Abstract

Der Zweck dieser Studie war es, die Wirksamkeit von QuikClot Combat Gauze (QCG) im Vergleich zu einer Kontrollgruppe auf die Blutungskontrolle zu vergleichen; die Menge an kristalloider Volumeninfusion auf die Wiederblutung; die Auswirkung von Bewegung auf die Blutung. Es handelte sich um ein prospektives, experimentelles Design. Die Schweine wurden nach dem Zufallsprinzip entweder der QCG-Gruppe () oder der Kontrollgruppe () zugeteilt. Die Untersucher durchtrennten bei jedem Schwein die Oberschenkelarterie und -vene. Nach einer Minute unkontrollierter Blutung wurde das hämostatische Mittel QCG in die Wunde eingebracht, gefolgt von einer Standard-Wundpackung. Die Kontrollgruppe unterzog sich denselben Verfahren, jedoch ohne hämostatische Mittel. Nach fünf Minuten direktem Druck wurde ein Standarddruckverband angelegt. Nach 30 Minuten wurden die Verbände entfernt, und die Wunde wurde 5 Minuten lang auf erneute Blutungen beobachtet. Trat eine Blutstillung ein, wurden 5 Liter kristalloides Blut über einen Zeitraum von 5 Minuten verabreicht, und die Wunde wurde weitere 5 Minuten lang auf eine erneute Blutung beobachtet. Wenn keine Blutung auftrat, wurde die Extremität auf der Seite der Verletzung bewegt. Es gab signifikante Unterschiede in der Menge der Blutung (), der Menge der Flüssigkeitszufuhr () und der Anzahl der Bewegungen () zwischen der QCG und der Kontrolle.

1. Einleitung

Traumata sind eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität sowohl in der zivilen als auch in der militärischen Bevölkerung, wobei unkontrollierte Blutungen die Haupttodesursache darstellen. In den jüngsten Konflikten im Irak und in Afghanistan waren unkontrollierte Blutungen für fast 50 % der Todesfälle auf dem Schlachtfeld vor der Evakuierung verantwortlich. Blutungen sind nach wie vor die häufigste Todesursache, selbst wenn die Person lange genug überlebt, um in eine medizinische Einrichtung transportiert zu werden. Wenn Traumaopfer die erste Verletzung überleben und die Blutung unter Kontrolle gebracht werden kann, führt der große Blutverlust zu Hypothermie, Koagulopathie, Infektionen, Azidose und Multiorganversagen. Daher ist eine schnelle Blutstillung nicht nur für das anfängliche Überleben, sondern auch für eine optimale Genesung unerlässlich. Darüber hinaus ist der Einsatz hämostatischer Mittel möglicherweise eine der einfachsten und wirksamsten Methoden zur Behandlung von Blutungen und zur Vermeidung von Komplikationen und Tod. Hämostatische Mittel wurden in mehreren Tierstudien untersucht, die auch Leber- und komplexe Leistenverletzungen umfassten. Diese Studien haben widersprüchliche und gemischte Ergebnisse hinsichtlich der Wirksamkeit von hämostatischen Mitteln bei der Blutstillung erbracht, was auf die Notwendigkeit zusätzlicher Untersuchungen hinweist.

