五種心臟停搏液對未成熟心肌保護效果分析

孟保英，吳文智，丁以群，張 青，潘曉蘭，王元祥，彭 樂

·臨床研究·

五種心臟停搏液對未成熟心肌保護效果分析

孟保英，吳文智，丁以群，張 青，潘曉蘭，王元祥，彭 樂

目的比較五種心臟停搏液對心臟直視手術(shù)的未成熟心肌保護效果。方法隨機將180例非紫紺型先天性心臟病患兒分成5組：HTK液組(A組)、改良St·Thomas液組(B組)、4∶1(自體血∶晶體)含自體血冷心臟停搏液組(C組)、1 ∶1(自體血∶晶體)含自體血冷心臟停搏液組(D組)和1∶4(自體血∶晶體)含自體血冷心臟停搏液組(E組)。五組患兒平均年齡(5.8±0.4)月，平均體重(6.1±0.3)kg。體外循環(huán)時間42～105(68.2±5.3)min，主動脈阻斷21～68(38.4±4.6)min。對比分析體外循環(huán)前1 h及術(shù)后6 h、12 h及48 h肌鈣蛋白I(cTnI)和磷酸肌酸酶同工酶(CKMB)；術(shù)前及術(shù)后1 h、6 h 左室射血分數(shù)(LVEF)。結(jié)果各組患兒體外循環(huán)前1 h及術(shù)后48 h cTnI及CKMB無顯著性差異，術(shù)前及術(shù)后6 h LVEF均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)；HTK液組及1∶4含自體血冷心臟停搏液組術(shù)后6 h及12 h cTnI及CKMB較其他三組低，存在顯著差異(P<0.05)；HTK液組及1∶4含自體血冷心臟停搏液組術(shù)后1 h LVEF較其他三組高，存在顯著差異(P<0.05)。結(jié)論HTK液、1∶4含自體血冷心臟停搏液對未成熟心肌心肌保護作用較好。

先天性心臟病；自體血心臟停搏液；左室射血分數(shù)；心肌酶

目前臨床常用的心臟停搏液主要有兩類：晶體停搏液及含血停搏液。常用的晶體停搏液包括冷晶體St.Thomas 液及HTK液。隨著外科及體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)技術(shù)的不斷發(fā)展，心臟直視手術(shù)逐漸出現(xiàn)小年齡、低體重趨勢，故未成熟心肌的保護得到廣泛關(guān)注，臨床上大多將成人心臟停搏液沿用至嬰幼兒心臟手術(shù)中，其保護作用不盡理想。本中心10年來使用含自體血冷心臟停搏液應(yīng)用于嬰幼兒心臟直視手術(shù)，收到較好的臨床效果，但仍有不足，故本文擬探討分析五種不同心臟停搏液對未成熟心肌的保護作用。

1 資料與方法

1.1臨床資料 選擇2015年5月至2016年11月在本院行心臟直視手術(shù)的非紫紺型先天性心臟病患兒180例，其中男95例，女85例；年齡10 d～12個月(5.8±0.4)月，體重2.1～10(6.1±0.3)kg。隨機分為五組，分組患兒體重及病種見表1。

