Способ защиты миокарда от реперфузионных повреждений при операциях на сердце (варианты) Российский патент 2020 года по МПК A61B17/00 A61M1/02 

Изобретение относится к области хирургии, в частности к кардиохирургии, и может быть использовано при операциях на сердце в условиях искусственного кровообращения.

Одним из сложных и ответственных этапов кардиохирургического вмешательства с применением искусственного кровообращения (ИК) является реперфузионный период. Он начинается с момента возобновления коронарного кровотока до восстановления самостоятельной адекватной сердечной деятельности. Наиболее частое осложнение реперфузионного периода проявляется в виде так называемого «оглушения миокарда» (станнинг). Как правило, это явление обратимое, но в тоже время может приводить к гемодинамическим нарушениям и развитию сердечной недостаточности, что, несомненно, утяжеляет течение послеоперационного периода [Шанин В.Ю., 1997; Шабалин А.В., 1999; Bolli R. et al., 1990]. В ряде случаев, например, после полной реваскуляризации миокарда при множественном атеросклеротическом поражении коронарных артерий, оглушение миокарда может сохраняться до нескольких дней после оперативного вмешательства [Бокерия Л.А. и соавт., 2006]. К более серьезным последствиям реперфузионного периода относят аритмии (особенно тахиаритмии и фибрилляции), а при максимальной степени повреждения возможно развитие такого феномена, как «каменное сердце» («stone heart»).

Таким образом, поскольку в развитии острой сердечной недостаточности после операции значительную роль играет обратимое повреждение миокарда (дооперационная «гибернация» и послеоперационное «оглушение»), его коррекция чрезвычайно важна. Своевременное и адекватное применение кардиотоников, внутриаортальной баллонной контрпульсации и других методов поддержки функции миокарда позволяет значительно улучшить восстановление обратимо поврежденных кардиомиоцитов и обеспечить благоприятное течение послеоперационного периода.

В настоящее время разработана и применяется методика контролируемой реперфузии миокарда [Шестакова Л.Г. и соавт., 1999; Максименко В.Б., 2007; Buckberg G.D. et al., 1995], которая направлена на предотвращение «оглушения» миокарда и обеспечение восстановления функции обратимо поврежденных кардиомиоцитов в период реперфузии, предотвращение «гемодинамического, кислородного и теплового ударов» на холодный аноксированный миокард. В работах Лошкина Л.С. с соавт. (1998), Скибро И.Р. (1998), отмечено, что проведение управляемой реперфузии (до снятия зажима с аорты) позволяет в значительной степени преодолеть отрицательные влияния «кислородного и теплового ударов» на холодный аноксированный миокард, которые часто возникают при спонтанной реперфузии после снятия зажима с аорты перфузатом из аппарата ИК [Лошкин Л.С.с соавт., 1998; Скибро И.Р., 1998].

Также известен способ защиты миокарда в реперфузионный период [Цеханович В.Н. и соавт., 2001], который проводят путем перфузии коронарных сосудов кровяным раствором и дополнительно последовательной по 3 мин перфузии гипер, а затем нормокалийным раствором. При этом обеспечивают разделение системного и коронарного кровотоков, создавая давление коронарной перфузии 40-50 мм рт.ст.

Однако предложенный способ защиты миокарда и методика контролируемой реперфузии миокарда позволяют лишь частично предотвратить развитие реперфузионных повреждений, проводится перед снятием зажима с аорты и не предполагают алгоритма ведения самого реперфузионного периода, а также не включают меры профилактики реперфузионных повреждений в течение основного этапа операций.

Цель работы: разработать способы защиты миокарда от реперфузионных повреждений, позволяющие обеспечить более эффективное восстановление функции сердца после кардиохирургических операций.

Цель достигается тем, что для профилактики реперфузионных осложнений при операциях на сердце нами предлагается использовать интраоперационно углекислый газ для профилактики воздушной эмболии, а также разработан алгоритм ведения реперфузионного периода, позволяющие обеспечить более эффективное восстановление функции сердца после длительной глобальной ишемии.

При «открытых» операциях на сердце, сопровождаемых вскрытием полостей сердца, предлагается использовать углекислоту в целях профилактики воздушной эмболии, т.к. она тяжелее воздуха в 1,53 раза, удельный вес углекислого газа составляет 1,98 кг/м³.