Holcomb et al. stellten fest, dass mehrere hämostatische Mittel bei der Blutstillung wirksam sind, aber häufig nach einer kristalloiden Reanimation versagen. Während des Vietnamkriegs wurde die aggressive hochvolumige Wiederbelebung bei der Behandlung des hämorrhagischen Schocks sowohl im zivilen als auch im militärischen Bereich zu einer weithin akzeptierten Praxis. Der Grund für die großvolumige Wiederbelebung war die Erhöhung des arteriellen Blutdrucks und der Durchblutung der Endorgane. Infolgedessen wurde die großvolumige kristalloide Reanimation zum Standard für die Versorgung ziviler Traumapatienten. Anschließend untersuchten Sondeen und Kollegen die Auswirkungen des Blutdrucks, bei dem nach einer großvolumigen Wiederbelebung bei Schweinen mit Aortenverletzung eine erneute Blutung auftrat. Sie fanden heraus, dass eine Reblutung bei einem mittleren systolischen Blutdruck von mmHg auftrat. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass es einen reproduzierbaren Druck gibt, bei dem in ihrem Schweinemodell mit unkontrollierter Blutung eine Reblutung auftritt. Daraufhin wurde vom Militär ein Modell für die Wiederbelebung mit Flüssigkeit eingeführt. Der vom Committee on Tactical Combat Casualty Care (TCCC) festgelegte Standard ist eine niedrigvolumige Wiederbelebung, die als permissive Hypotonie bezeichnet wird. Bei Patienten mit Blutungen werden intravenöse kolloidale Flüssigkeiten nur verabreicht, um die therapeutischen Ziele von systolischem Blutdruck ~90, mittlerem arteriellen Blutdruck ~60, tastbarem Puls und/oder Bewusstsein zu erreichen. Es wurden keine Studien durchgeführt, in denen die Auswirkungen der Flüssigkeitsreanimation in einem Blutungsmodell untersucht wurden, wenn hämostatische Mittel verwendet werden. Außerdem kann die Bewegung des Patienten die Blutung aufgrund des fragilen, neu gebildeten Gerinnsels verschlimmern. In keiner Studie wurden die Auswirkungen von Bewegung auf die Blutung untersucht, wenn hämostatische Mittel eingesetzt werden.

Zwei Mittel, die beim Militär weit verbreitet waren, QuikClot (Z-Medica, Wallingford, CT) und WoundStat (TraumaCure, Bethesda, MD), wurden wegen möglicher Komplikationen, insbesondere Gewebeverletzungen bei Patient und Leistungserbringer und Bildung von Mikroembolien, aus dem Bestand des US-Militärs entfernt. Bei den anderen hämostatischen Mitteln sind diese Komplikationen nicht bekannt. Hämostatische Mittel haben sich von körnigen oder feinen Pulvern der ersten Generation zu Oblaten und Schwämmen der zweiten Generation entwickelt. Die neueste Generation sind imprägnierte Verbände, die die Anwendung vereinfachen und Komplikationen verringern sollen.

QuikClot Combat Gauze (QCG) besteht aus Zellwolle/Polyestergaze, die mit Kaolin, einem weißen Alumosilikat, imprägniert ist. Kaolin ist ein inertes Mineral, das die Gerinnung durch Aktivierung des Faktors XII (FXII) fördert, der wiederum den intrinsischen Gerinnungsweg über die Aktivierung des Faktors XI einleitet, der mit der Bildung eines Fibringerinnsels endet. Darüber hinaus fördert Kaolin die Aktivierung des plättchenassoziierten FXI, der den intrinsischen Gerinnungsweg einleitet, was zu einem Gerinnsel führt. Es gibt begrenzte Daten, die die Wirksamkeit von QCG und Kaolin belegen.

2. Methoden

Bei dieser Studie handelte es sich um eine prospektive, zwischen Probanden durchgeführte experimentelle Studie an einem Schweinemodell. Das Protokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) genehmigt, und die Tiere wurden in Übereinstimmung mit dem Animal Welfare Act und dem Guide for the Use of Laboratory Animals behandelt. Es wurde die Mindestanzahl von Tieren verwendet, um ein statistisch gültiges Ergebnis zu erhalten. Anhand der Daten aus früheren Studien von Alam, Pusateri und Sondeen errechneten die Forscher eine große Effektgröße von 0,6. Unter Verwendung von G-Power 3.00 für Windows, einer Effektgröße von 0,6, einer Trennschärfe von 0,80 und einem Alpha von 0,05 wurde eine Stichprobengröße von 22 für diese Studie ermittelt. Zweiundzwanzig Yorkshire-Schweine mit einem Gewicht zwischen 60 und 90 kg () wurden nach dem Zufallsprinzip (pro Gruppe) einer von zwei Gruppen zugewiesen: QCG und eine Kontrollgruppe. Der Grund für die Verwendung dieser Gewichtsspanne war, dass sie den Durchschnitt eines US-Soldaten repräsentiert. Die aktivierte Gerinnungszeit (ACT), die Körpergewichte, die Körperkerntemperaturen, die Menge der 1-Minuten-Blutung, die arteriellen Blutdrücke, die Menge des Blutvolumens, die Menge des NPO-Flüssigkeitsdefizitersatzes und die Menge und der Prozentsatz des Gesamtblutvolumens der anfänglichen Blutung wurden mit einer multivariaten Varianzanalyse (MANOVA) analysiert. Eine MANOVA wurde auch verwendet, um festzustellen, ob es signifikante Unterschiede in Bezug auf die Menge der Blutung über einen Zeitraum von 5 Minuten, die Menge der Wiederbelebungsflüssigkeit und die Anzahl der Bewegungen vor der Blutung gab. Zur Feststellung der Signifikanz wurde ein Tukey-Post-hoc-Test durchgeführt. Diese Studie wurde in 5 Phasen durchgeführt: Einleitung/Stabilisierung, Blutung, Blutverlust, Wiederbelebung und Bewegung.

