eRapport

Mekanisk sirkulasjonsstøtte ved refraktært sjokk og post-kardiotomi hjertesvikt. Kliniske og dyreeksperimentelle studier.

Prosjekt
Prosjektnummer
912174
Ansvarlig person
Rune Haaverstad
Institusjon
Helse Bergen HF
Prosjektkategori
Åpen prosjektstøtte
Helsekategori
Cardiovascular
Forskningsaktivitet
6. Treatment Evaluation
Rapporter
2022 - sluttrapport
Vi har fullført de to dyrestudiene som var planlagt i prosjektet, og som det var søkt om midler for. Resultatet fra den første studien ble publisert i tidsskriftet «Perfusion» i november 2020 under tittelen «Myocardial perfusion and cardiac dimensions during extracorporeal oxygenation-supported circulation in a porcine model of critical post-cardiotomy failure», og resultatene fra den andre studien ble publisert i samme tidsskrift i juli 2022 under tittelen «Left ventricular venting during extracorporeal membrane oxygenation; the effects on cardiac performance in a porcine model of critical post-cardiotomy failure». Den tredje studien har fra starten vært planlagt som en klinisk studie, og vi jobber nå med datainnsamlingen i denne studien. Når dette er fullført vil vi ta fatt på de statistiske analysene, og deretter planlegger vi å kunne skrive en vitenskapelig artikkel også på bakrunn av dette materialet. Prosjektet har tatt lenger tid enn vi opprinnelig planla, men vi regner nå med å kunne fullføre datainnsamlingen i løpet av våren 2023, de statistiske analysene i løpet av høsten 2023, og forhåpentlig vil en artikkel kunne være klar for innsending i løpet av våren 2024. Den siste dyrestudien vi gjennomførte indikerte en gunstig effekt for hjertet, når venoarteriell ECMO-behandling kombineres med bruk av en Impella-pumpe før tømming av hjertets venstre ventrikkel. Hos de forsøksdyrene som ble behandlet med Impella i tillegg til venoarteriell ECMO observerte vi at hjertet hentet seg raskere inn igjen etter ishemisk indusert kardiogent sjokk (raskere «myocardial recovery»). I vår kliniske hverdag har dette bidratt til at vi i dag er mer liberale enn tidligere med å legge inn Impella som tilleggspumpe hos ECMO-pasienter der vi ekkokardiografisk observerer særlig dårlig kontraktilitet av myokard ved kardiogent sjokk.
2021
Vi har fullført de to dyrestudiene som var planlagt i prosjektet. Den første ble publisert i tidsskriftet «Perfusion» i november 2020. Den andre artikkelen er på det nærmeste ferdig skrevet, og vil bli innsendt for vurdering/publisering i løpet av få uker. Deretter vil vi fokusere på den kliniske studien, som planlegges fullført i løpet av 2022.Prosjektet var opprinnelig planlagt som 2 dyrestudier og én klinisk studie med bruk av veno-arteriell ECMO («Ekstrakorporal membranoksygenering»). Første forsøksserie ble fullført i 2018, og resultatene fra denne ble publisert i tidsskriftet «Perfusion» under tittelen «Myocardial perfusion and cardiac dimensions during extracorporeal oxygenation-supported circulation in a porcine model of critical post-cardiotomy failure.» Den andre dyrestudien ble fullført i mars 2021. Her er dataene nå ferdig analysert og en vitenskapelig artikkel hvor disse presenteres er på det nærmeste ferdig skrevet. Vi regner med at vi i løpet av noen få uker vil kunne sende dette manuskriptet inn til samme tidsskrift for vurdering med tanke på publikasjon. Preliminære resultater fra denne andre dyrestudien ble presentert (oral presentation) ved en internasjonal kongress i Bergen i september 2021 (Scandinavian Association of Thoracic Surgery) under tittelen «Left ventricular venting during extracorporeal membrane oxygenation; effects on cardiac performance in an experimental model of critical post-cardiotomy failure.» Vi er nå også godt i gang med den planlagte kliniske delstudien. Denne baserer seg på kliniske veno-arerielle ECMO-data vi har samlet inn som del av Hjerteavdelingens interne kvalitetskontroll. Preliminære data fra denne studien ble presentert som en poster-presentasjon ved ovenfor nevnte kongress i Bergen i september 2021 under tittelen «Is the combined use of Impella and VA-ECMO better than ECMO alone in refractory cardiogenic shock?» Det gjenstår en del statistisk analysearbeid før vi har nok bearbeidede data til at en artikkel basert på disse kan publiseres, men planen er å fullføre dette arbeidet i løpet av 2022. Som anført ovenfor hadde vi opprinnelig planlagt to dyrestudier og én klinisk studie i dette prosjektet, men i dyrestudie nr. 2 gjorde vi interessante funn som gjør det aktuelt å gå videre med en tredje dyrestudie, slik at det blir 3 dyrestudier og én klinisk studie. Imidlertid er ECMO-utstyret vi benytter i dyreforsøkene svært kostbart, i tillegg til at dyreforsøkene også er kostbare i seg selv. Vi søker derfor om overføring av resterende midler i prosjektet til 2022. Vi ønsket egentlig å gå i gang med denne tredje dyrestudien utpå høsten 2021, men ny nedstengning av dyrelaboratoriet på grunn av Covid-19 gjorde at dette ikke ble mulig.
2020
