老年冠状动脉旁路移植体外循环期间肺保护液灌注的肺保护作用.doc

老年冠状动脉旁路移植体外循环期间肺保护液灌注的肺保护作用 作者：林柏松 张秀和 张柏民 姜亦忠 李哲 张慧华【摘要】 目的 研究体外循环期间经肺动脉灌注肺保护液对老年冠状动脉旁路移植（CABG）病人的肺保护作用。方法 将20例老年单纯CAPG病人随机分为对照组和实验组。实验组在主动脉阻断后主动脉根部灌注心脏停搏液的同时，经肺动脉灌注低温保护液，对照组则不灌注肺保护液。分别于术前、开放升主动脉后20 min、体外循环结束时采集外周动脉血，进行中性粒细胞计数；并于术前、体外循环结束后0、3、6、12 h测得动脉血氧分压（PaO2）、吸入氧浓度（FiO2），计算氧指数（PaO2/FiO2）。结果 对照组在升主动脉开放20 min中性粒细胞计数较术前明显降低(P0.05)；实验组的中性粒细胞计数在体外循环结束时明显高于术前(P0.05)。实验组与对照组的PaO2/FiO2在体外循环结束后6 h达到最低点(P0.01)；实验组的PaO2/FiO2在体外循环结束后12 h回升接近术前正常水平，而对照组则未回升至术前正常水平；在体外循环结束后0、3、6、12 h，实验组的PaO2/FiO2均明显高于对照组(P0.05，P0.01)。实验组肺泡动脉氧压力差(PAaO2)与对照组在体外循环前无明显差别（P0.05），实验组再灌注60 min后PAaO2与体外循环前无明显差别（P0.05）、明显低于对照组（P0.01），对照组再灌注60 min后明显高于体外循环前（P0.01）。结论 体外循环后存在肺损伤，体外循环期间经肺动脉灌注肺保护液可明显减轻CABG患者的肺损伤。 【关键词】 肺动脉灌注；肺保护液；体外循环；冠状动脉旁路移植术体外循环后肺损伤是老年冠状动脉旁路移植（CABG）患者心脏手术后的一种较常见的并发症，可显著增加其他并发症发生率并直接危及病人生命。目前国内尚无使用肺保护液对老年体外循环相关性肺损伤保护作用的报道。笔者在体外循环术中使用低温肺保护液行肺动脉灌注， 观察其在体外循环中对CABG病人的肺保护作用。 1 资料与方法 1.1 一般资料 将20例冠状动脉粥样硬化性心脏病、心功能23级、行单纯CABG的患者随机分为对照组和实验组，每组10例。实验组与对照组的平均年龄、男性百分比、体重、NYHA心功能3级病人数分别为（63.723.66) vs (65.425.11）岁，40 vs 30，（62.94.3) vs (65.23.7）kg，2 vs 1例。两组病人均在入手术室后右颈内静脉、桡动脉穿刺、置管。芬太尼、潘库溴胺诱导麻醉。泵输芬太尼、潘库溴胺维持麻醉，同时吸入安氟醚进行复合麻醉。在低温体外循环下行冠状动脉旁路移植术，实验组在主动脉阻断后主动脉根部灌注心脏停搏液的同时，经肺动脉灌注4低温保护液(肺动脉灌注液参考UCLA离体肺保存液配方，加入抑肽酶140 mg/L，沐舒坦山莨菪碱100 mg/L)。对照组不灌注肺保护液。 1.2 手术及体外循环方法 采用胸骨正中切口，取左侧乳内动脉、大隐静脉。肝素抗凝，常规升主动脉插管、右心房插腔房管，主动脉根部常规插灌注针，实验组主肺动脉根部同时插灌注针，建立体外循环。在鼻温降至32时阻断升主动脉，停呼吸，使用冷血心脏停搏液进行心肌常规灌注。两组手术采用同样搭桥方法，大隐静脉及桡动脉采用近心端与目标冠脉行端侧吻合，分离乳内动脉远心端并切断，保留近心端，乳内动脉断端与目标冠脉行端侧吻合。先完成远端吻合，开放升主动脉心脏复跳后，升主动脉上侧壁钳并打孔，完成近端吻合。操作中确保排气充分，吻合口无漏血。当鼻温达到37，心跳有力，平均动脉压在60 mmHg以上时，停体外循环机。实验组与对照组的手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间分别为(246.1458.439) vs (235.6447.11) min，(105.5432.35) vs (107.2441.31) min，(41.2419.63) vs (43.1714.76) min。 1.3 检测指标 分别于术前、开放升主动脉后20 min、体外循环结束时采集外周动脉血，进行中性粒细胞计数。