Adrianus J. de Vries, Y. John Gu, Yvonne L. Douglas, Wendy J. Post, Harm Lip, Willem van Oeveren, Evaluarea clinică a unui nou filtru de îndepărtare a grăsimilor în timpul chirurgiei cardiace, European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, Volumul 25, Ediția 2, februarie 2004, paginile 261–266, https://doi.org/10.1016/j.ejcts.2003.11.011

îndepărtare

Abstract

1. Introducere

Recent, microemboli de grăsime au fost demonstrați în țesutul cerebral după bypass cardiopulmonar (CPB) [1]. Acestea au fost legate de retransfuzia sângelui de aspirare a cardiotomiei [2] și asociate cu disfuncție neurocognitivă postoperatorie [3]. Prin urmare, atenția se concentrează din nou asupra efectelor adverse ale retransfuziei sângelui de aspirare a cardiotomiei în timpul intervenției chirurgicale cardiace. În plus, rolul grăsimilor asupra leziunilor organelor ar fi putut fi subestimat, deoarece microembolii grași nu au fost demonstrați numai în țesutul cerebral după CPB, ci și în țesutul pulmonar [4]. În experimentele pe animale, injectarea acizilor grași liberi (FFA), în special a acidului oleic, produce în mod constant dezvoltarea unui sindrom de detresă respiratorie acută [5]. În cele din urmă, depozitele de grăsime au fost demonstrate în țesutul renal [6], precum și în urină după CPB [7].

2 Material și metode

2.1 Pacienți

După aprobarea comitetului de investigație umană instituțională și consimțământul pacientului, 28 de pacienți programați pentru CABG au fost randomizați prospectiv la grupa I: filtrarea grăsimii sângelui de aspirare a cardiotomiei în timpul CPB (n = 14) sau II: pacienții de control fără filtrare (n = 14). Criteriile de excludere au fost boala pulmonară preexistentă, boala vasculară cerebrală, diabetul zaharat, intervenția chirurgicală de urgență și reoperarea. Probele de sânge au fost extrase din artera radială (1) după inducerea anesteziei, (2) la sfârșitul operației, (3) după 3 ore în UCI și (4) în dimineața primei zile post-operatorii . Din probele de sânge prelevate pre-operator și post-operator în zilele 1, 2 și 6, clearance-ul creatininei a fost calculat conform formulelor Cockcroft [11].

2.2 Anestezie și perfuzie

Anestezia a fost indusă și menținută prin perfuzie intravenoasă de midazolam (0,1 mg kg -1) și sufentanil (1,5 μg kg -1), așa cum s-a descris anterior [12]. Pancuroniul (0,1 mg kg -1) a fost utilizat pentru relaxarea musculară. Dexametazona (1 mg kg -1) a fost administrată după inducție. Managementul ventilatorului a vizat normocapnia pe toată durata operației și în unitatea de terapie intensivă (UCI), cu o fracție de oxigen inspiratorie de 0,4, o presiune expiratorie pozitivă de 6cmH2O și un volum mareic de 6-8 ml kg -1. Pentru anticoagulare a fost utilizată heparină pulmonară bovină (300 UI kg -1). Acest lucru a fost monitorizat de timpul de coagulare activat cu celită (ACT; International Technidyne, Edison, NJ, SUA) și menținut la o valoare ≥400 s. După CPB, heparina a fost neutralizată de protamină (300 UIkg -1).

Circuitul extracorporeal a constat din pompe cu role (Stöckert, München, Germania), un oxigenator cu fibre goale (Sarns Turbo, 3M, St Paul, MN, SUA) și un filtru de linie arterială standard (Affinity 38μ, Medtronic, Minneapolis, MN, SUA) . Amorsarea a constat din 500 ml hidroxietil amidon 10% (Haes, Fresenius, Bad Homburg Germania) și 1000 ml soluție Ringer lactată. Debitul pompei a fost ajustat la 2,4 l m -2 pe min. Temperatura nazofaringiană în timpul CPB a fost menținută la 32 ° C.