Vår første dyreforsøksserie med ECMO i en hjertesviktmodell ble publisert i tidsskriftet «Perfusion» i november 2020 (E-publisert mars 2020). Vi er nå godt i gang med dyreforsøksserie nummer to, og parallelt med dette planlegger vi nå klinisk studie.Forskningsprosjektet har vært planlagt som 2 dyreforsøk og én klinisk studie med ECMO («Ekstrakorporal membranoksygenering»). Første forsøksserie var ferdig i 2018, en vitenskapelig artikkel basert på denne studien ble skrevet i 2019, og denne er nå publisert i tidsskriftet «Perfusion» under tittelen «Myocardial perfusion and cardiac dimensions during extracorporeal oxygenation-supported circulation in a porcine model of critical post-cardiotomy failure.» Før denne artikkelen var ferdigskrevet, ble preliminære data presentert som en poster-presentasjon ved en ECMO-kongress i Barcelona 10.-13. april 2019 («EuroELSO 2019»). Posteren ble premiert «Best Poster Award Experimental». Vi er nå godt i gang med den andre dyreforsøksserien. Ettersom vi i fjor ble underrettet om at vi ikke kunne regne med å få overført gjenværende midler i prosjektet til 2021, planla vi et nokså tett program, slik at vi skulle få gjort ferdig hele denne forsøksserien med 2 grupper à 10 forsøksdyr (foruten pilotforsøk og teknisk mislykkede forsøk) i løpet av 2020. Imidlertid førte Covid-19-pandemien til at Vivariet ved Universitetet i Bergen, hvor dyreforsøkene utføres, ble stengt i tidsrommet mars til august, og vi fikk derfor ikke gjort noen dyreforsøk i denne perioden. Fra og med september måned, og ut året, fikk vi så gjort en hel del forsøk, inklusive en del nødvendige pilotforsøk, men halvparten av de regulære førsøkene gjenstår fortsatt før denne siste dyrestudien er ferdig. ECMO-utstyr til disse forsøkene ble kjøpt inn allerede på vårparten, men for å kunne kjøpe inn medikamenter og forsøksdyr, og for å kunne betale for oppstalling og bruk av operasjonsstuene på Vivariet, er vi avhengige av å få overført gjenværende midler i prosjektet til 2021. Parallelt med den siste dyrestudien, er vi nå også i gang med å bearbeide våre kliniske erfaringer med ECMO og skal søke REK om godkjennelse til denne kliniske del av prosjektet.
2019
Vi har i 2019 skrevet ferdig artikkel basert på vår første dyreforsøksserie med ECMO i en hjertesviktmodell, og denne er til vurdering i tidsskriftet «Perfusion» med tanke på publisering. Vi går straks i gang med dyreforsøksserie nummer to, og vi er også klare til å gå i gang med vår planlagte kliniske studie så snart tillatelse fra REK foreligger.Forskningsprosjektet har vært planlagt som 2 dyreforsøk og én klinisk studie med ECMO («Ekstrakorporal membranoksygenering»). Første forsøksserie med 10 forsøksdyr (gris), for evaluering av ECMO i en hjertesviktmodell ble ferdig i 2018. Vi har i 2019 skrevet ferdig en vitenskapelig artikkel basert på denne dyrestudien, og artikkelen er nå inne til vurdering hos tidsskriftet «Perfusion» med henblikk på publisering. Før artikkelen var ferdigskrevet, ble preliminære data presentert som en poster-presentasjon ved en stor ECMO-kongress i Barcelona 10.-13. april 2019 («EuroELSO 2019»). Posteren ble premiert «Best Poster Award Experimental». Etter planen skulle vi allerede vært i gang med neste dyreforsøksserie, men denne er blitt forsinket, fordi resultatene vi fant ved første forsøksserie har gjort at vi har måttet endre ganske mye på planene for den neste serien. Imidlertid har vi nå nye planer klare, og trenger bare ytterligere ett eller to pilotforsøk før vi kan gå i gang med dyreforsøksserie nummer to. I den nye forsøksserien planlegger vi å evaluere bruk av α- og β-blokkeren Carvedilol i relasjon til ECMO ved alvorlig hjertesvikt, ved at forsøksdyrene randomiseres mellom ECMO med og ECMO uten Carvedilol i samme hjertesviktmodell som vi benyttet i første dyreforsøksserie. En tilleggsårsak til at vi er blitt forsinket i dette prosjektet, er at både prosjektleder og Ph.D.-kandidat har vært i fullt klinisk arbeid ved Hjerteavdelingen gjennom hele prosjekttiden. Videre har Ph.D.-kandidaten i dette prosjektet deltatt i annet forskningsprosjekt knyttet til Hjerteavdelingen med kirurgisk bistand ved dyreforsøk, og dette har lagt beslag på en del av den tiden det har vært mulig å frigjøre ham fra avdelingens kliniske virksomhet. Som del av Hjerteavdelingens interne kvalitetskontroll, har vi tidligere samlet inn en del kliniske ECMO-data. For å kunne gjøre en mer omfattende datainnsamling med tanke på en vitenskapelig publikasjon, har det imidlertid vært nødvendig å søke Regional Etisk Komité (REK) om godkjenning. Vi har nylig sendt inn en slik søknad til REK, og vi tar sikte på å gå i gang med den kliniske studien vi har planlagt, så fort godkjenning fra REK foreligger. Som det fremgår ovenfor, er vår andre dyreforsøksserie blitt forsinket på grunn av uventede funn ved første dyreforsøksserie. (Vi hadde forventet at hjertets venstre ventrikkel hos forsøksdyrene i vår hjertesviktmodell ville dilateres under ECMO-behandling, og at dekompresjon av ventrikkelen med vent-kateter eller tilleggspumpe ville vise seg nødvendig. I andre forsøksserie hadde vi derfor planlagt å randomisere forsøksdyrene mellom dekompresjon med vent-kateter og