五种心脏停搏液对未成熟心肌保护效果分析

孟保英，吴文智，丁以群，张 青，潘晓兰，王元祥，彭 乐

·临床研究·

五种心脏停搏液对未成熟心肌保护效果分析

孟保英，吴文智，丁以群，张 青，潘晓兰，王元祥，彭 乐

目的比较五种心脏停搏液对心脏直视手术的未成熟心肌保护效果。方法随机将180例非紫绀型先天性心脏病患儿分成5组：HTK液组(A组)、改良St·Thomas液组(B组)、4∶1(自体血∶晶体)含自体血冷心脏停搏液组(C组)、1 ∶1(自体血∶晶体)含自体血冷心脏停搏液组(D组)和1∶4(自体血∶晶体)含自体血冷心脏停搏液组(E组)。五组患儿平均年龄(5.8±0.4)月，平均体重(6.1±0.3)kg。体外循环时间42～105(68.2±5.3)min，主动脉阻断21～68(38.4±4.6)min。对比分析体外循环前1 h及术后6 h、12 h及48 h肌钙蛋白I(cTnI)和磷酸肌酸酶同工酶(CKMB)；术前及术后1 h、6 h 左室射血分数(LVEF)。结果各组患儿体外循环前1 h及术后48 h cTnI及CKMB无显著性差异，术前及术后6 h LVEF均无统计学差异(P>0.05)；HTK液组及1∶4含自体血冷心脏停搏液组术后6 h及12 h cTnI及CKMB较其他三组低，存在显著差异(P<0.05)；HTK液组及1∶4含自体血冷心脏停搏液组术后1 h LVEF较其他三组高，存在显著差异(P<0.05)。结论HTK液、1∶4含自体血冷心脏停搏液对未成熟心肌心肌保护作用较好。

先天性心脏病；自体血心脏停搏液；左室射血分数；心肌酶

目前临床常用的心脏停搏液主要有两类：晶体停搏液及含血停搏液。常用的晶体停搏液包括冷晶体St.Thomas 液及HTK液。随着外科及体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)技术的不断发展，心脏直视手术逐渐出现小年龄、低体重趋势，故未成熟心肌的保护得到广泛关注，临床上大多将成人心脏停搏液沿用至婴幼儿心脏手术中，其保护作用不尽理想。本中心10年来使用含自体血冷心脏停搏液应用于婴幼儿心脏直视手术，收到较好的临床效果，但仍有不足，故本文拟探讨分析五种不同心脏停搏液对未成熟心肌的保护作用。

1 资料与方法

1.1临床资料 选择2015年5月至2016年11月在本院行心脏直视手术的非紫绀型先天性心脏病患儿180例，其中男95例，女85例；年龄10 d～12个月(5.8±0.4)月，体重2.1～10(6.1±0.3)kg。随机分为五组，分组患儿体重及病种见表1。