所有患兒術(shù)前心功能分級無顯著性差異。術(shù)前無肝腎功能異常、肺炎等合并癥，末梢血象正常。

表1 分組及患者一般概況

注：*為自體冷血比值：自體血∶晶體液；ASD：房間隔缺損；VSD：室間隔缺損；PAPVC：肺動脈異位引流；AVSD：房室間隔缺損。

1.2心臟停搏液制備及灌注方法 A組(n=20)：采用德國克勒化學(xué)制藥生產(chǎn)的HTK液(CUSTODIOL，規(guī)格500 ml/瓶)，灌注量30 ml/kg，灌注時間3～5 min，灌注壓力60～100 mm Hg，只灌注一次。其余四組配置的晶體母液均為復(fù)方電解質(zhì)液(500 ml/袋，由石家莊市四藥有限公司提供)。B組(n=40)：按照改良St.Thomas液配方配制(母液+10%氯化鉀5 ml，25%硫酸鎂2.4 ml，5 %碳酸氫鈉 15 ml，地塞米松4 mg， 2%利多卡因0.625 ml)，灌注量20 ml/kg，灌注時間1～2 min，灌注壓力60～100 mm Hg，超過2 h再重復(fù)灌注一次。C組(n=40)：CPB開始前，經(jīng)主動脈根部按血液∶晶體4∶1比例(母液+10%氯化鉀35 ml，25%硫酸鎂19 ml，2%利多卡因10 ml)快速抽取血液，K+濃度21.6 mmol/L，抽血時間約30～60 s，停搏液制備完畢后，經(jīng)主動脈插管補充血容量以維持循環(huán)穩(wěn)定，并將配制的心臟停搏液浸入冰屑液中制成4℃冷停搏液備用，灌注量30 ml/kg，灌注時間1～3 min，灌注壓力60～100 mm Hg，每45 min灌注一次(第二次灌注晶體母液，K+濃度10.8 mmol/L)。D組(n=40)：經(jīng)主動脈根部按血液∶晶體1∶1比例(母液+ 10 %氯化鉀14 ml，25%硫酸鎂19 ml，2%利多卡因5 ml)快速抽取血液，K+濃度10.8 mmol/L，其余制備及灌注同C組。E組(n=40)：經(jīng)主動脈根部按血液∶晶體1∶4比例(母液+20%甘露醇8 ml，25%硫酸鎂4 ml，5%碳酸氫鈉11 ml，10%氯化鉀9.75 ml，2%利多卡因3.25 ml)快速抽取血液，其余制備及灌注同C組。

1.3CPB及心臟停搏液灌注 經(jīng)醫(yī)院倫理委員會討論通過，并經(jīng)監(jiān)護人知情同意后實施。手術(shù)由同一組醫(yī)生、麻醉師、灌注師合作完成。采用STOCKER V人工心肺機(Sorin，意大利)，TERUMO Fx05(Terumo Co.，LTD，日本)及邁可唯MICRO 10000(Maquet Co.，LTD，德國)膜式氧合器，復(fù)方電解質(zhì)、紅細胞懸液、白蛋白預(yù)充，CPB采用淺低溫(30～35℃)，紅細胞比容(Hct)0.23～0.28。并行循環(huán)降溫，阻斷升主動脈，不同組別分別經(jīng)主動脈根部灌注相應(yīng)的心臟停搏液，主動脈阻斷期間鼻咽溫及肛溫維持在30～34℃，復(fù)溫后所有患兒未予以超濾。CPB時間42～105(68.2±5.3)min，主動脈阻斷21～68(38.4±4.6)min。

1.4觀察指標及測定方法

1.4.1心肌損傷標志物檢測 分別于CPB前1 h(T1)及術(shù)后6 h(T2)、12 h(T3)及48 h(T4)分別抽取橈動脈血3 ml，離心后用酶聯(lián)免疫吸附劑測定(ELISA)法檢測血漿CKMB、cTnI的含量。

1.4.2左室射血分數(shù)(left ventricular ejection fractions, LVEF)測定 入院后第二天清晨及術(shù)后1 h、6 h安靜睡眠狀態(tài)下，采用SIEMENS Acuson Sequoia 512型，探頭頻率6.0 MHZ，按照美國超聲學(xué)會指南，作常規(guī)M超及二維心臟超聲檢查，心尖四腔觀切面，Simpson法測定LVEF[1]。重復(fù)性檢驗： 兩位心臟超聲醫(yī)生在雙盲情況下分別測量10對LVEF數(shù)值，計算兩者平均誤差率為(3.78±1.93)%，同一操作者在不同時間分別測量10對LVEF數(shù)值，平均誤差為(3.41±1.45)%，無統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié) 果

2.1一般結(jié)果 經(jīng)單因素方差分析，五組患兒CPB時間、主動脈阻斷時間、呼吸機使用時間、ICU滯留時間及住院時間無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。所有組患兒無死亡。無室顫及低心排。五組患兒超快通道手術(shù)達90%以上(術(shù)后手術(shù)室內(nèi)拔除氣管插管)，術(shù)后未見嚴重手術(shù)并發(fā)癥，全部存活出院。見表2。