dekompresjon med Impella®-pumpe, jfr. vår opprinnelige søknad om HelseVest-midler. Imidlertid viste venstre ventrikkel seg ikke å dilatere, slik at det ikke var behov for dekompresjon). Vi har i tidligere årsrapporter gjort rede for forsinkelser vi hadde i 2017 og i 2018. Når prosjektets fremdrift nå også ble forsinket i 2019, har dette medført at vi ennå ikke har brukt opp de midlene vi har fått bevilget til dette prosjektet. ECMO-utstyr er imidlertid svært kostbart i innkjøp, og dyreforsøk er i seg selv kostbare å utføre. For å kunne gjennomføre vår neste dyreforsøksserie i henhold til vår reviderte protokoll, har vi søkt om å få overført resterende midler til 2020 og vi er avhengig av denne økomomiske bistand for å gjennomføre PhD prosjektet innen rimelig tid.
2018
Vi har i 2018 utført 1 forsøksserie med 10 forsøksdyr (gris), for evaluering av ECMO i en hjertesviktmodell. Vi arbeider nå med å skrive en artikkel for publisering av innsamlede forsøksdata. Vi har også utført 2 pilotforsøk med tanke på neste forsøksserie, hvor to ulike ECMO-strategier vurderes mot hverandre i en tilsvarende hjertesviktmodell.Forskningsprosjektet er planlagt som 2 dyreforsøk og én klinisk studie med ECMO («Ekstrakorporal membranoksygenering»). Første serie dyreforsøk er nå gjennomført, den er akseptert som innsendt abstract ved en internasjonal ECMO-kongress (ELSO-2019) og vi arbeider med å utarbeide en vitenskapelig artikkel med tanke på publisering av resultatene fra studien. I neste serie dyreforsøk, har vi planlagt å evaluere ECMO-behandling etter to ulike protokoller og oppsett, med randomisering av forsøksdyrene i to ulike grupper. Vi utførte i slutten av 2018 to pilotforsøk som ledd i planleggingen av denne nye studien, og regner med å starte opp med denne i løpet av våren 2019. Parallelt med dette, har vi også brukt mye tid på innsamling og bearbeiding av kliniske ECMO-data med tanke på den kliniske studien. Vi har her skilt ut en pasientgruppe som er blitt ECMO-behandlet på grunn av kardiogent sjokk i forbindelse med myokarditt, kardiomyopati og akutt koronarsykdom. Også her arbeider vi nå med bearbeiding av data og med skriving av artikkel for publikasjon. Vi kom i 2017 ikke så raskt i gang med dyreforsøkene som vi hadde regnet med pga. klinisk arbeid ved siden av, og i 2018 har også progresjonen vært langsommere enn vi opprinnelig tok sikte på, hvilket gjør at vi ennå ikke har brukt opp de midlene vi fikk bevilget for 2018. ECMO-utstyr er imidlertid svært kostbart å kjøpe inn, i tillegg til at dyreforsøk i seg selv er kostnadskrevende, og vi har derfor søkt om å få overført resterende midler fra 2018 til 2019.
2017
I 2017 utført 6 pilotforsøk på gris for utvikling av hjertesviktmodell for å evaluere ulike strategier ved ECMO-behandling. Første halvår 2018 plan om å fullføre første forsøksserie som skal evaluere betydningen av afterload for belastningen av venstre ventrikkel under ECMO-behandling. Oppstart klinisk studie i 2018 og det planlegges REK søknad.Forskningsprosjektet er planlagt som 2 dyreforsøk og én klinisk studie med ECMO («Ekstrakorporal membranoksygenering»). Søknad til Mattilsynet/Forsøksdyrutvalget ble sendt 17.01.17, og tillatelse til forsøkene ble gitt 15.03.17. Etter dette har vi uført til sammen 6 pilotforsøk på gris med henblikk på utvikling av en hjertesviktmodell, som vi så vil benytte for evaluering av ECMO-behandling etter ulike protokoller og oppsett. Vi har brukt noe tid mellom pilotforsøkene for planlegging og justering av detaljer, men utfra de erfaringer vi så langt har gjort oss, regner vi med ytterligere 2-3 pilotforsøk før vi kan gå i gang med den første forsøksserie. Her evalueres betydningen av trykk i aorta generert av ECMO-kretsen (dvs. «afterload») for venstre ventrikkelfunksjonen under og etter ECMO-behandling. Vi kom i 2017 ikke så raskt i gang med forsøkene som vi hadde regnet med, og vi har derfor ennå ikke brukt opp de midlene vi fikk bevilget for 2017. For 2018 har vi satt av tirsdag og onsdag annen hver uke (med unntak av ferieuker o.l.) til disse dyreforsøkene, og vi regner derfor med å være ferdig med den første forsøksserien og i gang med bearbeidelsen av innsamlede data når sommeren nærmer seg. Vi har kjøpt inn en del ECMO-utstyr for midlene vi fikk bevilget for 2017, men utstyret og forsøkene er kostnadskrevende, og vi har derfor søkt om å få overført resterende midler fra 2017 til 2018. Når det gjelder vår kliniske ECMO-virksomhet, startet vi, som et ledd i vår kvalitetssikring allerede for over 2 år siden en fortløpende registrering av våre ECMO-pasienter i en database. Denne registreringen omfatter både indikasjon for ECMO-behandling, en rekke observerte kliniske og laboratoriemessige parametere under pågående ECMO, og detaljer relatert til selve ECMO-kjøringen og patofysiologi ved avvikling av veno-arteriell ECMO. I mellom de to dyreforsøksseriene, planlegger vi å skille ut pasientgruppen som er blitt ECMO-behandlet i forbindelse med kardiogent sjokk, og foreta en mer omfattende gjennomgang og registrering av data i denne pasientgruppen.

