國產(chǎn)和進口膜式氧合器在心內(nèi)直視手術(shù)中應用的比較

周 蓉，強 毅，李天成，高百順，宋 兵

膜式氧合器是根據(jù)生物肺肺泡氣體交換的原理，在心臟直視手術(shù)中體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)用于替代心臟和肺功能進行血液氧合并排除二氧化碳，是必不可少的一次性使用人工裝置。目前市場上絕大多數(shù)膜式氧合器是聚丙烯中空纖維膜外走血式微孔型［1］。它以血側(cè)混合特性好，總氣體傳輸系數(shù)高的獨特優(yōu)點已被國內(nèi)外醫(yī)學界廣泛使用。其中美國Medtronic公司生產(chǎn)的MINIMAX PLUSTM小兒型氧合器和其生產(chǎn)的AFFINITY NT成人型氧合器是當今普遍使用的性能優(yōu)良可靠的膜式氧合器之一［2］?？仆な窖鹾掀骱拖＝?Ⅱ型膜式氧合器是目前國內(nèi)使用較廣泛的同類型氧合器。

由于各種氧合器都有自身的特點，很難將所有優(yōu)點集于一體，評價氧合器性能的主要指標為其氣體交換能力、變溫能力、血液破壞程度、使用時限、安全性、簡易性及預充量等［3］。一般認為在CPB中，能維持動脈血氧分壓(PaO2)在100～250 mm Hg，二氧化碳分壓(PaCO2)在35～45 mm Hg，維持正常的酸堿平衡，對血液成分及凝血機制破壞較小，預充量小及易于安裝操作，則氧合器的性能優(yōu)良［4］。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇患者40例，男28例，女12例，年齡1.5～61(24.43 ±19.49)歲。其中風濕性心瓣膜病20例，先天性室間隔缺損及房間隔缺損16例，法洛四聯(lián)癥4例。各例患者均無其他疾病史，術(shù)前血常規(guī)、電解質(zhì)及肝腎功能基本正常。

1.2 方法 將患者隨機分為A、B兩組各20例，A組使用國產(chǎn)膜式氧合器(其中16例使用東莞科威公司生產(chǎn)的科威膜式氧合器大、中型，4例使用西安西京公司生產(chǎn)的希健-Ⅱ型膜式氧合器成人型)，B組術(shù)中使用進口膜式氧合器(其中9例使用美國Medtronic公司生產(chǎn)的MINIMAX PLUSTM兒童型膜式氧合器，11例使用AFFINITY NT成人型膜式氧合器)，兩組其他處理條件相同。所有患者均采用德國StockertⅢ型人工心肺機，北京衛(wèi)金帆的CPB管道和心臟停搏液灌注器，東莞科威的動脈微栓過濾器。淺低溫(肛溫32～34℃)，StockertⅢ型變溫水箱，降溫時水箱溫度設為28℃，復溫時設為38℃，中度血液稀釋，心臟停跳下進行心內(nèi)直視手術(shù)。使用混合氧通氣，氧濃度50%～100%，氣血比例0.4～0.8:1。

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1.3 標本采集及觀察指標 兩組均于麻醉后CPB開始前(T1)、CPB開始后30 min(T2)、CPB結(jié)束時(T3)各時點采動脈血1 ml，進行血氣分析，測定pH值、PaO2、PaCO2、動脈血氧飽和度(SaO2)水平。兩組患者分別記錄降、復溫前、后的鼻咽溫和肛溫，以及所需降溫時間及復溫時間。計算出改變單位鼻咽溫所需降溫時間(N1)及復溫時間(N2)，及改變單位肛溫所需降溫時間(N3)及復溫時間(N4)。兩組均于T1和T3各時點采靜脈血3 ml、尿液3ml，采用鄰-甲聯(lián)苯胺法測定血、尿游離血紅蛋白含量。兩組患者記錄轉(zhuǎn)流中尿量、心臟復跳方式、術(shù)后輔助呼吸時間(即氣管插管時間)、氧合器機械故障等情況。兩組均于T1、T2、T3、CPB結(jié)束2 h(T4)和CPB結(jié)束24 h(T5)各時點采集頸內(nèi)靜脈血10 ml，采用放射免疫分析技術(shù)測定白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的水平。兩組氧合器比較氧合膜材質(zhì)和表面積、氧輸送量等參數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者性別、年齡、體重、CPB時間、升主動脈阻斷時間等無統(tǒng)計學差異(P ＞0.05)。見表1。

