自制降主動脈球囊插管在深低溫停循環(huán)豬模型中的應用

姜建杰 褚亞棟 鄒煜?

深低溫停循環(huán)在主動脈弓及復雜先天性心臟病手術中被廣泛應用［1-2］。長時間的單獨停循環(huán)容易導致機體的凝血功能障礙，臟器和脊髓的缺血性損傷。股動脈插管可以避免下半身停循環(huán)，但股動脈灌注為逆行灌注，在主動脈夾層手術中易引起腦栓塞、逆行撕裂和器官灌注不良等并發(fā)癥［3］。停循環(huán)期間，通過降主動脈順行灌注，尚無文獻報道，也無現(xiàn)成可應用的插管。本研究自制降主動脈球囊插管，希望通過在深低溫停循環(huán)豬模型中的應用，來評估其有效性與安全性，為進一步臨床應用提供證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 自制降主動脈軟插管：4.5#氣囊氣管插管，更換3/8轉1/4接頭（見圖1）。

1.2 實驗動物 健康實驗普通豬12只，雌雄不限性，體質量（48.3±0.9）kg，由浙江中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供。

1.3 動物模型建立 動物術前禁食24h，禁飲4h。肌肉注射氯胺酮10mg/kg、阿托品0.05mg/kg，耳緣靜脈給予咪達唑侖0.1mg/kg、芬太尼4μg/kg麻醉誘導，氣管插管。術中給予戊巴比妥鈉8mg/（kg·h）維庫溴銨1mg/（kg·h）維持，呼吸機機械通氣，吸入氧濃度為21%，通氣頻率為12次/min，潮氣量起始設置為10～15ml/kg，連接心電監(jiān)護儀，監(jiān)測生命體征。溫度探頭分別插入鼻腔及直腸監(jiān)測腦溫和體溫；右股動脈置管監(jiān)測下半身灌注壓。3mg/kg全量肝素化，維持激活全血凝固時間（ACT）＞480s。仰臥位正中開胸，上下腔靜脈插管及主動脈插管建立體外循環(huán)。緩慢降溫當鼻咽溫35℃阻斷主動脈，經主動脈根部灌注冷晶體停跳液，灌注冷晶體停跳液1次/30min。繼續(xù)全身降溫，達到目標溫度（鼻咽溫20℃和膀胱溫22℃）時準備停循環(huán)（或順行降主動脈灌注）。循環(huán)恢復后緩慢復溫至鼻咽溫32℃、肛溫30℃，開放主動脈，心臟自動復跳或經除顫復跳。繼續(xù)復溫至鼻咽溫36℃、肛溫35℃，停機魚精拮抗。

1.4 分組與檢測指標 隨機分為A組為實驗組（n=6）：深低溫聯(lián)合降主動脈順行灌注；深停模型建立后，離斷主動脈弓遠端，降主動脈置入自制插管，打水囊6ml順行灌注持續(xù)時間為60min（見圖2），吻合弓部遠端后復溫；B組為對照組（n=6）：單純深低溫停循環(huán)，停循環(huán)60min后開始復溫；分別于麻醉誘導后（T1）、體外循環(huán)開始（T2）、恢復循環(huán)后5min（T3）、復溫至36℃（T4）采集血液樣本，檢測血氣、乳酸、血糖、血肌酐、尿素氮。

圖1 自制球囊封堵灌注管

圖2 實驗中封堵灌注管

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件。計量資料以（x±s）表示，組間比較采用單因素方差分析，不同時間點組內比較采用重復測量設計的方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組麻醉誘導后（T1）的基礎指標比較 自制降主動脈軟插管的最高灌注流量為（2.5±0.2）L/min，氣囊打水5ml后有2例出現(xiàn)封堵口滲漏，追加1ml后無滲漏。一般資料比較兩組動物體重、體外循環(huán)時間，無明顯差別。麻醉誘導后（T1）兩組的基礎指標，如血氣、紅細胞壓積、乳酸、血糖、血肌酐、尿素氮差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組麻醉誘導后（T1）的基礎指標比較（x±s）

