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心脏停搏液有哪些 心脏停搏液的研究现状及进展

来源:改革 时间:2019-11-02 07:56:17 点击:

心脏停搏液的研究现状及进展

心脏停搏液的研究现状及进展 1 心脏停搏液的温度 1.1低温停搏技术 心脏的能量消耗主要由机械作功、维持室壁张力和心肌细胞的代谢三部分 组成,前两者约占90 %,后者约占10 %。心脏停搏液可使心肌于舒张期停跳, 电机械活动停止,因此,在心脏停搏期间,心肌能量消耗完全用于心肌细胞的代 谢,而低温最直接的作用是降低心肌细胞的能量代谢,据报道,将心肌温度自37℃ 降至11℃时,心肌细胞代谢氧耗量可由10%减少至5 %。但低温对心肌也有一定 副作用:①降低体内酶活性,ATP生成减少,导致心肌细胞内钠、钙积聚;
②细 胞膜脆性增加,损害细胞膜稳定性;
③低温可使心肌产生挛缩[3];
④损伤冠脉内 皮细胞;
⑤导致含血停搏液中细胞成分受损、堵塞毛细血管等[4]。

1.2温血停搏技术 鉴于低温对心肌的副作用,自上世纪80年代,温心外科(warm heart surgery)技术逐渐受到人们的关注,越来越多的学者报道了有关温血停搏液的基 础研究及临床应用。温血停搏液使心肌停跳于常温有氧状态下, 温血携带和运输 氧,心肌细胞在最小氧需下得到最大的氧供,而且温血缓冲pH值、提供适当的 渗透压和代谢底物的功能也处于最佳状态[5],大大缩短了心肌的缺血期,限制 了再灌注期,消除了低温的有害反应。随着研究的深入,人们发现常温灌注在心 肌保护中存在诸多缺点:①所需管道多,操作复杂;
②灌流量大,回心血量多, 影响手术术野,同时大量吸引可造成血液有形成分的破坏;
③当心肌灌注绝对流 量不足时,可造成心肌非人为缺血(unintentional ischemia);
④温血可使中性粒 细胞及补体激活,组胺释放增加,外周血管扩张;
⑤还可引发中枢神经系统的损 害[6]及高钾血症。

1.3冷停搏液与温血停搏液联合应用 有人提出温血与冷血联合应用,发挥 优势互补、扬长避短的心肌保护及全身各脏器保护的效果,并出现了以三种联合 方式:①温血诱导:温血停搏液诱导灌注后,冷晶体或冷血停博液间断灌注;
② 温血复苏:在冷血停搏液灌注后,主动脉开放前温血灌注;
③“温冷温”方式:温 血诱导与温血复苏联合应用。Li S等[7]采用常温含血停跳液诱导灌注,并以低温含血停跳液间断灌注,从临床效果、心肌生化及形态学检查等方面与单纯低温含 血停跳液进行比较,具有明显优越的心肌保护效果。Allen等[8]回顾性分析567 例 儿童心脏外科手术,认为“温冷温”含血停跳液灌注模式对心肌保护效果最好。

2 心脏停搏液的种类 2.1 冷晶体停搏液 冷晶体心脏停搏液是以含高浓度钾停搏液灌注心肌,使心脏停搏于舒张期, 心肌电-机械活动静止[9]。同时冷晶体停搏液要求低温,灌注后使心脏完全处于 低温,可降低心肌组织在缺血期间的代谢率和氧耗量,心肌缺血耐受能力增强。

冷晶体停搏液配置简单、使用方便,间断灌注停搏液,可获得清晰的术野,利于 术者操作,心肌保护确实[10]。但晶体停搏液不能为心肌提供氧和营养物质,缺 乏酸碱平衡的缓冲,易导致代谢性酸中毒;
晶体液不含胶体成分,易导致心肌水 肿;
高钾可以造成冠状动脉内皮细胞的损伤。冷晶体停搏液有多种,St. Thomas’ Ⅱ停搏液是St.Thomas液的改良液,目前在国内应用较广泛。

2.2 HTK液HTK液只需一次性灌注即可对长时间缺血心肌获得满意的保护 效果,但一次性灌注的量较大(30~40 ml/kg) ,易造成血液稀释,术后应注意监 测血电解质和适当补钙,在应用于婴幼儿时,灌注液应尽量吸走或在体外循环结 束后进行超滤。Arslan A等[14]对21例冠心病患者使用低剂量HTK液(10~15 ml/kg),结果显示对于短时间缺血的心肌起到较好的保护作用。目前,HTK停搏 液在国外已广泛应用,在国内应用也在逐渐增多。

2.3 超极化停搏液 超极化停搏(Hyper-polarized cardiac arrest)是用ATP敏感的K+通道开放 剂、Na+通道阻滞剂等使K+通道在静息电位时开放,细胞内钾溢出,跨膜电位差 减小,避免钙内流,使动作电位不能形成,从而使心肌自然静息于超极化停搏状 态。超极化停搏能减少离子泵启动时对ATP的需求,减少细胞内钙离子,减轻钙 超载引起的心肌缺血再灌注损伤,研究显示[15、16],对心功能恢复优于去极化 心脏停搏液。