2.3 Procedura de filtrare

În grupul filtrant, sângele de aspirare a cardiotomiei a fost colectat într-un rezervor separat de cardiotomie (ATR120, Fresenius, Bad Homburg, Germania) din momentul în care ACT a fost ≥400 s. După eliberarea clemei încrucișate aortice, acest sânge de cardiotomie a trecut prin gravitație printr-un filtru de îndepărtare a grăsimii (LipiGuard, Pall, Portsmouth, Marea Britanie) în rezervorul de cardiotomie al circuitului CPB. După fiecare 600 ml de sânge cardiotomic s-a folosit un nou filtru. În grupul de control, sângele de aspirare a cardiotomiei a fost colectat direct în rezervorul de cardiotomie al circuitului CPB din momentul în care ACT a fost ≥400 s.

În ambele grupuri, sângele rezidual din circuitul extracorporeal după CPB a fost colectat într-o pungă de transfuzie și transfuzat în pacient utilizând un sistem de transfuzie standard.

2.4 Măsurători

Când 200 ml de sânge au trecut prin filtru, probele au fost prelevate simultan înainte și după filtr. Din sângele anticoagulat EDTA, hematocritul, trombocitele și numărul total de celule albe din sânge au fost determinate de un contor de celule electronice (Cell-Dyn 610, Abbott, Santa Clara, CA, SUA). Nivelurile de trigliceride au fost determinate cu un test biochimic (Sigma, St Louis, MO, SUA).

Pentru a evalua capacitatea filtrelor, s-au prelevat probe de sânge din patru filtre suplimentare la pacienți separați după ce 50, 200 și 600 ml de sânge au trecut prin filtru. Din aceste probe, numărul de trombocite și celule albe totale din sânge și nivelurile de trigliceride au fost măsurate ca înainte.

În plus, pentru a evalua efectele calitative ale filtrării, cromatografia în strat subțire modificată conform Folch [13] a fost efectuată pe probe înainte și după filtr și pe o probă de sânge a pacientului înainte de CPB, precum și pe probele de sânge prelevate pentru evaluarea capacității filtrului. Pe scurt, plasma a fost extrasă cu un amestec de cloroform - metanol. Extractul a fost amestecat cu hidroxitoluen butilat pentru a evita oxidarea și după uscare s-a soluționat în cloroform. Pe o placă de siliciu s-au aplicat probe de 10 μl. Acesta a fost efectuat cu un amestec de n-hexan - dietileter - acid acetic și dezvoltat cu sulfat de cupru în acid fosforic. Au fost deslușite cinci benzi: esteri de colesteril, trigliceride, FFA, colesterol și fosfolipide. Pentru o evaluare semicantitativă a cromatografiei, benzile au fost scanate de calculator și intensității benzilor i s-a atribuit un scor de la 0, fiind total alb până la 100, fiind total negru. Valorile date în Tabelul 3 sunt aceste scoruri computerizate de densitate.

Deoarece am constatat o conservare semnificativă a numărului de trombocite după filtrare, incluzând un număr semnificativ mai mare de trombocite circulante postoperatorii în grupul de filtrare, am analizat retrospectiv adsorbția materialului filtrant al factorului de activare a trombocitelor (PAF). Prin urmare, am incubat 40 mg bucăți de material filtrant cu 0,05 mM PAF C-18 purificat (Sigma, St Louis, MO, SUA) care a fost apoi adăugat la plasma proaspătă bogată în trombocite din sânge voluntar sănătos. Agregarea trombocitelor a fost comparată între PAF C-18 cu sau fără pre-incubație cu material filtrant prin agregometrie optică (Chronolog, Havertown, PA, SUA).

2.5 Statistici

Mărimea eșantionului pentru acest studiu a fost calculată pe baza presupunerii că filtrul de grăsime ar elimina cel puțin 50% din grăsimea din sângele de aspirare a cardiotomiei chirurgicale. Prin urmare, ar fi necesari doisprezece pacienți cu o putere de 0,8 și o a de 0,05. Toate datele sunt prezentate necorectate pentru hemodiluție și exprimate ca medie ± eroare standard, cu excepția cazului în care se specifică altfel. Pentru compararea datelor unice între grupuri, a fost utilizat un test t cu două cozi. Pentru compararea măsurătorilor înainte și după filtr, s-a folosit testul Student t asociat. Analiza bidirecțională a varianței (ANOVA) pentru măsurători repetate a fost utilizată pentru a determina efectele timpului, grupului și interacțiunii pe diferite puncte de timp. În caz de sfericitate cu mai multe eșantioane, s-au făcut ajustări cu efect de seră-Geisser (ε). Pentru a permite comparații multiple, rezultatele au fost corectate folosind metoda diferenței minime pătrate. O valoare P ≤0,05 a fost considerată semnificativă statistic.