2.2 兩組不同時間點檢測指標比較 見表2。

表2 兩組不同時間點檢測指標比較（x±s）

3 討論

目前臨床上的深低溫停循環(huán)多采用選擇性腦灌聯(lián)合股動脈灌注進行輔助［4］。股動脈灌注為非生理的，且在停循環(huán)期間必須用球囊腔內封堵主動脈［5］。用球囊灌注插管替待封堵管，理論上可行，但插管的最大流量，球囊的封堵效果、對外科操作的影響及順行灌注的效果均有待評估。臨床上弓部離斷后無法繼續(xù)降溫，因此需通過豬的手術模型進行可行性研究。本資料中12頭實驗豬均順利建立了深低溫停循環(huán)模型。自制降主動脈軟插管的最高灌注流量達到（2.5±0.2）L/min，已經能滿足淺低溫下的下半身灌注流量。實驗中10例球囊打水5ml后無滲漏，有2例追加1ml后無滲漏，總體封堵效果令人滿意。

低氧血癥是深低溫停循環(huán)手術后常見的并發(fā)癥之一，其可延長患者呼吸機輔助通氣時間、ICU住院天數(shù)及總住院天數(shù)，增加感染機會及圍術期死亡。本研究兩組的血氧代謝明顯不同，盡管實驗組的血氧及乳酸水平也有增加，但明顯優(yōu)于對照組。停循環(huán)期間，對照組各組織器官持續(xù)處于缺血缺氧的狀態(tài)，產生氧債，乳酸產生也顯著增加，而實驗組可以提供持續(xù)的氧合血。說明60min的停循環(huán)僅靠深低溫不足以維持機體氧供和氧耗的平衡。停循環(huán)導致的全身炎性反應是氧合指數(shù)降低的主要原因之一，在這一過程中，促炎細胞因子釋放，刺激組織中的中性粒細胞，進而釋放毒性介質，破壞毛細血管內皮細胞，增加血管通透性，引發(fā)臟器功能衰竭［6］。T3時間點A組PaO2明顯高于B組（P＜0.05），說明深低溫期間通過降主動脈順行灌注可有效緩解低氧血癥的發(fā)生。

體外循環(huán)期間血液稀釋引起的滲透壓改變、持續(xù)滾壓泵擠壓導致的紅細胞破壞、與循環(huán)管路接觸引起的全身炎癥反應及低溫所致的外周血管收縮，都會引起腎功能的損害［7-8］。本研究亦證實兩組深低溫停循環(huán)后（T3、T4點）的血肌酐、尿素氮水平明顯高于基礎值（T1點）。T3、T4時間點B組的血肌酐、尿素氮水平明顯高于A組（P＜0.05），說明對照組的腎損傷程度較實驗組嚴重，究其原因可能是深低溫期間持續(xù)的順行灌注，能較好的維持腎臟的灌注壓，并在復溫階段能有效滿足腎組織較高的代謝需求。降主動脈順行灌注下半身減輕了腎臟缺血、缺氧程度，避免了缺血-再灌損傷導致的腎功能損傷。

深低溫停循環(huán)使胰腺和肝臟均有不同程度的缺血、缺氧，循環(huán)恢復后，胰腺和肝臟經歷了缺血再灌注的二次打擊，使胰腺和肝臟調節(jié)血糖的功能受損更嚴重，全身炎性反應也容易導致高血糖。深低溫停循環(huán)時間是A型急性主動脈夾層術后高血糖的獨立危險因素［9］。本研究亦顯示，深低溫后兩組血糖水平明顯升高，且B組高于A組，這可能與實驗組下半身持續(xù)灌注肝臟、胰腺沒有經歷缺血再灌注損傷有關。

本研究原創(chuàng)性的提出，深低溫期間通過降主動脈順行灌注下半身。并通過在豬深低溫停循環(huán)模型中的應用，驗證了自制降主動脈球囊插管的安全性，和順行灌注的有效性，為進一步臨床應用提供了證據(jù)。本研究的局限在于，僅關注于灌注方式的改變，對于能否通過灌注方式的改變來提高灌注溫度，避免深低溫導致的損害，需要進一步研究。