所有患儿术前心功能分级无显著性差异。术前无肝肾功能异常、肺炎等合并症，末梢血象正常。

表1 分组及患者一般概况

注：*为自体冷血比值：自体血∶晶体液；ASD：房间隔缺损；VSD：室间隔缺损；PAPVC：肺动脉异位引流；AVSD：房室间隔缺损。

1.2心脏停搏液制备及灌注方法 A组(n=20)：采用德国克勒化学制药生产的HTK液(CUSTODIOL，规格500 ml/瓶)，灌注量30 ml/kg，灌注时间3～5 min，灌注压力60～100 mm Hg，只灌注一次。其余四组配置的晶体母液均为复方电解质液(500 ml/袋，由石家庄市四药有限公司提供)。B组(n=40)：按照改良St.Thomas液配方配制(母液+10%氯化钾5 ml，25%硫酸镁2.4 ml，5 %碳酸氢钠 15 ml，地塞米松4 mg， 2%利多卡因0.625 ml)，灌注量20 ml/kg，灌注时间1～2 min，灌注压力60～100 mm Hg，超过2 h再重复灌注一次。C组(n=40)：CPB开始前，经主动脉根部按血液∶晶体4∶1比例(母液+10%氯化钾35 ml，25%硫酸镁19 ml，2%利多卡因10 ml)快速抽取血液，K+浓度21.6 mmol/L，抽血时间约30～60 s，停搏液制备完毕后，经主动脉插管补充血容量以维持循环稳定，并将配制的心脏停搏液浸入冰屑液中制成4℃冷停搏液备用，灌注量30 ml/kg，灌注时间1～3 min，灌注压力60～100 mm Hg，每45 min灌注一次(第二次灌注晶体母液，K+浓度10.8 mmol/L)。D组(n=40)：经主动脉根部按血液∶晶体1∶1比例(母液+ 10 %氯化钾14 ml，25%硫酸镁19 ml，2%利多卡因5 ml)快速抽取血液，K+浓度10.8 mmol/L，其余制备及灌注同C组。E组(n=40)：经主动脉根部按血液∶晶体1∶4比例(母液+20%甘露醇8 ml，25%硫酸镁4 ml，5%碳酸氢钠11 ml，10%氯化钾9.75 ml，2%利多卡因3.25 ml)快速抽取血液，其余制备及灌注同C组。

1.3CPB及心脏停搏液灌注 经医院伦理委员会讨论通过，并经监护人知情同意后实施。手术由同一组医生、麻醉师、灌注师合作完成。采用STOCKER V人工心肺机(Sorin，意大利)，TERUMO Fx05(Terumo Co.，LTD，日本)及迈可唯MICRO 10000(Maquet Co.，LTD，德国)膜式氧合器，复方电解质、红细胞悬液、白蛋白预充，CPB采用浅低温(30～35℃)，红细胞比容(Hct)0.23～0.28。并行循环降温，阻断升主动脉，不同组别分别经主动脉根部灌注相应的心脏停搏液，主动脉阻断期间鼻咽温及肛温维持在30～34℃，复温后所有患儿未予以超滤。CPB时间42～105(68.2±5.3)min，主动脉阻断21～68(38.4±4.6)min。

1.4观察指标及测定方法

1.4.1心肌损伤标志物检测 分别于CPB前1 h(T1)及术后6 h(T2)、12 h(T3)及48 h(T4)分别抽取桡动脉血3 ml，离心后用酶联免疫吸附剂测定(ELISA)法检测血浆CKMB、cTnI的含量。

1.4.2左室射血分数(left ventricular ejection fractions, LVEF)测定 入院后第二天清晨及术后1 h、6 h安静睡眠状态下，采用SIEMENS Acuson Sequoia 512型，探头频率6.0 MHZ，按照美国超声学会指南，作常规M超及二维心脏超声检查，心尖四腔观切面，Simpson法测定LVEF[1]。重复性检验： 两位心脏超声医生在双盲情况下分别测量10对LVEF数值，计算两者平均误差率为(3.78±1.93)%，同一操作者在不同时间分别测量10对LVEF数值，平均误差为(3.41±1.45)%，无统计学差异。

2 结 果

2.1一般结果 经单因素方差分析，五组患儿CPB时间、主动脉阻断时间、呼吸机使用时间、ICU滞留时间及住院时间无统计学差异(P>0.05)。所有组患儿无死亡。无室颤及低心排。五组患儿超快通道手术达90%以上(术后手术室内拔除气管插管)，术后未见严重手术并发症，全部存活出院。见表2。

2.2心肌酶cTnI和CKMB对比分析 采用重复测量方差分析比较五组患儿cTnI和CKMB，经方差分析，组间差异有统计学意义。五组患儿T2、T3的CKMB及cTnI均较T1升高。A组T2、T3的CKMB及cTnI较其他四组低，有统计学差异(P<0.05)；E组T2、T3的CKMB及cTnI较术其他三组低，有统计学差异(P<0.05)；C及D组T2、T3的CKMB及cTnI无统计学差异(P>0.05)。五组T1和T4的CKMB及cTnI无统计学差异(P>0.05)，见表3、4。