Способ защиты миокарда от реперфузионных повреждений при операциях на сердце в первом варианте реализуется следующим образом: способ включает перед вскрытием полостей сердца подачу углекислого газа по отдельной магистрали через ротаметр в полость вскрытого перикарда с давлением 0,2-0,4 МПа и объемной скоростью 2-3 л/мин, при этом углекислый газ подают на протяжении всего основного этапа операции, и прекращают подачу после герметизации полостей сердца и снятия зажима с аорты.

Во втором варианте способ защиты миокарда от реперфузионных повреждений при операциях на сердце включает перед снятием зажима с аорты осуществление ретроградной тепловой перфузии кровью с аппарата ИК с добавлением магния со скоростью 200 мл/мин в течение 2 мин, при этом параметры перфузата, используемого в искусственном кровообращении: гематокрит - 25-30%, Са²⁺ - 1,2-1,3 ммоль/л, K⁺- 4,5-5,5 ммоль/л, Hb - 90-100 г/л, глюкоза - норма, BE:+2-3; затем после снятия зажима с аорты продолжают процедуру реперфузии; продолжительность проведения реперфузии зависит от времени пережатия аорты и составляет от 15 до 25 минут с момента снятия зажима с аорты и не менее 10 минут с момента восстановления регулярного ритма или начала временной кардиостимуляции; реперфузию заканчивают при стойкой нормализации ритма, возвращении комплекса ЭКГ к дооперационной картине, а также адекватном ответе миокарда на нагрузку объемом.

Применение углекислоты не отменяет выполнение хирургами элементов профилактики воздушной эмболии перед снятием зажима с аорты, но при этом значительно уменьшает риск ее возникновения, особенно микроэмболии. При появлении признаков газовой эмболии она хорошо и быстро поддается коррекции, т.к. растворимость СО₂ в плазме крови значительно превышает растворимость в ней кислорода.

Применение углекислого газа показано и при операциях без искусственного кровообращения. Во время операций на работающем сердце для обеспечения хорошей визуализации операционного поля применяется сдувалка-увлажнитель, через которую под давлением подается и распыляется физиологический раствор со смесью сжатого воздуха или кислорода. В ряде случаев возникает воздушная эмболия коронарных артерий, которая приводит к трудно коррегируемым нарушениям ритма и падению гемодинамики. Использование углекислоты предотвращает возможную воздушную эмболию коронарных артерий, т.к. углекислый газ при попадании в кровеносное русло лучше и быстрее растворяется. Растворимость CO₂ в плазме крови в 40 раз превышает растворимость в ней кислорода. Углекислый газ подается под давлением в сдувалку-увлажнитель операционного поля со скоростью 7-8 л/мин. Скорость потока регулируется через ротометр.

Данные варианты применение углекислого газа в кардиохирургии с целью профилактики воздушной эмболии используются нами в настоящее время постоянно, показав свою высокую эффективность и целесообразность.

Нами отмечено, что в случае попадания пузырьков углекислого газа в коронарные сосуды при недостаточной профилактике воздушной эмболии возникающие при этом нарушение ритма имеют значимо менее стойкий характер и меньшую продолжительность по сравнению с операциями без использования углекислоты, что отражается на длительности реперфузионного периода и восстановлении адекватного кровоснабжения миокарда.

Также в целях профилактики реперфузионных повреждений нами предложен алгоритм ведения реперфузионного периода, который заключается в следующем:

- перед снятием зажима с аорты осуществляли ретроградную тепловую перфузию кровью с аппарата ИК с добавлением магния со скоростью 200 мл/мин в течение 2 мин. В перфузате аппарата ИК к этому моменту должны быть достигнуты следующие параметры: гематокрит - 25-30%, Са²⁺ - 1,2-1,3 ммоль/л, K⁺ - 4,5-5,5 ммоль/л, Hb - 90-100 г/л, глюкоза - норма, BE:+2-3. После снятия зажима с аорты продолжали полное ИК с разгрузкой ЛЖ.