2.1. Induktions-/Stabilisierungsphase

Die Induktionsphase wurde mit einer intramuskulären Injektion von Ketamin (20 mg/kg) und Atropin (0,04 mg/kg) eingeleitet. Die Probanden wurden in Rückenlage auf einer Sänfte gelagert und in einen Operationssaal gebracht, wo sie mit Isofluran (4 % bis 5 %) inhaliert wurden. Nach dem Legen eines Endotrachealtubus wurde ein peripherer IV-Katheter gelegt, und die Isofluran-Konzentration wurde für den Rest des Versuchs auf 1 bis 2 % reduziert. Die Schweine wurden mit einem Standard-Narkomed-Anästhesiegerät (Dräger, Telford, PA) beatmet. Herzfrequenz, Elektrokardiographie, Blutdruck, Sauerstoffsättigung, endtidales Kohlendioxid und rektale Temperatur wurden während des gesamten Versuchs kontinuierlich überwacht.

Die linke Karotisarterie wurde mit einem 20-G-Angio-Katheter in Cut-down-Technik kanüliert. Dieser wurde an ein hämodynamisches Überwachungssystem (Hewlett Packard, Palo Alto, CA) angeschlossen, um die arteriellen Blutdrücke kontinuierlich zu überwachen. Ein zentraler Venenkatheter wurde mit einer modifizierten Seldinger-Technik für das Flüssigkeitsmanagement und die Blutentnahme eingeführt. Nach dem Legen des Katheters wurde das NPO-Flüssigkeitsdefizit mit 0,9%iger Kochsalzlösung nach der Holliday-Segar-Formel ausgeglichen. Die Prüfärzte verwendeten einen ACT-Test, um alle Probanden vor den Eingriffen auf Koagulopathie zu untersuchen. Die Probanden wurden vor dem Eingriff 30 Minuten lang überwacht, um die hämodynamische Stabilität sicherzustellen. Die Körpertemperatur wurde über eine rektale Sonde überwacht und mit einer Zwangsluft-Wärmedecke auf über 36,0° Celsius gehalten. Um eine penetrierende Verletzung zu simulieren, wurde eine komplexe Leistenverletzung wie von Alam und Kollegen beschrieben erzeugt. Alle Schweine waren vor dem Eingriff hämodynamisch stabil.

2.2. Blutungsphase

Nach der 30-minütigen Stabilisierungsphase wurden die freigelegte Oberschenkelarterie und -vene mit einer Skalpellklinge durchtrennt. Die Schweine durften 1 Minute lang bluten, um die Reaktionszeit eines Sanitäters auf dem Schlachtfeld zu simulieren. Das Blut wurde mit Hilfe von Gaze, saugfähigen Pads unter den Tieren und in einem Absaugkanister mit Hilfe eines Absaugkatheters, der in den distalen Teil der Wunde eingeführt wurde, aufgefangen. Nach einer Minute Blutung wurde proximaler Druck auf die durchtrennten Oberschenkelgefäße ausgeübt, und das Blut wurde gemäß den Richtlinien des Herstellers des hämostatischen Mittels mit Gaze aus der Wunde getupft. Zu diesem Zeitpunkt wurde das QCG in die Wunde gepackt, gefolgt von einer Standard-Wundpackung mit einer Schicht Petroleumgaze und der Rollgaze (Kerlix, Covidien, Mansfield, MA). Die Kontrollgruppe erhielt proximalen Druck und eine Standard-Wundpackung.

