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Jörg Peter Beyer

• Hydroxyethylstärke (HES) ist das in Deutschland vorrangig eingesetzte Präparat für die Indikationen Volumenersatz und Hämodilution. Mögliche Störungen der Gerinnung werden häufig als eine nicht ungefährliche Nebenwirkung beim Einsatz von HES angesehen. Allerdings ist offen, ob alle HES-Präparate mit unterschiedlicher physikalisch-chemischer Struktur diese Nebenwirkung in gleicher Form hervorrufen. Da bislang systematische Untersuchungen zur Beeinflussung der Blutgerinnung durch HES weitgehend fehlen, sollten entsprechende Untersuchungen an freiwilligen Versuchspersonen vorgenommen werden. Als Prüfpräparat wurde hochsubstituierte, hochmolekulare 6% HES 450/0,7 ausgewählt, da ein solches am stärksten chemisch verändertes Präparat des natürlichen Amylopektins am ehesten für die Auslösung von Nebenwirkungen in Frage kommen könnte. Die Untersuchungen wurden an 10 gesunden, freiwilligen, männlichen Probanden vorgenommen. Dabei wurde den Probanden an drei aufeinander folgenden Tagen jeweils ein Liter einer 6%igen HES Lösung HES 450/0,7, (Hextend®) innerhalb von 240 Minuten intravenös infundiert. Durch regelmäßige Blutentnahmen wurden über einen Zeitraum von 30 Tagen die HES-Konzentration und die Gerinnungsparameter kontrolliert. Dabei sollte insbesondere die Rotationsthrombelastographie eingesetzt werden, da dieser relativ neu entwickelten Methode besondere Aussagekraft zugemessen wird. Wie bereits in früheren Studien aufgezeigt, konnte erneut bestätigt werden, dass hochsubstituierte 6% HES 450/0,7 nur verlangsamt aus dem Kreislaufsystem eliminiert wird und dementsprechend auch Wochen nach der Applikation als persistierende Fraktion noch deutlich nachweisbar ist. Die HES-Konzentration erreichte ein Maximum von 18,8 mg/dl am dritten Infusionstag und war am zehnten Folgetag noch mit 6,6mg/dl nachzuweisen. Die erhebliche Beeinflussung der Blutgerinnung durch die verwendete hochsubstituierte 6% HES 450/0,7 konnte über die verschiedenen Gerinnungsparameter sichergestellt werden. Sowohl alle gemessenen Gerinnungsparameter, als auch die Konzentrationen wichtiger Gerinnungsfaktoren, erreichten am dritten Infusionstag ihre maximale hypokoagulatorische Abweichung vom Ausgangswert vor der Infusionsserie. Die Coagulation Time (CT) + 21%, die Clot Formation Time (CFT) + 132%, die Maximum Clot Firmness (MCF) – 21%, die aktivierte partielle Thromboplastin-Zeit (Time) (aPTT) + 45%, die International Normalized Ration (INR) der Thromboplastinzeit (Quick-Test) + 14%. Die Konzentration von Fibrinogen nahm um 22% ab, die Faktor VIII-Aktivität (FVIII:C) um minus 74%, weshalb auch die Konzentration des von-Willebrand-Faktors (vWF-Ag) abnehmen musste, und zwar um bis zu 80%. Der einzige Gerinnungsparameter, der sich im Sinne einer Hyperkoagulabilität veränderte, war die Thrombinzeit (TZ), die sich im Gegensatz zu den anderen Messungen der Gerinnungsabläufe um bis zu 23% beschleunigt zeigt. Auf die Calciumkonzentration hatte die Applikation von insgesamt drei Litern 6% HES 450/0,7 über die gesamte Messperiode keinen erkennbaren Einfluss. Am 2. Folgetag war die CT um +14% und die CFT am 10. Folgetag um + 155%, die MCF am 10. Folgetag um - 18%, die aPTT am 6. Folgetag um + 9% im Sinne einer Hypokoagulabilität statistisch signifikant verändert. Die Erhöhung der INR-Werte war hingegen ab dem ersten Folgetag nicht mehr statistisch signifikant. Die Fibrinogenkonzentration war am 10. Folgetag noch um 15% ähnlich verringert wie FVIII:C mit minus 22%. Die Konzentration von vWF-Ag war am 2. Folgetag um 77% erniedrigt. Auch an den Folgetagen blieb die TZ der einzige hyperkoagulatorisch veränderte Wert mit -9% am 10. Folgetag. Der Hämatokritwert erniedrigte sich infolge der Hämodilution um maximal 25% am dritten Infusionstag und blieb am zehnten Folgetag noch um 15% verringert. Die Werte von CT, CFT, MCF, aPTT, TZ und Fibrinogen veränderten sich entsprechend der durch die HES-Applikation bedingten Hämodilution, die sich gut am Hämatokritwert abschätzen lässt. Als besonders wichtig erscheint in diesem Zusammenhang jedoch das Ergebnis, dass auch noch 10 Tage nach HES-Applikation die Störung der Gerinnung (CT, CFT, MCF, aPTT) nachgewiesen werden kann. Die bei den Untersuchungen verwendete Dosierung (3x60g in drei Tagen) liegt deutlich unter den Empfehlungen zur Maximaldosierung von hochsubstituierter 6% HES 450/0,7. Es ist dementsprechend davon auszugehen, dass die signifikanten Gerinnungsstörungen bei Ausschöpfung der Empfehlungen erheblich stärker ausgeprägt wären und zu einer erheblichen Gefährdung der Patienten führen könnten. Die Gerinnungsstörung bei hochdosierter Applikation von hochsubstituierter 6% HES 450/07 in einer Dosierung innerhalb der therapeutischen Grenzen ist dementsprechend als mögliche Komplikation und unter Umständen als erhebliche Gefährdung des Patienten zu beachten. Die derzeitig gültigen Dosierungsrichtlinien für hochsubstituierte 6% HES 450/0,7, aber auch HES 200/0,6, wären unter Berücksichtigung der vorhersehbaren Störung der Gerinnung insbesondere für Mehrfachinfusionsen zu überdenken. Diese Überlegungen zur Dosisbegrenzung gelten nicht für mittelsubstituierte HES 0,4 und 0,5.