2.2 兩組患者分別在轉(zhuǎn)流前、中、后比較pH值、PaO2、PaCO2、SaO2，其中 T2 時兩組 PaO2比較 B 組小于A組(P ＜0.05)，但數(shù)值均在正常范圍內(nèi)，其它各項兩組比較差異無顯著性(P＞0.05)。組內(nèi)比較pH值逐漸降低，PaCO2逐漸升高，PaO2在轉(zhuǎn)流中最低，轉(zhuǎn)流前、后較高(P ＜0.05)。見表2。

2.3 兩組患者改變單位鼻咽溫度N1和N2比較均無顯著性差異(P ＞0.05)。兩組患者N3和N4比較亦均無顯著性差異(P ＞0.05)。見表3。

2.4 兩組患者術(shù)后血、尿游離血紅蛋白含量均明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，兩組比較無顯著性差異，(P＞0.05)。見表4。

2.5 兩組患者比較轉(zhuǎn)流中尿量、心臟復跳方式、術(shù)后輔助呼吸時間(即氣管插管時間)均無明顯差異(P＞0.05)。所有氧合器均無機械故障。見表5。

2.6 兩組患者血清IL-6、TNF-α的水平T2與術(shù)前比較無顯著性差異，并于T2開始升高，T3時明顯升高(P ＜0.05)。其中IL-6在T3時達高峰，且T4維持在高水平(P ＜0.05)，T5回到基線水平。TNF-α的水平于T3時明顯升高，T4達高峰，T5仍高于基線水平(P＜0.05)。兩組間資料比較，無顯著性差異，(P ＞0.05)。見表6。

2.7 兩組氧合器的氧合膜和變溫膜材質(zhì)均為中空纖維，均有內(nèi)循環(huán)通路、氣體安全出口、動脈血取樣口、靜脈血取樣口、內(nèi)循環(huán)接口等，易于安裝和操作。兩組氧合器的氧合膜有足夠表面積，氧輸送量能滿足手術(shù)患者需要，預充量小，儲血器容量大，科威膜式氧合器的變溫裝置采用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，希健-Ⅱ型膜式氧合器采用薄壁鋁管，有效提高了熱交換系數(shù)，進出口壓力差不高，安全性高。見表7。

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3 討論

不同幾何結(jié)構(gòu)的氧合器具有不同的氧傳輸能力。本文研究結(jié)果表明，國產(chǎn)和進口膜式氧合器均能維持正常的酸堿平衡，能維持PaO2和PaCO2在正常范圍內(nèi)，能滿足CPB中機體所需。組內(nèi)比較pH值逐漸降低，PaCO2逐漸升高，PaO2在轉(zhuǎn)流中最低，轉(zhuǎn)流前、后較高，表明CPB過程中隨著時間延長，二氧化碳潴留及酸性代謝產(chǎn)物堆積加重，膜式氧合器氧合能力下降。由于膜式氧合器是通過提高中空纖維或多聚膜的氣體通透性、增加微孔膜面積、改變血液流向增加氧合，長時間灌流導致血漿滲漏致使氣體交換能力下降，安全使用時限約6 h左右。膜式氧合器的氣體交換功能仍有待提高。

由于現(xiàn)在的變溫裝置與氧合器融為一體，氧合器的變溫性能也是評價其優(yōu)劣的重要指標。氧合器的變溫性能以變溫系數(shù)衡量，與變溫材料、變溫面積和血流類型有關(guān)。臨床上變溫裝置性能的衡量參數(shù)是CPB期間降溫時間和復溫時間。由于機體不同部位溫度存在差別，其中最常用的是鼻咽溫和直腸溫。鼻咽溫可精確反映腦的溫度，直腸溫反映患者中心溫度。為了減小不同病例水溫不同造成的誤差，我們將降溫時水箱溫度設為28℃，復溫時設為38℃，兩組患者改變單位鼻咽溫和肛溫(直腸溫)所需降溫時間及復溫時間比較無顯著性差異，我們認為國產(chǎn)膜式氧合器與進口膜式氧合器的變溫性能相似。