王玺胜等[17]应用含不同浓度的尼可地尔(Nicorandil)超极化心脏停搏液 灌注未成熟兔离体心脏,血流动力学及心肌酶学等结果显示,对未成熟心肌的有明显保护作用,并优于单纯晶体停搏液。Yu T等[18]对大鼠离体心脏的研究显示, 线粒体ATP敏感的K+通道在吡那地尔(pinacidil)超极化停搏液对心肌保护过程中 可能起重要作用。由于此类药物对血管平滑肌K+通道也有开放作用,因此可扩 张冠状血管,改善心肌血流灌注[19];
同时也可引起全身组织器官的血管舒张, 导致机体血压下降,在临床应用上受到一定限制,如何筛选出高选择性K+通道 仍有待进一步深入研究。

2.4 冷含血停搏液Braathen B等[21]对80例行主动脉瓣置换的病人使用冷 含血心脏停搏液,结果显示,术后血中肌酸激酶同工酶-MB(CK-MB)及肌钙 蛋白-T(cTnI)的水平明显低于冷晶体停搏液组。Fannelop Tord等[22]动物实验 显示,应用冷血停搏液间断灌注心脏,在开放升主动脉后心脏收缩功能恢复较好, 术后血清心肌肌钙蛋白-T释放少。该技术已得到了普遍的认可,在临床上广泛应 用,并取得良好的心肌保护效果,有逐渐取代冷晶体停搏液的趋势。但冷血停搏 液在低温情况下红细胞功能丧失,灌注时可致冠状动脉微血栓形成,可致心肌局 灶性坏死和冠状动脉内皮细胞损伤,并含有炎性介质和白细胞,加重了心肌损害 [23]。

2.5 冷自体血停搏液 近年来,有学者提出应用自体静脉血经紫外线照射充氧( ultraviolet blood irradiation and oxygenation,UBIO)后配置成心脏停搏液。舒义竹、向道康等[24]研 究证实,UBIO心脏停搏液能减少心肌酶渗出,增加心肌ATP储备,降低心肌损 伤标志物的水平,具有较好的心肌保护作用。张青等[25]在婴幼儿心脏手术中于 体外循环前自主动脉抽取动脉血配制成冷自体血心脏停搏液(cold autologous blood cardioplegia),研究显示,其可降低心肌细胞氧自由基的产生,对婴幼儿心 肌的有良好保护效果。沈定荣、孟保英等进一步研究[28、29]证实,冷自体血心 脏停搏液可减轻缺血对未成熟心肌细胞线粒体的损伤,减少心肌CK-MB与cTnI 的释放,提升心肌细胞ATP含量及ATP酶活性,术后心脏自动复跳率高,正性肌 力药物依赖性低,术后心脏功能恢复快,对婴幼儿未成熟心肌保护效果明显。目 前,冷自体动脉血心脏停搏液仅见在婴幼儿心血管手术中应用,国内外文献中尚 未见应用于成人手术的报道 2.6 温血停搏液为避免常温或低温含血停跳液各自的不良反应,也有学者 提出将停跳液温度控制在30 ℃~34 ℃左右,即微温含血停跳液(tepid blood cardioplegia)。Engelman等[33]对130例心血管手术的研究中发现,微温停跳液组 患者术后神经精神系统损害程度及脑CT扫描发现的脑部并发症少于温血组和低温组,他们推荐微温应作为最理想的体外循环和含血停跳液的灌注温度。但 Falcoz等[34]认为29 ℃微温血和37 ℃温血,临床生化指标上无明显差异。

3 心脏停搏液的添加成分 心脏停搏液的添加成分也是当前研究热点之一。在停搏液中加入能量代谢 基质,如葡萄糖、三磷酸腺苷、谷氨酸、天门冬氨酸以及磷酸肌酸[36]等,为心 肌缺血期间提供代谢所需能量,能明显地减轻缺血缺氧对心肌所造成的损害。其 他如附加保护血管内皮细胞 (如 L -精氨酸 )、 抗氧自由基作用 (维生素E、超 氧化物歧化酶、氧自由基清除剂[37])等基质成分,也有一定的保护作用。国内许 多学者在停跳液中加入中药成分,如丹参酮、三七总皂甙、杭白菊提取液[38]等, 对防治心肌缺血再灌注损伤也取得一定的效果。

经半个多世纪的不断完善,心脏停搏液的研究虽然取得很大的进展,但目 前尚无一种被世界公认的、最理想的心脏停搏液。因此,探索出更科学、更合理、 更安全的心脏停搏液,最大程度地减轻心肌缺血再灌注损伤,仍需广大研究者们 继续努力。

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