Продолжительность проведения реперфузии зависит от времени глобальной ишемии миокарда, выраженности гипертрофии, характера восстановления сердечной деятельности, динамики изменений ЭКГ и составляет от 15 до 25 минут. Отсчет начинали после снятия зажима с аорты и продолжали не менее 10 минут с момента восстановления регулярного ритма или начала временной кардиостимуляции. В этот период кардиотонические препараты не вводились. Особое внимание придавали повышению концентрации гемоглобина (ультрафильтрация, гемотрансфузия). При сохраняющейся полной блокаде одной из ножек пучка Гисса в сочетании с признаками диссинхронии миокарда, отключение от ИК осуществляли на фоне временной бивентрикулярной ресинхронизирующей кардиостимуляции.

Критериями окончания выполнения реперфузии являлись стойкая нормализация ритма, возвращение комплекса ЭКГ к дооперационной картине, а также адекватный ответ миокарда на нагрузку объемом.

Данная методика основана на соблюдении следующих условий: сохранении электромеханической неподвижности миокарда в первые 3-5 минут реперфузии для быстрого восстановления энергетических резервов и предупреждения внутриклеточной аккумуляции кальция; постепенном согревании миокарда теплой кровью (для предотвращения «теплового удара» после применения холодовой кардиоплегии); отмывании миокарда от кардиоплегического раствора; создании высокой буферной емкости реперфузионного раствора для нейтрализации постишемического ацидоза и профилактики активации свободных радикалов; эффективной работе дренажа ЛЖ с целью профилактики растяжения левого желудочка и контроля напряжения миокарда.

Проведен анализ течения интра- и послеоперационного периодов у 65 больных, которым были выполнены сочетанные операции на сердце (АКШ+коррекция клапанной патологии, операции при многоклапанных пороках). Больные рандомизированы по случайному принципу на 2 группы. 1 группа - 30 больных, у которых реперфузионный период осуществлялся по стандартной методике; 2 группа - 35 больных, у которых реперфузионный период протекал по предлагаемому нами алгоритму с применением углекислоты. Характеристика пациентов представлена в таблице 1.

Большинство пациентов относились к III и IV функциональному классу тяжести исходной сердечной недостаточности по NYHA. Все оперативные вмешательства выполнялись в условиях кровяной фармакохолодовой кардиоплегии. Длительность ИК составила в 1 группе - 124,7±4,2 мин, во 2 группе - 143,2±5,1 мин, время пережатия аорты составило 112,4±3,6 мин и 116,3±4,8 мин в 1 и 2 группе соответственно.

Характеристика выполненных операций в группах представлена в табл. 2.

Течение восстановительного периода представлено в табл. 3.

Применение данного алгоритма позволило существенно снизить частоту использования, дозировку и количество антиаритмических и инотропных препаратов при отключении от ИК, а также частоту применения ВЭКС и ВАБК.

Предлагаемая нами методика проведения реперфузии направлена на минимизацию воздействия повреждающих факторов на миокард в первые минуты после периода глобальной ишемии с целью предотвращения «ошеломления» и обеспечения восстановления функции обратимо угнетенных кардиомиоцитов, а также предотвращения «гемодинамического, кислородного и теплового ударов» на холодный аноксированный миокард.

Список литературы

1. Бокерия Л.А. Нормотермуическая кардиохирургия: сравнительный анализ гемодинамики при операциях реваскуляризации миокарда в условиях гипо- и нормотермии / Л. А. Бокерия, В.А. Лищук, И.Ю. Сигаев и др. // Клин, физиол. кровообр. - 2006. - №3. - С. 62-70.

2. Локшин Л.С. Искусственное и вспомогательное кровообращение в сердечно-сосудистой хирургии / Л.С.Локшин, Г.О. Лурье, И.И. Дементьева. - М: Пресса, 1998. - 212 с.

3. Максименко В.Б. Кардиоанестезиология. Искусственное кровообращение. Защита миокарда. / В.Б. Максименко. - Киев: Книга плюс, 2007. - 243 с.

4. Скибро, И.Р. Кровяная кардиоплегия при операциях на сердце в условиях экстракорпорального кровообращения: Автореф. дисс.…канд. мед. наук. - СПб, 1998. - 22 с.

5. Шабалин А.В. Защита кардиомиоцита. Современное состояние и перспективы // Кардиология. - 1999. - №3. - С. 4 -10.