3. Rezultate

Ambele grupuri au fost similare în ceea ce privește vârsta, sexul, lungimea, greutatea, hematocritul (P = 0,16), clearance-ul creatininei, grefele și timpul CPB (P = 0,2). Datele demografice sunt rezumate în Tabelul 1 .

3.1 Caracteristicile filtrului

Cantitatea de sânge de aspirare a cardiotomiei a fost de 1104 ± 152 ml cu un hematocrit de 19 ± 1,4%. Nivelul inițial al trigliceridelor plasmatice la pacienți a fost de 1,02 ± 0,15 mmol l -1. Filtrul a îndepărtat 30% din trigliceride și a redus leucocitele cu 47% și trombocitele cu 35% (Tabelul 2). Cromatografia în strat subțire a relevat că după filtrare, FFA-urile, trigliceridele și fosfolipidele au fost reduse (Tabelul 2). Eficacitatea filtrului a scăzut ușor în timpul celor 600 ml de sânge care au trecut prin filtru. După 600 ml de sânge, filtrul a îndepărtat 13% din trigliceride și a redus leucocitele cu 34% și trombocitele cu 31%. Cromatografia în strat subțire a acestor patru filtre după 600 ml a relevat același model ca după 200 ml, cu reduceri ale FFA, trigliceridelor și fosfolipidelor. Timpul necesar pentru a trece 200 ml de sânge sub gravitație la o înălțime de 90 cm a fost de 2 min 40s ± 13 s, iar pentru 600 ml acest timp a fost de 7 min ± 20 s. Nu am găsit adsorbție de PAF (hidrofob) pe materialul filtrant, cu excepția efectului său asupra conservării trombocitelor din sânge.

3.2 Efecte clinice

Clearance-ul creatininei calculat a fost mai mare în grupul de filtrare în prima zi post-operatorie (P = 0,04; Tabelele 1 și 3). Cele două grupuri au fost similare în ceea ce privește aportul de lichide, diureza, pierderea sângelui, funcția pulmonară și leziunea miocardică (Tabelul 3). În grupul de control, un pacient a avut un infarct miocardic (definit ca unda Q nouă pe ECG și CK> 180 U/l cu CK-MB> 10% din total), un pacient a avut pierderi majore de sânge și un pacient a dezvoltat funcție renală tulburări funcționale cu un nivel seric de creatinină de 231 mmol l −1. În general, șederea în spital a fost puțin mai scurtă în grupul de filtrare (Tabelul 3). Se remarcă faptul că angajații din cadrul UI și spital au fost orbiți de grupurile de studiu.

Rezultate clinice în prima zi postoperatorie și spitalizare

Rezultate clinice în prima zi postoperatorie și spitalizare

PaO2 a prezentat un efect de timp (P = 0,001), dar nu a existat nicio diferență între grupuri (P = 0,25; Fig. 1). Gradienții A-a au prezentat un efect de timp (P Fig. 1).

Tensiunea arterială a oxigenului (PaO2) și gradienții de oxigen alveolar-arterială (Aa) în grupul filtrului de grăsime și în grupul de control nefiltrat preoperator (pre-op), la sfârșitul operației (end-op), după 3 ore în unitatea de terapie intensivă (3 ore UCI) și în dimineața primei zile postoperatorii (ziua 1). Valorile afișate sunt mijloacele estimate de modelul de măsurare repetat cu eroare standard. PaO2 a arătat un efect de timp (P = 0,009), dar nu a existat nicio diferență între grupuri. Gradienții A-a au prezentat un efect de timp (P Fig. 2, Tabelul 3). A existat un efect de timp (P Fig. 2).