分别于术前、体外循环结束后0、3、6、12 h取动脉血检测血气分析，测得动脉血氧分压（PaO2），同时通过麻醉机或呼吸机检测气道阻力、大气压、吸入氧浓度（FiO2），并计算氧指数（PaO2/ FiO2）。气道阻力气道峰压呼气末正压。计算体外循环前、再灌注后60 min肺泡动脉氧压力差（PAaO2）。 1.4 统计学分析 以SPSS11.0软件对两组所有数据进行统计学处理，组间比较使用t检验，结果以xs表示。 2 结 果 实验组与对照组的术前情况，如年龄、性别、体重、心功能、手术时间、主动脉阻断时间、体外循环时间差异无统计学意义（均P0.05）。两组的中性粒细胞计数结果见表1。实验组的中性粒细胞计数在开放升主动脉后20 min、体外循环结束时较对照组高，但差异无统计学意义。两组升主动脉开放20 min计数较术前降低，但仅对照组差异有统计学意义（P0.05）。实验组的中性粒细胞计数在体外循环结束时明显高于术前（P0.05），而对照组则无明显增高。 实验组与对照组的PaO2/FiO2见表2。均从体外循环结束后0 h开始逐渐下降，并在体外循环结束后6 h达到最低点(P0.01)。实验组在体外循环结束后12 h回升接近术前正常水平，而对照组则未回升至术前正常水平。在体外循环结束后0、3、6、12 h，实验组的PaO2/FiO2均明显高于对照组(P0.05，P0.01)。实验组的PaO2/FiO2仅在体外循环结束后6 h明显低于术前水平(P0.01)。而对照组在体外循环结束后0、3、6、12 h均明显低于术前水平（P0.05，P0.01）。实验组气道阻力在体外循环后各时间点均与手术前无明显变化，但明显低于对照组体外循环后各时间点气道阻力（均P0.05）。对照组气道阻力在体外循环后各时间点均明显高于手术前（均P0.001）(表2)。表1 两组的中性粒细胞数(个/mm3，xs)与手术前相比：1）P0.05 表2 两组的PaO2/FiO2和气道阻力比较与对照组相比：1）P0.05,2）P0.01；与手术前相比：3）P0.05,4）P0.01 实验组与对照组的PAaO2在体外循环前无明显差别（P0.05），实验组再灌注60 min后与体外循环前无明显差别（P0.05）、明显低于对照组（P0.01），对照组再灌注60 min后明显高于体外循环前（P0.01）(表3)。全组无一例手术死亡。术后人工呼吸机使用时间实验组（12.63.5）h少于对照组（18.411.3）h（P0.05）。表3 两组的PA-aO2与对照组相比：1）P0.01；与手术前相比：2）P0.01 3 讨 论 体外循环使得重症和复杂心脏直视手术死亡率和并发症明显下降，但肺脏损伤仍是其一个主要并发症。体外循环期间肺保护已成为目前心血管外科的重要课题。老年人心肺生理储备下降，代偿能力、免疫能力低下，机体反应能力差，重要器官功能趋于衰退，并存疾病多，对体外循环的耐受性较差，心脏手术后更易出现体外循环相关性肺损伤。 伴随着体外循环时心肺血流的阻断和恢复，肺循环中有大量激活的白细胞积聚，激活的白细胞释放多种炎性介质，导致肺损伤，其中最重要的炎性介质是粒细胞弹性蛋白酶。体外循环的机械剪切作用、血液与体外循环的人工材料表面接触，可启动并激活中性粒细胞1。致炎介质随后通过扩增中性粒细胞激活而进一步加重肺损伤2。激活的中性粒细胞可在体循环及肺组织内进一步释放一定数目的蛋白水解酶和氧化化学产物。这些产物包括降解的基质金属蛋白酶、弹性蛋白酶、氧自由基（如髓过氧化物酶、过氧化氢、过氧化物）。这些物质可破坏肺组织的超微结构，导致肺泡内皮通透性增加而影响气体交换和肺结构，产生体外循环后肺损伤3。 目前的肺保护方法主要有：(1)药物治疗：治疗体外循环后肺损伤的常用药物为皮质甾类及抑肽酶，甲基强的松龙治疗可抑制中性粒细胞CDllb的表达及中性粒细胞补体介导的趋化作用，从而抑制中性粒细胞激活、降低体外循环后中性粒细胞减少症的发生率4。(2)白细胞耗竭：白细胞耗竭是否具有肺功能保护作用存在着争议，但体外循环后白细胞耗竭可通过减少IL8的产生而减轻术后炎症反应5。(3)改进人工管道：肝素涂层管道是将一层肝素分子与体外循环管道表面相结合，从而避免血液成分直接与异物相接触，可改善体外循环的血液相容性，降低体外循环相关性并发症的发生率6。(4)持续血液过滤：高流量持续血液过滤，可除去体外循环期间循环中的破坏性及炎性介质及水分，明显减轻体循环水肿、肺动脉高压，从而改善体外循环后肺功能7。