2.2心肌酶cTnI和CKMB對比分析 采用重復(fù)測量方差分析比較五組患兒cTnI和CKMB，經(jīng)方差分析，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。五組患兒T2、T3的CKMB及cTnI均較T1升高。A組T2、T3的CKMB及cTnI較其他四組低，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)；E組T2、T3的CKMB及cTnI較術(shù)其他三組低，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)；C及D組T2、T3的CKMB及cTnI無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。五組T1和T4的CKMB及cTnI無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，見表3、4。

2.3不同時點各組LVEF比較 各組術(shù)前及術(shù)后6 h LVEF比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。術(shù)后1 h各組LEVF較術(shù)前均有不同程度下降，其中A組及E組LVEF較其他組下降程度小，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，C組及D組LVEF比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，見表5。

表2 五組患兒基本情況對比分析

表3 各組術(shù)后 cTnI水平

注：經(jīng)LSD法兩兩比較，T2、T3時A組與E組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.034)、B組與C組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.044)，B組與D組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.047)，C組與D組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.706)，D與E組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.033)。T2、T3時A與B組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001), A與C組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.020), A與D組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.042)，B與E組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.005)。T1時各組兩兩比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.0835)，T4時各組兩兩比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.0764)。

表4 各組術(shù)前及術(shù)后CKMB水平

注：經(jīng)LSD法兩兩比較，T2、T3時A組與E組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.037)，B組與C組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.041)、B組與D組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.036)，C組與D組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.846)，T2、T3時其余各組間兩兩差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)。T1時各組兩兩比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.0597)，T4時各組兩兩比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.0635)。

表5 不同時點各組LVEF比較

注：經(jīng)LSD法兩兩比較，組間效應(yīng)：C組與D組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.301)，其余各組間兩兩差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

cTnI是評估心肌損傷比較敏感和特異性較高的指標[1-2]。心肌損傷后，cTnI立即進入血液循環(huán)中，4～8 h內(nèi)血清濃度就會上升，12～24 h達到峰值[3]。CKMB對心肌損傷亦具有特異性?？勺鳛槿毖俟嘧p傷及損傷程度和預(yù)后的指標，其延緩期約為3～8 h。結(jié)合本次研究可以看出，各組cTnI及CKMB峰值出現(xiàn)在術(shù)后12 h，術(shù)后48 h基本降至術(shù)前水平。

HTK液具有以下特點[4]：①HTK液是以細胞內(nèi)液成分為主，作用機理在于降低細胞外Na+濃度，使心肌無法形成動作電位，心肌停搏，從而避免高鉀對細胞的損傷。②HTK的組氨酸/組氨酸鹽緩沖系統(tǒng)可防止內(nèi)皮細胞腫脹、避免心肌組織發(fā)生細胞內(nèi)和細胞外酸中毒。③HTK液中含有的α-酮戊二酸與色氨酸通過三羧酸循環(huán)可最終生成ATP，為缺血再灌注器官提供能量[6-9]。本研究發(fā)現(xiàn)，HTK液(A組)在術(shù)后6 h、12 h cTnI及CKMB上升幅度在五組樣本中最少，術(shù)后48 h cTnI及CKMB與CPB前指標基本一致，術(shù)后1 h LVEF較其他組高，因此認為其對未成熟心肌細胞保護效果較好，可能與HTK液的特性相關(guān)。但是HTK液灌注時間較其他的停搏液要長[5]，灌注量偏多，易造成血液稀釋，且費用較其停搏液貴，臨床難以推廣。