6. Шанин В.Ю. Клиническая патофизиология функциональных систем / В.Ю. Шанин, С.П. Кропотков; ред. Ю.Л. Шевченко. - СПб: Спец. лит., 1997. - 332 с.

7. Шестакова Л.Г. Защита миокарда / Л.Г. Шестакова, Ю.П. Островский // Хирургия сердца. - Минск, 1999. - 394 с.

8. Bolli R. Mechanism of myocardial «stunning» // Circulation. - 1990. - Vol.82. - P. 723-738.

9. Buckberg, G.D. Update on current techniques of myocardial protection / G.D. Buckberg // Ann. Thorac. Surg. - 1995. - Vol.60, №3. - P. 805-814.

10. Цеханович B.H. Защита миокарда при аорто-коронарном шунтировании в условиях искусственного кровообращения с длительным периодом окклюзии аорты / В.Н. Цеханович, О.Ю. Пиданов, О.А. Прохоров и др. // Патол. кровообращения и кардиохирургия. - 2001. - №4. - С. 22-27.

Изобретение относится к области хирургии, в частности к кардиохирургии. Перед вскрытием полостей сердца, углекислый газ по отдельной магистрали через ротаметр подается в полость вскрытого перикарда с давлением 0,2-0,4 МПа и объемной скоростью 2-3 л/мин. Углекислый газ подается на протяжении всего основного этапа операции, и прекращается после герметизации полостей сердца и снятия зажима с аорты. Второй вариант изобретения включает: перед снятием зажима с аорты осуществляли ретроградную тепловую перфузию кровью с аппарата ИК с добавлением магния со скоростью 200 мл/мин в течение 2 мин. В перфузате аппарата ИК к этому моменту должны быть достигнуты следующие параметры: гематокрит - 25-30%, Са²⁺- 1,2-1,3 ммоль/л, K⁺ - 4,5-5,5 ммоль/л, Hb - 90-100 г/л, глюкоза - норма, BE: +2-3. После снятия зажима с аорты продолжали полное ИК с разгрузкой левого желудочка. Продолжительность проведения реперфузии зависит от времени пережатия аорты и составляет от 15 до 25 минут. Отсчет начинали после снятия зажима с аорты и продолжали не менее 10 минут с момента восстановления регулярного ритма или начала временной кардиостимуляции. В этот период кардиотонические препараты не вводились. Критериями окончания выполнения реперфузии являлись стойкая нормализация ритма, возвращение комплекса ЭКГ к дооперационной картине, а также адекватный ответ миокарда на нагрузку объемом. Способ позволяет снизить частоту использования, дозировку и количество антиаритмических и инотропных препаратов при отключении от искусственного кровообращения, минимизировать воздействие повреждающих факторов на миокард в первые минуты после периода глобальной ишемии, с целью предотвращения и обеспечения восстановления функции обратимо угнетенных кардиомиоцитов. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ защиты миокарда от реперфузионных повреждений при операциях на сердце, включающий перед вскрытием полостей сердца подачу углекислого газа по отдельной магистрали через ротаметр в полость вскрытого перикарда с давлением 0,2-0,4 МПа и объемной скоростью 2-3 л/мин, при этом углекислый газ подают на протяжении всего основного этапа операции, и прекращают подачу после герметизации полостей сердца и снятия зажима с аорты.

2. Способ защиты миокарда от реперфузионных повреждений при операциях на сердце, включающий перед снятием зажима с аорты осуществление ретроградной тепловой перфузии кровью с аппарата ИК с добавлением магния со скоростью 200 мл/мин в течение 2 мин, при этом параметры перфузата, используемого в искусственном кровообращении: гематокрит - 25-30%, Са²⁺ - 1,2-1,3 ммоль/л, K⁺ - 4,5-5,5 ммоль/л, Hb - 90-100 г/л, глюкоза - норма, BE: +2-3; затем после снятия зажима с аорты продолжают процедуру реперфузии; продолжительность проведения реперфузии зависит от времени пережатия аорты и составляет от 15 до 25 минут с момента снятия зажима с аорты и не менее 10 минут с момента восстановления регулярного ритма или начала временной кардиостимуляции; реперфузию заканчивают при стойкой нормализации ритма, возвращении комплекса ЭКГ к дооперационной картине, а также адекватном ответе миокарда на нагрузку объемом.