Warum gibt es Stentkomplikationen? Laborsimulationen und Lösungswege

Einleitung: Die Einlage von Atemwegsstents ist zum Routineeingriff geworden. Verschiedenartige Stents sind in den letzten Jahren entwickelt worden. Es gibt aber viele lästige Nebenwirkungen und ernsthafte Komplikationen. Sekretverhalt und Kolonisation führen zu Mundgeruch sowie röchelnder Atmung. Frühe Migrationen und späte Materialbrüche werden beobachtet.

Methoden: In Laborexperimenten mit Simulationen haben wir die Stents der Marktführer sowie einige Neuentwicklungen untersucht. An explantierten Stents wurden Oberflächen- und Materialprüfungen durchgeführt. Elektronenmikroskopisch wurden Biokorrosionen und Materialfehler aufgedeckt. Stents wurden in Tracheen eingebracht, realistische Atemdruckschwankungen wurden appliziert und es wurde die Haftreibung ermittelt bzw. die Kraft gemessen, bei der die Stents zu rutschen begannen. Künstliches Sekret wurde eingeleitet und es wurde die Mukustransportgeschwindigkeit durch die Stents unter verschiedensten Bedingungen (einzelne Tropfen, steady state, Feuchtigkeitsgrade, usw.) ermittelt. Dauerbelastungstests zum Aufdecken von Ermüdungsbrüchen wurden durchgeführt.

Ergebnisse: Die Laborergebnisse bestätigen die klinischen Erfahrungen. Alle Materialien zeigen Oberflächenveränderungen und Biofilme. Obwohl sie zu den ältesten Stents gehören, haben die Dumon-Stents die glattesten Innenflächen und erfordern die größte Zugkraft um zu verrutschen. Ultraflex-Stents weisen die höchste Rate an Materialbrüchen auf, neuere Metallstents sind belastungsstabiler, zeigen aber auch Brüche nach simulierten Hustenstößen. Im steady-state d.h. bei ständig nachfließendem Sekret erwiesen sich hydrophile Beschichtungen als weniger kritisch, unabhängig von der Sekretviskosität. Hydrophobe Silikon-Stents sind auf eine besonders hohe relative Luftfeuchtigkeit (Anfeuchtung) angewiesen. Die hydrophilen Oberflächenbehandlung der neueren Alveolusstents führen zu einem signifikant besserem Sekretflussverhalten, die niedrigsten Sekretflussgeschwindigkeiten wurden in Polyflex-Stents gemessen. Zelldetritus und Blutkörperchen beschleunigen Sekretinkrustrationen erheblich. Weder mit N-Acetylcystein noch mit Dnase konnten aus Stents geborgene Sekretpfröpfe aufgelöst werden.