改良St.Thomas液屬于晶體心臟停搏液，為仿細胞外高鉀停搏液，不能提供氧和營養(yǎng)物質(zhì)，且缺乏酸堿平衡和膠體的緩沖，反復(fù)灌注加重心肌水腫和血液稀釋。含自體血停搏液增加膠滲壓，而且其中含有大量葡萄糖、游離脂肪酸等，為心肌代謝提供高能量物質(zhì)，有豐富的緩沖物質(zhì)，紅細胞攜帶氧，可使心臟停搏于有氧的環(huán)境中，心臟停搏期間仍可以進行氧化，利于心肌細胞保護。而且自體血配制心臟停搏液可以避免異體庫血由于儲存時間較長而出現(xiàn)細胞成分破損，導(dǎo)致一系列的炎癥反應(yīng)而引起的心肌細胞損傷；庫血內(nèi)所含的保存液亦會影響停搏液中的電解質(zhì)及酸堿平衡，不利于心肌保護，故本中心10年來采用自體血配制心臟停搏液應(yīng)用與未成熟心肌，取得一定效果，也有學(xué)者研究表明自體冷血停搏液在未成熟心肌有著良好的保護作用[10-11]。但臨床使用中自體血心臟停搏液仍存在一定的心肌損傷。究其原因可能是含血停搏液中的細胞成分可導(dǎo)致冠狀動脈毛細血管堵塞且含有炎性介質(zhì)和白細胞，亦會導(dǎo)致心肌細胞缺血再灌注損傷。本研究通過調(diào)整自體血含量配置停搏液，期望減輕含血停搏液的缺點，從而利于未成熟心肌的保護。E組的1∶4自體血心臟停搏液抽血量較其他兩組(C組、D組)少，利于對患兒術(shù)中血壓的維持及減少抽血時間，停搏液冷卻時間充分，較其他兩組含自體血心臟停搏液有著較好的優(yōu)勢。本研究發(fā)現(xiàn)含自體血停搏液組(C、D、E組)術(shù)后6 h、12 h cTnI及CKMB上升幅度均較ST.Thomas晶體液組(B組)低，E組術(shù)后6 h、12 h cTnI及CKMB上升幅度較B組、C組和D組低(P<0.05)。自體血心臟停搏液組術(shù)后1 h LVEF較ST.Thomas晶體液的B組高，E組術(shù)后1 h LVEF較其他兩組自體血心臟停搏液組高(P<0.05)。三組不同比例的自體冷血停搏液數(shù)據(jù)顯示，含1∶4自體血心臟停搏液(E組)的效果明顯優(yōu)于其他兩組。本研究表明HTK液及含1∶4自體血心臟停搏液對于未成熟心肌保護優(yōu)于其他組。

通過本研究可以證明HTK液、含1∶4自體血心臟停搏液在未成熟心肌保護有著較好的優(yōu)勢，尤其后者，臨床易于配制，且價格低廉，易于臨床推廣。

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Theprotectiveeffectsoffivekindsofcardioplegiaonimmaturemyocardiumduringcardiopulmonarybypass

Meng Bao-ying,Wu Wen-zhi, Ding Yi-qun, Zhang Qing, Pan Xiao-lan,Wang Yuan-xiang, Peng Le

DeparmentofCardiovascularsurgery,ShenzhenChildren'sHospital,Shenzhen, 518026,China

ObjectiveTo analyze the protective effects of five kinds of cardioplegia on immature myocardium during cardiopulmonary bypass.Methods180 cases of non-cyanotic congenital heart disease were divided randomly into 5 groups: group HTK , group St.Thomas, group 4∶1 cold self-blood cardioplegia, group 1∶1 cold self-blood cardioplegia, group 1∶4 cold self-blood cardioplegia. Compare levels of cTnI and CKMB of 1 hour before operation, 6 hours, 12 hours and 48 hours after operation, as well as LVEF 1 h and 6 h before operation and after operation.ResultsThere were no significant differences in cTnI and CKMB between 1 h before and 48 h after operation (P>0.05). There were no significant differences in LVEF between preoperation and 6 hours after operation (P>0.05). Levels of cTnI and CKMB in group HTK and group 1∶4 cold self-blood cardioplegia were lower than other groups in 6 and 12 hours after operation(P<0.05); LVEF of group HTK and group 1∶4 cold self-blood cardioplegia were higher than the other three groups in 1 hour after operation (P<0.05).ConclusionThe HTK and cold self-blood cardioplegia with ratio 1∶4 had better immature myocardial profective effects.

Congenictal heart disease；Self-blood cardioplegia；LVEF；Myocardial enzyme

2016-12-29)

2017-03-03)

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.03.01

深圳市科技計劃資助(JCYJ20150403100317074)

518026 深圳，深圳市兒童醫(yī)院心血管外科