心臟常用心臟停搏液的臨床應(yīng)用

心臟常用心臟停搏液的臨床應(yīng)用

體外循環(huán)心內(nèi)可視化手術(shù)是治療各種先天性心臟病和后天性心臟病的常用方法。目前絕大多數(shù)的手術(shù)都采用心臟停搏體外循環(huán)下手術(shù)。心臟停搏灌注技術(shù)作為體外循環(huán)心內(nèi)直視手術(shù)中心肌保護(hù)的重要措施,心臟停搏液的應(yīng)用必不可少?，F(xiàn)就目前臨床常用心臟停搏液作一綜述。1復(fù)配以降低氧耗為目的的心臟停博改善心肌能量人類心臟常溫下缺血20分鐘即可造成不可逆的損傷,如何減輕心臟損傷幾十年來一直是研究的熱點(diǎn)。心臟停搏液作為心肌保護(hù)的重要措施,一方面可使心臟停搏于舒張期,中止其電機(jī)械活動,常溫下心臟停搏即可減少90%的氧耗。它降低心肌細(xì)胞代謝,減少能量需求并維持心肌細(xì)胞的代謝需要,改善心肌能量儲備;另一方面提供安靜無血手術(shù)野,使心臟外科醫(yī)生能夠在有限的時間內(nèi)完成各種高難復(fù)雜的心臟手術(shù),避免心肌損傷,保證術(shù)后心功恢復(fù)。2臨床常用的停博液心臟停搏液的應(yīng)用已有50多年的歷史,研究者們對其成分不斷改進(jìn),制造出了各種不同的停博液,其最終目的都是為了改善心肌保護(hù)效果。全世界各個醫(yī)院都在使用各種自制的心臟停搏液。據(jù)統(tǒng)計,美國心臟移植術(shù)中有167種心臟停搏液?，F(xiàn)在臨床常用的停搏液主要有兩類:晶體停搏液和含血停搏液。常用的晶體停搏液包括冷晶體St.Thomas液和HTK液。2.1晶體停奮液2.1.1sth液的使用效果St.Thomas(STH)液包括St.ThomasⅠ液和St.ThomasⅡ液,是經(jīng)典的細(xì)胞外液型心臟停搏液,國內(nèi)最為常用。St.ThomasⅡ液在St.ThomasⅠ液基礎(chǔ)上有所改進(jìn),去除了作為添加成分的普魯卡因。STH液為高鉀停博液,K+濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于細(xì)胞外的水平。其作用原理是停搏液中的高濃度鉀使心肌膜部分去極化,鈉通道失活,快反應(yīng)心肌細(xì)胞無法形成鈉電流介導(dǎo)的快反應(yīng)動作電位,心臟無法收縮,于舒張期停搏。STH液使心臟快速停跳,效果明確,配制簡單,使用方便,價格低廉,在心臟外科手術(shù)中被廣泛應(yīng)用。心肌保護(hù)效果確切,在成熟心肌的保護(hù)中占有非常重要的地位,尤其是在缺血持續(xù)時間較短的心臟外科手術(shù)中保護(hù)效果更為明顯。但是STH液要求每30分鐘復(fù)灌,復(fù)灌時手術(shù)醫(yī)生不得不暫停手術(shù)。對于一些復(fù)雜的先心手術(shù),有些操作需要一次性完成,反復(fù)灌注會給手術(shù)操作帶來不便。高鉀可造成心肌局灶性壞死和冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞的損傷,同時STH液未加入非滲透性的物質(zhì),快速灌注和再灌注會加重心肌水腫。另外,高鉀停博液使細(xì)胞膜去極化,進(jìn)而導(dǎo)致持續(xù)Na+/Ca2+窗口電流離子交換,引起持續(xù)性能量消耗和Ca2+超載,致使線粒體損傷、細(xì)胞死亡,引發(fā)術(shù)后心功能不良和缺血再灌注損傷。還有研究發(fā)現(xiàn),低于22℃時單一應(yīng)用STH2液并不能抑制竇房結(jié)慢反應(yīng)心肌細(xì)胞自發(fā)低幅動作電位的產(chǎn)生,需結(jié)合低溫等多項措施。2.1.2灌注htk液HTK液(thehistidine-tryptophan-ketoglutaratesolution;Custodiol),又稱康斯特保護(hù)液,為一種細(xì)胞內(nèi)液型心臟停搏液,由Bretschneider教授研制而成,是目前歐洲臨床應(yīng)用最廣泛的心臟停搏液及器官保存液。