Ein fester manueller Druck von 25 lbs per square inch wurde 5 Minuten lang auf die Verletzungsstelle ausgeübt, gemessen mit einer elektronischen Skala, der Thermal Industries of Florida (TIF)-Skala. Die TIF-Waage ist bis auf 0,5 Unzen genau und hat eine Genauigkeit von 0,5 %. Sie wurde zwischen der Sänfte und dem OP-Tisch platziert und gemäß den Anweisungen des Herstellers auf Null gestellt. Allen Probanden wurden 500 ml Hextend in lactated ringer’s solution (Hospira, Inc., Lake Forest, IL) in einer Konzentration von 6 % intravenös verabreicht, in Übereinstimmung mit dem aktuellen, vom Committee on Tactical Combat Casualty Care empfohlenen Wiederbelebungsprotokoll für Schlachtfelder. Nach 5 Minuten direktem manuellen Druck wurde ein 10-Pfund-Sandsack für weitere 30 Minuten auf die Wunde gelegt.

2.3. Blutverlustphase

Nach 35 Minuten Druck auf die Wunde (5 Minuten manueller Druck plus 30 Minuten mit dem Sandsack) wurde der Standarddruckverband entfernt, wobei darauf geachtet wurde, dass das Gerinnsel intakt blieb. Der Grund für die Verwendung der Petroleumgaze war, dass sie das Entfernen des Druckverbandes mit minimaler Unterbrechung des Gerinnsels ermöglichte. Für die Zwecke dieser Studie wurde Hämostase als eine Gerinnselbildung mit Sickerblutung von nicht mehr als 2 % des Gesamtblutvolumens des Schweins über einen Zeitraum von 5 Minuten (~100 ml bei einem 70 kg schweren Schwein) definiert. Der Blutverlust wurde über zwei Zeiträume gemessen: von der ersten Verletzung bis zum Eingriff und nach dem Eingriff bis zum Abschluss der Studie. Der Blutverlust wurde durch Wiegen der Verbände, der Saugkissen unter den Tieren und des aus dem distalen Teil der Wunde abgesaugten Blutes vor und nach der Durchtrennung der Oberschenkelgefäße berechnet.

2.4. Wiederbelebungsphase

Bei den Schweinen, bei denen eine Blutstillung erreicht wurde, wurden 5 Liter kristalloide Infusion schnell über den zentralen Venenkatheter über 5 Minuten verabreicht, um die Flüssigkeitsmenge zu bestimmen, bei der eine erneute Blutung auftrat. In dieser Phase sollte festgestellt werden, ob es einen Unterschied zwischen den QCG- und den Kontrollgruppen in Bezug auf die Menge an kristalloider Flüssigkeit (bis zu 5 Liter) gab, die sie vertragen konnten, bevor eine erneute Blutung auftrat. Wenn es während dieser Intervention zu einer erneuten Blutung kam, wurde die Menge der intravenösen Flüssigkeitszufuhr berechnet, gefolgt von der Bewegungsphase.

2.5. Bewegungsphase

Bei Schweinen, die eine Blutstillung erreichten, bewegten die Untersucher systematisch das Bein auf der Seite der komplexen Leistenverletzung. Auf einem realen Schlachtfeld oder in einem Traumaszenario würde das Personal erhebliche Vorsichtsmaßnahmen treffen, wenn es Kampfopfer bewegt. Es kann jedoch vorkommen, dass die Extremitäten des Patienten von ihm selbst oder von anderen bewegt werden, insbesondere bei der medizinischen Evakuierung. Für die Zwecke dieser Studie wurden folgende Bewegungen durchgeführt: Beugung, Streckung, Abduktion und Adduktion zehnmal hintereinander oder bis zum Auftreten einer erneuten Blutung. Die Beugung bestand in der Bewegung des Beins, bis es die Bauchhöhle berührte, während die Streckung in der Bewegung des Beins bestand, bis es die Streu berührte. Bei der Abduktion und Adduktion wurde das Bein so lange bewegt, bis keine weitere Bewegung mehr möglich war. Auf jede Beugung folgte eine Streckung, und auf jede Abduktion folgte eine Adduktion. Die Anzahl der Bewegungen wurde gezählt, bis eine Anzahl von bis zu 40 (10 von jeder Bewegung) erreicht war oder bis es zu einer Blutung kam (2 % des Blutvolumens).