Am găsit o eficacitate globală mai mică a filtrului în cadrul clinic al studiului nostru decât s-a raportat anterior într-un cadru de laborator cu sânge reconstituit [10]. Recent s-a demonstrat că compoziția sângelui de aspirare a cardiotomiei este diferită și că o temperatură scăzută crește eficacitatea filtrului [18]. Acest lucru ar putea explica rezultatele noastre și este susținut de un alt studiu clinic care a arătat, de asemenea, o eficacitate moderată a acestui filtru la trei pacienți ortopedici [19]. FFA-urile sunt legate de albumina. Albumina plasmatică se reduce prin hemodiluție după CPB. Din acest motiv nu am folosit un prim cu albumina, ci am folosit în schimb hidroxietil amidon, care nu se știe că interferează cu legarea FFA.

Cu aproximativ 85 ml/min, filtrul părea să aibă un flux mare în timpul transfuziei sub gravitație. Cu toate acestea, un flux mare reduce timpul de contact dintre sânge și mediul filtrant și, prin urmare, poate duce la o eficiență mai mică a filtrului [20]. Astfel, eficiența filtrului poate fi îmbunătățită prin acoperirea fibrelor sau, alternativ, prin împachetarea mai multor materiale filtrante în carcasă. Această din urmă opțiune ar reduce debitul peste filtru. Cu toate acestea, un debit de 30 ml/min ar trebui să fie suficient pentru a filtra 1,5 l, ceea ce este egal cu cantitatea de sânge aspirat de cardiotomie, în timpul unui timp de prindere încrucișată de 45 de minute. Pentru utilizarea pe scară largă a filtrului de îndepărtare a grăsimilor va fi nevoie de o capacitate mai mare, deoarece rezultatele noastre au indicat faptul că filtrul s-a saturat după 600 ml, necesitând schimbarea.

Nu am măsurat nivelul lipoproteinelor în acest studiu. Lipoproteinele constau dintr-un strat de fosfolipide care acoperă trigliceridele și esterii colesterolului. Aceste complexe sunt necesare pentru a facilita transportul lipidelor prin compartimentul cu plasmă. Obiectivul identificării mai multor subgrupuri de lipoproteine ​​constă în contribuția lor la profilul de risc aterosclerotic. Nu acesta a fost scopul acestui studiu. Mai mult, am speculat că eliberarea de grăsime în timpul operației ar rezulta în principal din deteriorarea mecanică prin manipulare chirurgicală și forțe de forfecare. Acest lucru ar duce la o eliberare directă a trigliceridelor și a FFA pe care le-am măsurat.

Mai multe descoperiri clinice din acest mic studiu pilot sugerează un efect benefic al filtrului. Primul este clearance-ul creatininei mai mare calculat în grupul de filtrare în prima zi postoperatorie, având în vedere un echilibru fluid fluid postoperator similar. Embolii grași s-au demonstrat în rinichi după CPB [6] și, de asemenea, după sindromul experimental de embolie grasă [21].

Al doilea este numărul mai mare de trombocite postoperatorii din grupul de filtrare. Trombocitele și leucocitele din sângele de aspirare a cardiotomiei sunt activate în prezența factorului de grăsime și țesut din pericard [22]. Astfel, îndepărtarea trombocitelor și a leucocitelor de către filtru poate fi avantajoasă și de protecție împotriva răspunsului inflamator sistemic și a formării trombului.

S-a raportat că trombocitele activate nu rămân în circulație, dar sunt curățate activ [23]. Acest lucru poate explica numărul mai mare de trombocite circulatorii post-operatorii din grupul de filtrare, sugerând că trombocitele au fost mai puțin activate decât în ​​grupul de control. Adsorbția directă a PAF de către filtru nu a fost prezentată ca un mecanism al numărului mai mare de trombocite circulante după filtrare. Nu am determinat nivelurile de β-tromboglobulină, deoarece efectele filtrului asupra numărului de trombocite circulante nu erau de așteptat. Măsurarea activării leucocitelor, de exemplu prin determinarea CD11/CD18, ar fi putut clarifica numărul mai mic de leucocite circulante postoperatorii în grupul de filtrare, deoarece se știe că FFA au ca rezultat exprimarea suprafeței și activitatea CD11b pe neutrofile umane [17]. ].

