-IT, prospettico, randomizzato per la valutazione degli HeartMate II negli scompensi cardiaci con classe funzionale NYHA III e scompenso cardiaco cronico prima della terapia con inotropi.
MORBIDITÀ:
Nonostante il miglioramento della sopravvivenza, continuano ad esserci frequenti complicanze a lungo termine associati i dispositivi LVADs; sono stati riportati con elevata probabilità alcuni eventi avversi correlati alla periferica nei pazienti a 2 anni di follow-up: le infezioni (19%), la sepsi (19%), l’ictus (11,7%), la formazione di un trombo (3,6%), il sanguinamento (54%), i guasti meccanici che richiedono la sostituzione del dispositivo (4%), scompenso cardiaco destro (18%). Inoltre, la malattia di von Willebrand acquisita si sviluppa rapidamente in quasi tutti i pazienti post-impianto di LVAD; anche l’insufficienza aortica appare frequente, con un'incidenza di oltre il 30% a 3 anni; l’eziologia di questa osservazione non è chiara, ed è probabile un processo multifattoriale che potrebbe essere il risultato di un uso meno frequente di eparina perioperatoria, un target di INR inferiore, una terapia antiaggregante inadeguata, una sovrastima della terapia anticoagulante, ecc… Il tasso di mortalità nei pazienti riospedalizzati per infezioni, emorragie, malfunzionamento del dispositivo, ictus o morte è estremamente alta (attorno al 70% nel primo anno).
EVOLUZIONE DELLA TECNOLOGIA LVAD:
La rapida evoluzione del supporto circolatorio meccanico per il trattamento dello scompenso cardiaco avanzato è stato notevole; nel 1969, viene impiantato il primo cuore artificiale. Tuttavia, diversi problemi ostacolano l'espansione della tecnologia del cuore artificiale totale; la durata limitata, un tasso eccessivo di complicanze, il rischio di improvvisa sospensione del dispositivo e la morte, e l'eliminazione della possibilità di recupero cardiaco nativo limitano ancora oggi il suo utilizzo su ampia scala in caso di grave insufficienza biventricolare. Nel corso degli ultimi 2 decenni, la tecnologia LVAD si è rapidamente sviluppata, grazie alla durata d’azione del meccanismo ed alla miniaturizzazione nelle dimensioni della pompa. La terza generazione di LVAD sono oramai pompe senza valvola che utilizzano un campo magnetico permanente progettato per girare rapidamente una singola ventola supportata meccanicamente o, più recentemente, si sono sviluppati cuscinetti idrodinamici o magnetici. Le pompe assiali seconda generazione hanno la via di deflusso diretto parallelamente all'asse di rotazione; il rotore gira su strutture meccaniche (HeartMate II) o senza contatto dei cuscinetti (Incor). Le pompe centrifughe di terza generazione hanno il deflusso diretto perpendicolarmente rispetto all'asse di rotazione (HeartWare e HeartMate III); altre pompe invece utilizzano un disegno misto, in cui il flusso di sangue segue l'asse di rotazione ma le uscite sono perpendicolari al flusso. La progettazione di pompe più recenti è senza contatto, senza cuscinetti meccanici pompa sospesa con sistemi magnetici e/o idrodinamiche. Un considerazione nell'evitare cuscinetti meccanici è che la formazione di un piccolo trombo sul metallo potrebbe portare al surriscaldamento ed alla propagazione del trombo. La levitazione magnetica completa utilizza cuscinetti magnetici solo per levitare il rotore (HeartMate III); evitando cuscinetti idrodinamici può ridurre il rischio che piccoli pezzi di materiale estraneo, come un trombo, perturbino il funzionamento del rotore, che porterebbe alla formazione di trombi supplementari ed alla disfunzione della pompa
DIREZIONI FUTURE:
La pulsatilità, l’ulteriore miniaturizzazione, l’impiantabilità totale ed il monitoraggio remoto sono le tendenze attuali di sviluppo nella tecnologia, che appare in continua evoluzione nei LVADs attuali. Per quello che riguarda la pulsatilità, le complicazioni legate soprattutto alla insufficienza valvolare aortica, al sanguinamento gastrointestinale, alla trombosi ed allo sviluppo di ictus hanno ostacolato i risultati a lungo termine e quindi limitato l'espansione della tecnologia LVAD. La bassa pulsatilità arteriosa è stata implicata nello sviluppo di diversi effetti avversi gravi di scompenso correlati al LVAD; ad esempio, la pressione del polso persistentemente diminuiti può contribuire allo sviluppo di malformazioni arterovenose, ed un ventricolo sinistro persistentemente scarico diminuisce la frequenza di apertura della valvola aortica, promuovendo la fusione commissural e, in ultima analisi, l’ insufficienza aortica. Inoltre, una valvola aortica chiusa predispone alla stasi ed alla formazione di coaguli sopra la valvola chiusa.
Per quello che riguarda la miniaturizzazione, dispositivi più piccoli offrono diversi vantaggi potenziali quali: 1) la chirurgia mini-invasiva mediante una toracotomia sinistra senza bypass cardiopolmonare; 2) un numero inferiore di dimensioni e di limitazioni pratiche nel posizionamento; 3) un potenziale a lungo termine ventricolare sia sinistra che destro, evitando così la necessità di un cuore totalmente artificiale in caso di grave insufficienza biventricolare. Per la impiantabilità totale, un sistema completamente impiantabile che è ricaricabile per via transcutanea è un'opzione desiderata dai pazienti. Tuttavia, diverse sfide tecniche rimangono. Due grandi sistemi pulsatili dismissione, utilizzano sistemi di trasmissione di energia per via transcutanea per trasmettere potenza attraverso la pelle. I vantaggi in forma teorica sono: 1) l'assenza del sito di uscita dei cavi, che eliminerebbe le infezioni; 2) una migliore accettazione da parte del paziente della terapia LVAD: nessun cavo; 3) partecipazione ad attività come la balneazione e il nuoto, dove il corpo è completamente immerso in acqua. Di contro, i potenziali svantaggi includono: 1) il rischio di infezione interno del materiale impiantato; 2) un guasto di un componente o la migrazione richiedendo un intervento chirurgico in emergenza; 3) un maggiore rischio di sanguinamento e lo sviluppo di dolore di tutto i componenti impiantati.
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