它最顯著的特點(diǎn)是低鈉微鈣停搏、強(qiáng)大的抗酸能力及α-酮戊二酸的加入。低鈉微鈣是HTK液導(dǎo)致心臟停搏的主要因素,它的作用原理為冠狀動脈內(nèi)灌入大量HTK液,使細(xì)胞外液Na+下降,心肌細(xì)胞內(nèi)外離子平衡,Na+電流無法形成,則動作電位不能產(chǎn)生,從而使心臟在較低的鉀離子濃度下于舒張期停搏。HTK液以細(xì)胞內(nèi)液成分為基礎(chǔ),增加了組氨酸、色氨酸、甘露醇等,可減緩內(nèi)皮滲透性的增高,減輕細(xì)胞壞死及水腫,減少ATP消耗,保護(hù)微循環(huán),抑制白細(xì)胞粘附,延長組織對缺血的耐受性。HTK液使用簡單、安全、一次性灌注,心臟缺血時間可達(dá)2小時(30~40℃),無高鉀副作用,一般術(shù)中只需灌注一次,不會因為灌注停搏液而中斷手術(shù),受到廣大心臟外科醫(yī)生青睞。但是單次灌注HTK液(40~50ml/kg)用量大,吸收入血可引起血液稀釋及低鈉血癥。且價格遠(yuǎn)較STH液昂貴,用量較大,側(cè)面增加了費(fèi)用,限制了HTK在國內(nèi)臨床的廣泛應(yīng)用。Kober等分別用HTK液及STH液灌注離體鼠心,發(fā)現(xiàn)HTK組復(fù)灌1小時后+dp/dt、-dp/dt、冠脈流出量均高于STH組,乳酸及心肌酶CK、LDH漏出量低于STH組。JINPINGLIU等將118名先心病患兒分別應(yīng)用HTK液或者STH-II液,發(fā)現(xiàn)HTK組主動脈阻斷時間顯著縮短,自動復(fù)跳率及自發(fā)除顫率高,術(shù)后第2天血清CK值顯著低于STH組,認(rèn)為HTK液心臟保護(hù)效果優(yōu)于STH。雖然組氨酸在HTK液起著重要緩沖作用,但研究發(fā)現(xiàn),組氨酸可加強(qiáng)氧自由基生成,且在一些模型中表現(xiàn)出了毒性作用。組氨酸毒性機(jī)制目前尚未闡明,據(jù)證實(shí)與促進(jìn)胞內(nèi)鐵依賴性活性氧產(chǎn)生相關(guān):組氨酸進(jìn)入細(xì)胞與胞內(nèi)可螯合鐵形成氧化還原型復(fù)合物,進(jìn)而促進(jìn)活性氧生成。N-乙酰-L-組氨酸是組氨酸的衍生物,緩沖能力強(qiáng),細(xì)胞攝取量少,幾乎無毒,可替代組氨酸的緩沖功能。另外,心臟停搏往往結(jié)合低溫同時進(jìn)行,低溫引起多種細(xì)胞胞內(nèi)可螯合鐵增加,通過鐵依賴性機(jī)制促進(jìn)氧自由基(ROS)形成。因此研究者們在原有HTK液基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列改進(jìn),用N-乙酰-L-組氨酸部分替代組氨酸,加入鐵離子螯合劑及其他保護(hù)劑制成了新的HTK液(Custodiol-N)。目前,該停搏液正處于動物實(shí)驗及臨床實(shí)驗階段。2.2種常用停博液的優(yōu)缺點(diǎn)1955年,Melrose首次應(yīng)用高鉀含血停搏液,1977年含血停搏液被再次引入,沿用至今。臨床上常規(guī)采用4:1配成含血停搏液(血液:晶體液=4:1)。含血停搏液更接近生理條件,血液中的血紅蛋白可攜帶氧氣,含有各種代謝底物,可向缺血心肌提供能量代謝所需的底物和氧;血漿蛋白(尤其是組氨酸)及血紅蛋白具有生理緩沖作用且可提供生理滲透壓,血液稀釋程度低,避免了晶體液大量灌注使體內(nèi)水超負(fù)荷及組織水腫;含有內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)氧質(zhì)(還原性谷胱甘肽、超氧化物歧化酶等),減輕缺血再灌注損傷。雖然含血停搏液有以上優(yōu)點(diǎn),但仍存在以下不足:與晶體停搏液相比,一方面含血停搏液含有大量紅細(xì)胞,粘滯性較高,低溫時粘滯性顯著增加,影響了其對心肌有效、均勻的灌注。