兩組患者術(shù)后血、尿游離血紅蛋白含量均明顯高于術(shù)前，表明CPB中血液和氧合器等人工材料的直接接觸，對血液有形成分尤其是紅細胞有著十分明顯的損傷作用［5］。國產(chǎn)膜式氧合器與進口膜式氧合器對紅細胞破壞比較無明顯差異，其破壞程度接近，這與其內(nèi)部的中空纖維排列分不開。中空纖維前后交叉排列，增加膜外層表面不均一性，血液流向與中空纖維不平行，使血流均勻分布，減少血液的減切應力，減輕血液損傷。

在心內(nèi)直視手術(shù)中由于CPB血液和氧合器等人工材料的直接接觸，導致機體補體系統(tǒng)及細胞成分的激活，引起包括細胞因子如IL－6、TNF－α在內(nèi)的炎性介質(zhì)的釋放增加，從而引起全身炎癥反應，心肌的缺血再灌注損傷，甚至嚴重的多器官功能衰竭［6］。細胞因子的血中濃度大小可作為全身炎癥反應程度的一種標志。由于細胞因子作為炎癥反應強度的標志物，它在心內(nèi)直視術(shù)后的釋放多少與組織損傷程度成正相關(guān)［7］，因此研究CPB中細胞因子在血中濃度的變化規(guī)律對降低心臟術(shù)后的并發(fā)癥和死亡率有重要意義，也是評價氧合器優(yōu)劣的重要指標。TNF－α、IL－6已證實是組織損傷的早期敏感標志［8］。本文研究結(jié)果表明，兩組患者血清IL－6、TNF－α的水平于術(shù)前比較無顯著性差異，于CPB開始后30 min開始升高，CPB結(jié)束時明顯升高。兩組資料比較，經(jīng)過CPB后，促炎因子IL－6、TNF－α的釋放增加無顯著性差異。我們認為國產(chǎn)膜式氧合器與進口膜式氧合器所引起的全身炎癥反應無明顯差異。

氧合器質(zhì)量優(yōu)劣直接影響著心臟手術(shù)的成功與否，并與術(shù)后患者恢復的快慢及各種并發(fā)癥的發(fā)生率有密切關(guān)系。兩組患者心臟復跳方式、轉(zhuǎn)流中尿量、術(shù)后輔助呼吸時間均無明顯差異，反映了兩組患者術(shù)中心、腦、腎等重要臟器的功能改變無明顯差異，術(shù)后患者恢復速度相當，進一步證實了兩組患者的全身炎癥反應無明顯差別。所有氧合器均無機械故障，使用過程中亦未出現(xiàn)氧合不佳或血液滲漏或變溫裝置漏水現(xiàn)象，表明國產(chǎn)和進口膜式氧合器質(zhì)量優(yōu)良，性能安全可靠。

綜上所述，國產(chǎn)和進口膜式氧合器均具有氧合性能佳、二氧化碳排除滿意、能維持正常的酸堿平衡、血液破壞輕、預充量較小、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝、操作方便、安全可靠等特點，能夠滿足心內(nèi)直視手術(shù)的需要。國產(chǎn)膜式氧合器性能已達到國際同類產(chǎn)品水平，因其質(zhì)優(yōu)價廉、性價比高，符合我國國情，有望取代部分進口膜式氧合器，值得推廣［9］。

需要指出的是，國產(chǎn)膜式氧合器仍有不足之處。如:部分進口膜式氧合器有動靜脈連接口轉(zhuǎn)換接頭以適應不同口徑管道需要，而國產(chǎn)膜式氧合器沒有此項設計，必須自行用管道和接頭轉(zhuǎn)換，安裝相對麻煩，在簡易性上不如進口膜式氧合器?？梢妵a(chǎn)膜式氧合器還有待進一步完善。隨著CPB事業(yè)的不斷發(fā)展，膜式氧合器必將更加完善，其安全使用時限也將更長，為心內(nèi)直視手術(shù)提供更有力的保障。

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