3. Ergebnisse

Es gab keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen in Bezug auf die Menge der anfänglichen 1-Minuten-Blutung (): Die QCG-Gruppe lag zwischen 149 und 1004 ml (, ml); die Kontrollgruppe lag zwischen 100 und 992 ml (, ml). Es gab keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen ( 0,83) in Bezug auf die ACT, die Körpergewichte, die Körperkerntemperaturen, die Höhe der 1-Minuten-Blutung, die arteriellen Blutdrücke, die Höhe des Blutvolumens, die Höhe des NPO-Flüssigkeitsdefizits und die Höhe und den Prozentsatz des Gesamtblutvolumens, was darauf hindeutet, dass die Gruppen bei diesen Parametern gleichwertig waren. Die ACT lag bei allen Probanden innerhalb der normalen Grenzen.

Es gab signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen in Bezug auf die Menge der Blutung über einen Zeitraum von 5 Minuten, die Menge der Wiederbelebungsflüssigkeit und die Anzahl der Bewegungen vor der Blutung (). Zur Bestimmung der Signifikanz wurde ein Tukey-Post-hoc-Test durchgeführt. Es gab einen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen in Bezug auf die Blutungsmenge (), die Menge der Wiederbelebungsflüssigkeit vor der erneuten Blutung () und die Anzahl der Bewegungen (). Die Blutungsmenge in der QCG-Gruppe reichte von 0 bis 514 ml (, mL); in der Kontrollgruppe reichte sie von 0 bis 1002 ml (, mL). Die Menge der Wiederbelebungsflüssigkeit in der QCG-Gruppe reichte von 3000 bis 5000 mL (, mL); die Kontrollgruppe reichte von 0 bis 3000 mL (, mL). Die Anzahl der Bewegungen lag in der OCG-Gruppe zwischen 3 und 40 (, ), in der Kontrollgruppe zwischen 0 und 9 (, ). Die Tabellen 1, 2 und 3 enthalten eine Zusammenfassung der Ergebnisse.

4. Diskussion

Das Committee on Tactical Combat Casualty Care des US-Militärs ist für die Entwicklung von Richtlinien für die Behandlung verwundeter Militärangehöriger zuständig. Es empfiehlt QCG als Hämostatikum der ersten Wahl für die Behandlung von schweren Blutungen. Es gibt nur wenige Daten, die die Wirksamkeit von QCG belegen. Pusateri et al. kamen zu dem Schluss, dass QCG in einem Tiermodell mit schweren Leberverletzungen eine Hämostase bewirkt und den Blutverlust und die Sterblichkeit verringert. Es gibt mehrere retrospektive Studien zu QCG, die zu gemischten Ergebnissen führten. Laut Ran et al. waren drei von vierzehn Fällen, in denen QCG bei verwundeten Soldaten eingesetzt wurde, nicht von Erfolg gekrönt. Rhee et al. untersuchten 103 Fälle des Einsatzes von QCG und stellten fest, dass das Mittel in 92 % der Fälle wirksam war. Devlin et al. stellten fest, dass das Mittel bei Verletzungen der unteren Extremitäten der Standardgaze nicht überlegen war. Schließlich gibt es nur begrenzte anekdotische Hinweise auf die Wirksamkeit von QCG. Die US-Armee hat sich zum Ziel gesetzt, dass jeder Soldat ein blutstillendes Mittel bei sich trägt, aber es müssen noch weitere Forschungen durchgeführt werden, um das wirksamste und kostengünstigste Mittel zu ermitteln.