• Hydroxy ethyl starch (HES) is the preparation most used for indication of volume replacement and hemodilution in Germany. Possible disorder of the coagulation system often is regarded as potential side effect of HES. Though outstanding remains the question if all HES-preparations with different physical and chemical structure do cause side effects in the same extend. Due to a lack of systematic analysis about the influence of HES on coagulation cascade such analysis ought to be carried out on volunteers. Testing preparation was highly substituted high molecular 6% HES 450/0,7 as such chemical modified preparation of natural amylopectin would most probably trigger adverse affects on the coagulation system. Investigation was carried out on 10 healthy male volunteers. Three days consecutively every volunteer was infused one litre of 6% HES-preparation 450/0,7 (Hextend®) in lactated electrolyte injection within 240 minutes. At regular intervals concentration of HES and coagulation parameters were controlled during a period of 30 days. Rotationthrombelastography (RoTEG) was used for measuring whole blood clotting. This newly developed method is supposed to be exceedingly significant. As shown in previous studies, once more decelerated clearance of highly substituted 6% HES 450/0,7 could be confirmed and accordingly could be traced for weeks as persistent fraction. HES-concentration rose up to a maximum of 18,8mg/dl on the third day of infusion and was still to trace with 6,6mg/dl on the tenth day following the last infusion. Serious influence of highly substituted 6% HES 450/0,7 on coagulation system could be verified by different coagulation tests. All measured parameters of the coagulation cascade as well as concentrations of important clotting factors reached their maximum aberrance in terms of a hypocoagulatoric situation at the third day of infusion. Coagulation Time (CT) + 21%, Clot Formation Time (CFT) + 132%, Maximum Clot Firmness (MCF) – 21%, activated Partial Thromboplastin Time (aPTT) + 45%, International Normalized Ration (INR) of Thromboplastin Time (Quick-Test) + 14%. Concentration of Fibrinogen was reduced of minus 22%, Factor VIII activity (FVIII:C) was decreased of minus 74% and accordingly concentration of von-Willebrand-Factor (vWF-Ag) was lowered similarly of minus 80%. Solely Thrombin Time (TT syn. TZ) pointed to an acceleration of + 23% in coagulation cascade and therefore stands in contrast to all other coagulation parameters. Application of three litres of 6% HES 450/0,7 had no noticeable influence on calcium concentration. During the days following infusion of HES (df) the coagulation parameters given below were still significantly altered in terms of a hypocoagulability: CT 2nd df + 14%, CFT 10th df + 155%, MCF 10th df -18%, aPTT 6th df + 9%. In contrast raise of INR-values was not significant from 1st day following the last application of HES. Concentration of fibrinogen, -15% on the 10th df, was similarly altered as FVIII:C with -22%. Concentration of vWF-Ag was reduced of – 77% on the 2nd df. Thrombin Time (TT), sole exception, pointed to hypercoagulability during all days following with - 9% on 10th df. Hematocrit was abased of maximum - 25% on the third day of infusion due to hemodilution and kept reduced – 15% on the 10th df. Parameters of CT, CFT, MCF, aPTT, TZ and fibrinogen changed accordingly to hematocrit due to hemodilution. Particularly important, in accordance to the presented data, is the long lasting impairment of coagulation caused by application of highly substituted 6% HES 450/0,7 that still can be traced 10th df after the last infusion (CT, CFT, MCF, aPTT). The dosage applied in this clinical trial (3x60g in three days) ranges still below the recommended maximum dosage of highly substituted HES. Therefore it seems possible that by taping the full potential of dosage the significant dysfunction of coagulation might be even more pronounced. Impairment of coagulation system by high dosage application of highly substituted 6% HES 450/0,7 within therapeutic recommended dosage has to be regarded as potential complication and under certain circumstances as serious endangering of the patient. Current guidelines for dosage of highly substituted 6% HES 450/0,7 but likewise for 6% HES 200/0,6 for repeated application should be reconceived considering the predictable long lasting impairment in the coagulation system. These considerations concerning dosage limit do not apply for medium substituted HES 0,4 and 0,5.