2.3不同时点各组LVEF比较 各组术前及术后6 h LVEF比较无统计学差异(P>0.05)。术后1 h各组LEVF较术前均有不同程度下降，其中A组及E组LVEF较其他组下降程度小，有统计学差异(P<0.05)，C组及D组LVEF比较无统计学差异(P>0.05)，见表5。

表2 五组患儿基本情况对比分析

表3 各组术后 cTnI水平

注：经LSD法两两比较，T2、T3时A组与E组差异有统计学意义(P=0.034)、B组与C组差异有统计学意义(P=0.044)，B组与D组差异有统计学意义(P=0.047)，C组与D组差异无统计学意义(P=0.706)，D与E组差异无统计学意义(P=0.033)。T2、T3时A与B组差异有统计学意义(P<0.001), A与C组差异有统计学意义(P=0.020), A与D组差异有统计学意义(P=0.042)，B与E组差异有统计学意义(P=0.005)。T1时各组两两比较无统计学差异(P=0.0835)，T4时各组两两比较无统计学差异(P=0.0764)。

表4 各组术前及术后CKMB水平

注：经LSD法两两比较，T2、T3时A组与E组差异有统计学意义(P=0.037)，B组与C组差异有统计学意义(P=0.041)、B组与D组差异有统计学意义(P=0.036)，C组与D组差异无统计学意义(P=0.846)，T2、T3时其余各组间两两差异有统计学意义(P均<0.05)。T1时各组两两比较无统计学差异(P=0.0597)，T4时各组两两比较无统计学差异(P=0.0635)。

表5 不同时点各组LVEF比较

注：经LSD法两两比较，组间效应：C组与D组差异无统计学意义(P=0.301)，其余各组间两两差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨 论

cTnI是评估心肌损伤比较敏感和特异性较高的指标[1-2]。心肌损伤后，cTnI立即进入血液循环中，4～8 h内血清浓度就会上升，12～24 h达到峰值[3]。CKMB对心肌损伤亦具有特异性。可作为缺血再灌注损伤及损伤程度和预后的指标，其延缓期约为3～8 h。结合本次研究可以看出，各组cTnI及CKMB峰值出现在术后12 h，术后48 h基本降至术前水平。

HTK液具有以下特点[4]：①HTK液是以细胞內液成分为主，作用机理在于降低细胞外Na+浓度，使心肌无法形成动作电位，心肌停搏，从而避免高钾对细胞的损伤。②HTK的组氨酸/组氨酸盐缓冲系统可防止内皮细胞肿胀、避免心肌组织发生细胞内和细胞外酸中毒。③HTK液中含有的α-酮戊二酸与色氨酸通过三羧酸循环可最终生成ATP，为缺血再灌注器官提供能量[6-9]。本研究发现，HTK液(A组)在术后6 h、12 h cTnI及CKMB上升幅度在五组样本中最少，术后48 h cTnI及CKMB与CPB前指标基本一致，术后1 h LVEF较其他组高，因此认为其对未成熟心肌细胞保护效果较好，可能与HTK液的特性相关。但是HTK液灌注时间较其他的停搏液要长[5]，灌注量偏多，易造成血液稀释，且费用较其停搏液贵，临床难以推广。