Einige Forscher haben die metabolischen Vorteile der Flüssigkeitsreanimation hervorgehoben. Diese Vorteile müssen jedoch gegen die nachteiligen Auswirkungen einer erneuten Blutung abgewogen werden. Der mit einer erneuten Blutung verbundene Blutverlust führt zu einer erhöhten Morbidität und Mortalität. Der Standard für die Versorgung von Verwundeten beim US-Militär ist eine permissive Hypotonie durch die Verwendung einer niedrigvolumigen Kolloidlösung. Die Ergebnisse der aktuellen Studie deuten darauf hin, dass bei Verwendung von QCG die in der Versuchsgruppe gebildeten Gerinnsel im Vergleich zu den in der Kontrollgruppe gebildeten Gerinnseln robuster waren. Darüber hinaus bietet das durch QCG gebildete Gerinnsel einen schützenden Vorteil, der mehr Spielraum bei der Flüssigkeitsreanimation und ein geringeres Risiko für erneute Blutungen ermöglicht. Die erhöhte Menge an intravenöser Flüssigkeit kann in der QCG-Gruppe besser vertragen werden als in der Kontrollgruppe. Außerdem sollten die Leistungserbringer darauf achten, dass ein Patient, der eine Wunde und eine Blutung hatte, nicht bewegt wird; die Ergebnisse dieser Studie zeigen jedoch, dass das Gerinnsel robust genug ist, um Bewegungen standzuhalten.

Pusateri skizzierte die idealen Eigenschaften von hämostatischen Mitteln für den zivilen und militärischen Gebrauch. Dazu gehören (1) die Fähigkeit, arterielle und venöse Blutungen aus großen Gefäßen innerhalb von 2 Minuten nach der Anwendung schnell zu stoppen, wenn sie durch eine Blutlache auf eine aktiv blutende Wunde aufgetragen werden; (2) keine Notwendigkeit zum Mischen oder zur Vorbereitung vor der Anwendung; (3) einfache Anwendung durch das verwundete Opfer, den Kameraden oder den Sanitäter; (4) geringes Gewicht und Haltbarkeit; (5) lange Haltbarkeit in extremen Umgebungen; (6) sichere Anwendung ohne Risiko der Verletzung von Geweben oder der Übertragung von Infektionen; (7) kostengünstig. Der QCG erfüllt jedes dieser Kriterien. Die wasserdichte QCG-Verpackung ließ sich dank ihrer Ziehharmonikafaltung leicht öffnen und in die Wunde legen. Dank der Vakuumverpackung lässt es sich leicht in Taschen, Rucksäcken oder Sanitätsrollen transportieren. Außerdem kann QCG von Ärzten, Krankenschwestern, Sanitätern und normalen Bürgern bei der Notfallversorgung leicht verwendet werden. Darüber hinaus ist QCG drei Jahre lang haltbar, von der FDA zugelassen und wird derzeit vom US-Militär eingesetzt. In dieser Studie stellten die Forscher fest, dass der Wirkstoff keine Wärme erzeugt, also keine exotherme Reaktion, und dass es keine offensichtlichen Anzeichen von Gewebeschäden gab. Die Kosten für QCG variieren, liegen aber zwischen 35,00 und 40,00 $ pro Anwendung im Vergleich zu anderen häufig verwendeten hämostatischen Mitteln, Celox und TraumaDEX. Celox kostet zwischen $23,00 und $28,00 und TraumaDEX zwischen $20,00 und $25,00.

5. Schlussfolgerung

Ziel dieser Studie war es, die Wirksamkeit von QCG im Vergleich zu einer Kontrollgruppe auf die Blutungskontrolle, die Menge der kristalloiden Volumeninfusion auf die Re-Blutung und die Auswirkung von Bewegung auf die Blutung zu vergleichen. Die klinischen Implikationen sind, dass QCG bei der Kontrolle der Blutung wirksam ist, einen größeren Spielraum bei der Verabreichung von Wiederbelebungsflüssigkeit bietet und die Gewissheit bietet, dass mit dem Mittel gebildete Gerinnsel Bewegungen ohne erneute Blutungen zulassen. Diese Bewegungen waren schwerwiegend und sollten bei Patienten mit einer Leistenverletzung vermieden werden.

Anerkennung

Diese Forschungsarbeit wurde vom TriService Nursing Research Program, Uniformed Services University of the Health Sciences, gesponsert; die Informationen oder der Inhalt und die Schlussfolgerungen stellen jedoch nicht notwendigerweise die offizielle Position oder Politik des TriService Nursing Research Program, der Uniformed Services University of the Health Sciences, des Verteidigungsministeriums oder der US-Regierung dar, noch sollte daraus eine offizielle Befürwortung abgeleitet werden.