Foreløpig kun forsøksdyr med som studieobjekter.

Vitenskapelige artikler
Solholm A, Salminen PR, Stangeland L, Dahle GO, Mongstad A, Svenheim B, Zhang L, Haaverstad R, Grong K

Left ventricular venting during extracorporeal membrane oxygenation; the effects on cardiac performance in a porcine model of critical post-cardiotomy failure.

Perfusion 2022 Jul 17. Epub 2022 jul 17

PMID: 35848511

Solholm A, Salminen PR, Stangeland L, Moen CA, Mongstad A, Svenheim B, Haaverstad R, Grong K

Myocardial perfusion and cardiac dimensions during extracorporeal membrane oxygenation-supported circulation in a porcine model of critical post-cardiotomy failure.

Perfusion 2020 11;35(8):763-771. Epub 2020 mar 4

PMID: 32126949

Deltagere
  • Ståle Wågen Hauge Prosjektdeltaker
  • Liqun Zhang Prosjektdeltaker
  • Geir Olav Dahle Medveileder
  • Stig Urheim Prosjektdeltaker
  • Christian Arvei Moen Prosjektdeltaker
  • Lodve Stangeland Prosjektdeltaker
  • Pirjo-Riitta Salminen Medveileder
  • Ketil Grong Medveileder
  • Atle Solholm Ph.d.-kandidat
  • Rune Haaverstad Prosjektleder

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til Faglig rapportering, Helse Vest

Personvern  -  Informasjonskapsler