微创体外循环在心胸外科手术中的优势

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传统的体外循环的缺陷。1.血液稀释,血液成分的过度稀释不仅影响依赖红细胞的气体转运,也对血小板,依赖体液因子的凝集,以及依赖血浆蛋白的血管内胶体渗透压等造成影响[1],从而影响了血液动力学稳定性; 2.血液与异物面接触,造成凝血和纤溶系统激活,补体激活,缓激肽释放,引起炎性反应[2,3]; 3.引起血小板的消耗,部分蛋白质的变性等,从而造成病人的术后早中期中风、神经认知功能失调等并发症发生率增加。

微创体外循环大大改善了传统体外循环的缺陷。其共同特点是:①微型化,预充量小,血液稀释少;②具有表面涂层,生物相容性好,炎性反应轻微;③密闭化及具有静脉排气系统避免血气界面;④术野吸回的血液经处理后回输;⑤安装方便,灵活性强。

目前国外已经研制出了一批新型的体外循环设备,简单介绍如下:

1. 心肺转流环路的微型化不但减少了血液的异物接触面,降低了炎性反应[4,5],而且可以在很大程度上减少预充量,降低血液稀释,也可以较安全的进行自体血液预充动静脉管路,微型化是各种新型体外循环设备共同追求的特点。

(1) Cardiovention公司的CORx系统的最大特点就是将离心泵与膜肺巧妙紧凑地集成,离心泵位于底部,引流的静脉血直接进行氧合,不需要静脉储血罐,血液接触面积只有1.2m2,由于体积小,可以放置在距离病人很近的位置。包括管路总的预充量仅400ml[6]。有证据表明术毕给鱼精蛋白后HCT和血小板的数量与不停跳搭桥很接近,证明此系统对血液稀释及止血功能影响很小。

(2) Dideco公司的ECC.O系统和Sorin公司的IDE AL系统,前者将离心泵、膜肺、变温器进行了集成,预充量可以减少到380ml,血液接触面积只有1.1m2,而且最大流量可以达到5L/min。后者则将动脉滤器也集成到里面,最大限度的减少了管道的需要和预充量,是目前世界上设计最先进的系统。

2. 研究表明表面涂层技术可以改善CPB环路的生物相容性,减少炎性反应[7],凝血酶的形成[8]和术后的认知功能失调[9]等并发症。目前很多公司都研制出了自己的涂层,主要分为肝素涂层和非肝素涂层两大类,

(1) 肝素涂层主要有Medtronic公司的Trillium和Carmeda的肝素生物相容性涂层技术。前者氧化聚乙烯(PEO)链形成一水合动力表面,来排斥血浆中的蛋白,同时通过磺酸盐起到抗凝作用,带电荷的表面具有抗血栓作用,在大约10%的PEO链的末端结合着肝素。Carmeda肝素涂层则通过共价键将肝素的一端结合在表面,具有抗凝活性序列一端与血液接触抑制纤维蛋白形成。

(2) 非肝素涂层不会干扰血液的生理状态,主要有Terumo公司的非肝素X-coating涂层,其通过在表面形成的亲水界面来阻止血小板的黏附及蛋白质与表面接触而变性;Dideco公司使用的是磷酸胆碱聚合物涂层;COBE公司使用SMARxT涂层(surfacemodifyingadditive)等。这些涂层的作用经过动物及临床实验都已证明具有较好的生物相容性,可以降低炎性反应[7],减少术后并发症的发生率[9]。

(3) 减少或消除血液与气体接触面可以减轻炎症反应[10,11],还可以避免使用硅油等消泡剂脱落而造成的栓塞。很多微体外循环系统都采用了密闭的环路。由于不能绝对避免静脉插管端的进气,这些系统都同时具有静脉排气系统。

Medtronic公司的RestingHeartSystem的最突出特点是它的AAR-1000静脉血自动排气系统,是目前唯一的自动排气系统,它的超声液面探头可以检测到0.065～0.5ml的气体,当静脉排气装置内气体积聚,液面下降时,就会出现声光两种警报。同时打开负压抽吸排气阀,排完后自动关闭并提示。Dideco公司的ECC.O系统使用气体清除控制模块和Stockert电子远端控制钳来进行静脉的气体排除。Sorin公司的IDEAL系统采用了手动的静脉排气系统,免除了自动静脉排气系统所需的大量的费用。Cardiovention公司的CORx系统[7]和Jostra公司的MECC系统[12]也都使用了密闭的环路和静脉排气装置。

3. 复杂的安装步骤和较小的适用范围不利于临床上的使用,因此目前许多产品都具有非常简单的安装步骤和广泛灵活的适用范围。例如Terumo的Mini-X体外循环系统只有四处需要连接安装,一种型号可以适用于32～163公斤的患者。Dideco公司的ECC.O系统可以用于完全的心肺转流,也可进行不停跳心脏手术的循环辅助。

目前的研究结果表明使用微创体外循环设备具有很重要的临床意义:减少术后出血;减少对红细胞、血小板与新鲜血浆的需要;减少呼吸机的使用时间;减少ICU的停留时间,以及减少病人护理费用等。由于微创体外循环技术的发展正处于初级阶段,每种设备都有一定的不足,还需要进一步完善。

波*

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