冷血灌注時紅細(xì)胞功能下降導(dǎo)致冠狀動脈的毛細(xì)血管堵塞、血小板聚集等現(xiàn)象,影響心肌微循環(huán)灌注,且血液中炎性介質(zhì)和白細(xì)胞會加重心肌損害;另一方面,含血停搏液每20~30min必須灌注一次,且其應(yīng)用不利于手術(shù)視野的良好暴露,不能提供安靜、清晰、無血的手術(shù)野,對于復(fù)雜畸形的心臟手術(shù),其臨床應(yīng)用受到了一定的限制,使小兒尤其是新生兒心臟手術(shù)的技術(shù)難度加大。含血停搏液和晶體液孰優(yōu)孰劣,一直是臨床關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)通過對心肌酶、代謝反應(yīng)及其他實(shí)驗室檢查的探討,認(rèn)為含血停搏液優(yōu)于晶體液。近來王加利等通過對康斯特保護(hù)液與含血冷停搏液在機(jī)器人心臟瓣膜手術(shù)中的比較,發(fā)現(xiàn)兩組術(shù)后正性肌力藥物用量及心肌酶含量幾乎相當(dāng),認(rèn)為其心肌保護(hù)效果相同。ScrasciaG在關(guān)于HTK與相應(yīng)含血停搏液的比較中也得出了一致結(jié)論,另外他還發(fā)現(xiàn)阻斷時間大于160min者血灌組cTnI峰值更高,認(rèn)為特殊條件下HTK可提供更好保護(hù)效應(yīng)。Ovrum等進(jìn)行了最大的前瞻性隨機(jī)對照實(shí)驗研究,對1440個行冠脈搭橋術(shù)的患者隨機(jī)使用冷晶體停搏液或者冷血停搏液,發(fā)現(xiàn)兩組患者術(shù)后呼吸支持時間、圍術(shù)期心肌梗死發(fā)生率、血管活性藥物應(yīng)用、術(shù)后房顫發(fā)生率及術(shù)后一月死亡率均無顯著差異,提示臨床轉(zhuǎn)歸方面兩種停搏液效果無明顯差異,與ChenCL等meta分析結(jié)果一致。越來越多的研究表明,含血停搏液并不優(yōu)于晶體停搏液。三種常用停博液各有優(yōu)劣,目前仍沒有確切數(shù)據(jù)可以說明哪種停搏液效果最佳。王國軍等將晶體液與氧合停搏液結(jié)合應(yīng)用于重癥心臟病手術(shù)患者,收到了良好的心肌保護(hù)效果,還有人將兩種晶體停搏液聯(lián)合應(yīng)用于供體心臟保存,取得了良好的效果,提示停搏液復(fù)合應(yīng)用也可能成為停搏液新的發(fā)展方向。3問題的提出及研究方向事實(shí)證明,心臟停搏液安全、有效,但是心臟停搏后的缺血及隨之而來的再灌注損傷等負(fù)效應(yīng)不容忽視。近年來,隨著操作技術(shù)提高、對停搏液潛在危害的逐步了解(如缺血再灌注損傷)及灌注技術(shù)的發(fā)展(如逆行灌注),一些學(xué)者開始關(guān)注不停跳心內(nèi)直視手術(shù)。通過持續(xù)冠脈灌注維持心臟搏動使其處于空跳狀態(tài),其主要目的在于避免停搏液引起的缺血再灌注損傷。Siraphop等觀測了使用停跳或不停跳方式行繼發(fā)孔型房間隔缺損修補(bǔ)的患者,發(fā)現(xiàn)兩組圍術(shù)期心律失常發(fā)生率、心肺轉(zhuǎn)流時間、圍術(shù)期死亡率等無差異。但是熊利華等對心臟手術(shù)患者的研究發(fā)現(xiàn),與停跳心內(nèi)直視手術(shù)者相比,不停跳心內(nèi)直視手術(shù)可減輕細(xì)胞凋亡,減低圍術(shù)期cTnT的釋放,明顯縮短體外循環(huán)及術(shù)后輔助呼吸時間、減少正性肌力藥物維持比例。這可能與病種選擇、手術(shù)具體操作等多種因素相關(guān)。采用心臟空搏技術(shù)時,術(shù)野模糊、心臟搏動,降低了手術(shù)操作的精確性,影響手術(shù)效果。同時,心臟搏動時產(chǎn)生氣栓的機(jī)會亦增高。目前心內(nèi)手術(shù)大多選擇在停跳后進(jìn)行,不停跳的體外循環(huán)可應(yīng)用于心外及單一右心手術(shù),包括