体外循环期间维持机械通气：可有利于术后肺泡膨胀、保持肺容量。 鉴于肺脏缺血再灌注损伤和体外循环触发的炎症反应是造成体外循环后肺功能严重受损的主要原因，本研究经肺动脉灌注含氧合血及抗炎剂的保护液，理论上既减轻了肺脏缺血再灌注损伤又减轻了肺脏的局部炎症反应，从而最大限度的保护肺脏功能。 本研究的肺保护液主要参照肺移植时使用的最经典肺保存液UCLA离体肺保存液配方，加入抑肽酶、沐舒坦、山莨菪碱。沐舒坦和抑肽酶目前在临床应用广泛。抑肽酶是一种天然广谱丝氨酸蛋白酶抑制剂，其可能通过以下机制起肺保护作用：抑制体外循环后肿瘤坏死因子及中性白细胞弹性蛋白酶的释放、抑制补体的激活及中性粒细胞上调8。沐舒坦主要用于各种原因引起的呼吸功能不全及体外循环手术围术期治疗，有对抗炎症反应的作用，如稳定溶酶体膜、减轻白细胞激活和抑制血小板的聚集。本研究中，实验组的体外循环后氧指数始终明显好于对照组，其术后早期呼吸机支持时间明显短于对照组，实验组PAaO2与对照组在体外循环前无明显差别，实验组再灌注60 min后PAaO2与体外循环前无明显差别、明显低于对照组，对照组再灌注60 min后PAaO2明显高于体外循环前，表明肺动脉灌注肺保护液可有效减轻肺损伤。实验组的中性粒细胞计数在体外循环结束时明显高于术前，而对照组则无明显增高，表明肺动脉灌注肺保护液可有效减轻中性粒细胞肺内“扣押”，减轻中性粒细胞介导的损害作用。本研究证实体外循环后存在肺损伤，体外循环期间经肺动脉灌注肺保护液可明显减轻老年CABG患者的这种肺损伤。【参考文献】 1 Gu YJ，Boonstra PW，Graaff R,et al.Pressure drop，shear stress，and activation of leukocytes during cardiopulmonary bypass：a comparison between hollow fiber and flat sheet membrane oxygenatorsJ.Artif Organs，2000;24（1）:438.2 Tanita T，Song C，Kubo H,et al.Superoxide anion mediates pulmonary vascular permeability caused by neutrophils in cardiopulmonary bypassJ.Surg Today，1999;29（8）:75561.3 Yara B，Robert R，Claudia Z，et al.Addition of dextran sulfate to blood cardioplegia attenuates reperfusion injury in a porcine model of cardiopulmonary bypassJ.Eur J Cardiothorac Surg，2008；34（9）:65360.4 Oliver J.Liakopoulos，Jan D，et al.Cardiopulmonary and systemic effects of methylprednisolone in patients undergoing cardiac surgeryJ.Ann Thorac Surg，2007；84(1):1109.5 HouKiat L，James A，JeeYoong L，et al.What is the role of leukocyte depletion in cardiac surgeryJ?Heart，Lung Circ，2007；16（2）:24353.6 Michael J，Eisses，Tomas V，et al.Strategies to reduce hemostatic activation during cardiopulmonary bypassJ.Thromb Res，2006；117（5）:689703.7 Glyn D，Williams，Chandra R,Larry C，et al.Modified and conventional ultrafiltration during pediatric cardiac surg