改良St.Thomas液属于晶体心脏停搏液，为仿细胞外高钾停搏液，不能提供氧和营养物质，且缺乏酸碱平衡和胶体的缓冲，反复灌注加重心肌水肿和血液稀释。含自体血停搏液增加胶渗压，而且其中含有大量葡萄糖、游离脂肪酸等，为心肌代谢提供高能量物质，有丰富的缓冲物质，红细胞携带氧，可使心脏停搏于有氧的环境中，心脏停搏期间仍可以进行氧化，利于心肌细胞保护。而且自体血配制心脏停搏液可以避免异体库血由于储存时间较长而出现细胞成分破损，导致一系列的炎症反应而引起的心肌细胞损伤；库血内所含的保存液亦会影响停搏液中的电解质及酸碱平衡，不利于心肌保护，故本中心10年来采用自体血配制心脏停搏液应用与未成熟心肌，取得一定效果，也有学者研究表明自体冷血停搏液在未成熟心肌有着良好的保护作用[10-11]。但临床使用中自体血心脏停搏液仍存在一定的心肌损伤。究其原因可能是含血停搏液中的细胞成分可导致冠状动脉毛细血管堵塞且含有炎性介质和白细胞，亦会导致心肌细胞缺血再灌注损伤。本研究通过调整自体血含量配置停搏液，期望减轻含血停搏液的缺点，从而利于未成熟心肌的保护。E组的1∶4自体血心脏停搏液抽血量较其他两组(C组、D组)少，利于对患儿术中血压的维持及减少抽血时间，停搏液冷却时间充分，较其他两组含自体血心脏停搏液有着较好的优势。本研究发现含自体血停搏液组(C、D、E组)术后6 h、12 h cTnI及CKMB上升幅度均较ST.Thomas晶体液组(B组)低，E组术后6 h、12 h cTnI及CKMB上升幅度较B组、C组和D组低(P<0.05)。自体血心脏停搏液组术后1 h LVEF较ST.Thomas晶体液的B组高，E组术后1 h LVEF较其他两组自体血心脏停搏液组高(P<0.05)。三组不同比例的自体冷血停搏液数据显示，含1∶4自体血心脏停搏液(E组)的效果明显优于其他两组。本研究表明HTK液及含1∶4自体血心脏停搏液对于未成熟心肌保护优于其他组。

通过本研究可以证明HTK液、含1∶4自体血心脏停搏液在未成熟心肌保护有着较好的优势，尤其后者，临床易于配制，且价格低廉，易于临床推广。

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Theprotectiveeffectsoffivekindsofcardioplegiaonimmaturemyocardiumduringcardiopulmonarybypass

Meng Bao-ying,Wu Wen-zhi, Ding Yi-qun, Zhang Qing, Pan Xiao-lan,Wang Yuan-xiang, Peng Le

DeparmentofCardiovascularsurgery,ShenzhenChildren'sHospital,Shenzhen, 518026,China

ObjectiveTo analyze the protective effects of five kinds of cardioplegia on immature myocardium during cardiopulmonary bypass.Methods180 cases of non-cyanotic congenital heart disease were divided randomly into 5 groups: group HTK , group St.Thomas, group 4∶1 cold self-blood cardioplegia, group 1∶1 cold self-blood cardioplegia, group 1∶4 cold self-blood cardioplegia. Compare levels of cTnI and CKMB of 1 hour before operation, 6 hours, 12 hours and 48 hours after operation, as well as LVEF 1 h and 6 h before operation and after operation.ResultsThere were no significant differences in cTnI and CKMB between 1 h before and 48 h after operation (P>0.05). There were no significant differences in LVEF between preoperation and 6 hours after operation (P>0.05). Levels of cTnI and CKMB in group HTK and group 1∶4 cold self-blood cardioplegia were lower than other groups in 6 and 12 hours after operation(P<0.05); LVEF of group HTK and group 1∶4 cold self-blood cardioplegia were higher than the other three groups in 1 hour after operation (P<0.05).ConclusionThe HTK and cold self-blood cardioplegia with ratio 1∶4 had better immature myocardial profective effects.

Congenictal heart disease；Self-blood cardioplegia；LVEF；Myocardial enzyme

2016-12-29)

2017-03-03)

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.03.01

深圳市科技计划资助(JCYJ20150403100317074)

518026 深圳，深圳市儿童医院心血管外科