Al treilea este oxigenarea postoperatorie. Deși nu este semnificativ diferit în sine din cauza dimensiunii reduse a eșantionului, faptul că gradienții postoperatori Aa au fost mai mici, iar valorile postoperatorii PaO2 au fost mai mari în grupul de filtrare sugerează că în grupul de filtrare a avut loc o leziune pulmonară mai mică. . Acest lucru poate fi explicat prin faptul că filtrul a redus semnificativ FFA-urile, cunoscute pentru efectele lor dăunătoare asupra funcției pulmonare [5]. În plus, filtrul a îndepărtat, de asemenea, o porțiune semnificativă din leucocite din aspirația sângelui. Am arătat anterior că filtrarea leucocitelor a îmbunătățit funcția pulmonară postoperatorie [24].

Există mai multe alte posibilități pentru gestionarea sângelui de aspirare a cardiotomiei. Economisitoarele de celule sunt din ce în ce mai utilizate, dar aceste dispozitive ar putea fi mai puțin decât ideale din mai multe motive. În primul rând, grăsimea nu este complet îndepărtată de către economisitorii de celule [25, 26]. Astfel, ca o consecință, chiar și sângele de economisire a celulelor poate beneficia de aplicarea unui filtru de îndepărtare a grăsimii înainte de retransfuzie. În al doilea rând, utilizarea lor este costisitoare și necesită atenție și timp pentru procesare. În schimb, filtrele pentru eliminarea grăsimilor sunt mai ieftine, aproximativ 25% din costul unui economizor de celule, sunt foarte ușor de utilizat și sângele procesat este disponibil imediat. Kaza a găsit economisitori de celule nu mai eficienți decât aplicarea unui filtru după rezervorul de cardiotomie pentru eliminarea embolilor de grăsime mici și mari [14]. În al treilea rând, sângele de economisire a celulelor procesat conține niveluri crescute de interleukină I [9] și leucocite activate [27], care pot agrava reacția inflamatorie asociată cu CPB.

Există neajunsuri în acest studiu. A fost insuficient pentru a detecta diferențele clinice între grupuri. Pe baza rezultatelor noastre, cel puțin 35 de pacienți din fiecare grup au trebuit să fie incluși pentru a demonstra diferențe clinice cu o putere de 0,8 și o α de 0,05. Cu toate acestea, rezultatele noastre sugerează că ar merita efectuarea unui astfel de studiu. Mai mult, folosim dexametazonă în mod obișnuit pentru toți pacienții noștri pentru a reduce reacția inflamatorie după CPB. Incidența sindromului emboliei grase a fost redusă într-un studiu clinic randomizat prospectiv, în care s-au administrat steroizi pentru a preveni efectele sindromului emboliei grase [28]. Prin urmare, efectele filtrului de îndepărtare a grăsimilor asupra deteriorării organelor ar putea fi mai pronunțate decât s-a demonstrat în acest studiu. În al treilea rând, nu am folosit un rezervor de cardiotomie separat în grupul de control. În schimb, sângele cardiotomiei a fost amestecat treptat cu sângele pacienților pe toată perioada CPB, ca de obicei. Această amestecare treptată ar fi putut reduce efectele transfuziei de sânge cardiotomic în grupul de control.

În concluzie, rezultatele noastre demonstrează că filtrul de îndepărtare a grăsimilor a eliminat aproximativ 40% din grăsimi, leucocite și trombocite din sângele de aspirare a cardiotomiei. Eficiența și capacitatea filtrului ar trebui îmbunătățite și ar trebui efectuat un studiu prospectiv al efectelor asupra deteriorării organelor postoperatorii. Cu toate acestea, aplicarea unui filtru de grăsime nu este răspunsul final la o reducere a microembolilor. Se estimează că 60% din emboli în timpul intervenției chirurgicale sunt cauzate de manipularea chirurgicală [3]. Cu toate acestea, prezența microembolilor de grăsime cerebrală justifică faptul că se depune toate eforturile pentru a reduce sarcina de grăsime pentru pacient.