מאמר שיטה

השפעות של חמצון ממברנה חוץ-גופית על מערכת הקרישה

DOI:

10.3791/66433

⸱

23 בפברואר 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiopulmonary Bypass, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Disease, State Key Laboratory of Cardiovascular Medicine, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, 2Department of Anesthesiology, Beijing Chao-Yang Hospital, Capital Medical University, 3Department of Anesthesiology, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מציגים פרוטוקול להקמת מודל חמצון ממברנה חוץ-גופית ער לטווח ארוך (ECMO) בכבשים. תשומת לב מיוחדת ניתנת לניהול והערכה של מערכת הקרישה במהלך מודל ה- ECMO.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נועד לחקור את ההשפעות של חמצון ממברנה חוץ-גופית ערה לטווח ארוך (ECMO) על מערכת הקרישה במודל כבשים. בסך הכל נכללו במחקר עשר כבשים בריאות, עם 5 כבשים בכל קבוצה. בקבוצת ECMO VENO-ARTERIAL (V-A ECMO), בוצעה קנולציה בעורק הצוואר הימני ובווריד הצוואר החיצוני הימני. בקבוצת ECMO (V-V ECMO) הוורידית, נעשה שימוש בצנתר בעל לומן כפול כדי להחדיר לווריד הצוואר החיצוני הימני. לאחר התחלת ECMO, הכבשים התאוששו מההרדמה ונשארו ערים במשך 7 ימים. יעד זמן הקרישה המופעל (ACT) נקבע ל-220-250 שניות. בשתי הקבוצות, ה-ACT בפועל נע סביב 250 שניות כאשר מינון הפרין עלה בהדרגה, והגיע לכמעט 60 IU/kg/min בסוף הניסויים. יתר על כן, ערכי זמן התרומבופלסטין החלקי המופעל (APTT) וזמן התרומבין (TT) היו גבוהים משמעותית בקבוצת V-A ECMO בהשוואה לקבוצת V-V ECMO, למרות קבלת אותם מינונים של הפרין. למרות שתוצאות בדיקות המעבדה נעו בטווח נורמלי וסביר, מוקדי אוטם בכליות נצפו בשתי הקבוצות בסוף המחקר.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חמצון ממברנה חוץ-גופית (ECMO) משמש כהתערבות מצילת חיים, ומספק תמיכה לב-ריאה לחולים קשים. הוא מסווג לשתי צורות עיקריות: ECMO VENO-ARKERIAL (V-A ECMO) ו-ECMO VENO-VEOUS (V-V ECMO)1,2. V-A ECMO משמש לחולים הסובלים מאי ספיקת מחזור הדם, ואילו V-V ECMO מועדף לאלו הסובלים מאי ספיקת נשימה אך ללא הפרעות חמורות בתפקוד הלב וכלי הדם 3,4.

פקקת ודימום הם סיבוכים נפוצים בחולי ECMO5. מעגל ה-ECMO חושף דם למשטחים מלאכותיים, ויוזם תגובות קרישה מורכבות6. תהליכים אלה עלולים להוביל לנזק לאנדותל ולהפרעות במיקרו-סירקולציה, וכתוצאה מכך לתפקוד לקוי של איברים חיוניים 7,8. כתוצאה מכך, ניהול יעיל של נוגדי קרישה מערכתיים נחשב חיוני עבור חולי ECMO. למרות זאת, עדיין חסרות ראיות להנחיית אסטרטגיות נוגדות קרישה במסגרות קליניות שונות הקשורות ל-ECMO.

הקמת מודל יציב של בעלי חיים ECMO יכולה לספק תובנות לגבי ההשפעה של ECMO על הגוף, לתרום באופן משמעותי לאופטימיזציה של אסטרטגיות ניהול ECMO, הפחתת סיבוכים הקשורים ל-ECMO ושיפור תוצאות המטופלים בפרקטיקה הקלינית. בעלי חיים גדולים, כמו כבשים וחזירים, הם הבחירות העיקריות להקמת מודלים של ECMO בשל הפרמטרים הפיזיולוגיים שלהם הדומים מאוד לאלה של בני אדם 9,10. עם זאת, למודלים קודמים של ECMO של בעלי חיים גדולים היה זמן תחזוקה של פחות מ-24 שעות, מה שמקשה על הערכה מקיפה של ההשפעה של ECMO על מערכת הקרישה11. לכן, יש צורך להקים מודלים ארוכי טווח של בעלי חיים גדולים של ECMO כדי לחקור ביסודיות את המנגנונים הפתופיזיולוגיים של ECMO. שימוש במודלים ארוכי טווח של בעלי חיים גדולים כדי לחקור את ההשפעות של ECMO על מערכת הקרישה יכול לספק ראיות חזקות יותר לפרקטיקה קלינית.

מחקר זה נועד לבסס מודל V-A ו-V-V ECMO ער לטווח ארוך (7 ימים) בכבשים בריאות. המוקד המרכזי של כל הקמת המודל והערכתו הוא ניהול נוגדי קרישה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול ניסיוני זה קיבל אישור מהוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים פוואי (מס' 0101-2-20-HX(X)). כל הנהלים עמדו בהנחיות המפורטות במדריך של המכונים הלאומיים לבריאות לשימוש וטיפול בחיות מעבדה. הניסוי נערך במעבדת המפתח של בייג'ינג למחקר פרה-קליני והערכה של חומרי שתלים קרדיווסקולריים, מרכז הניסויים בבעלי חיים של בית החולים פוואי (מס' רישום. CNAS LA0009). במחקר נעשה שימוש בכבשים בריאות שעמדו בתקני ההסגר הנדרשים במרכז הניסויים לבעלי חיים של בית החולים פוואי. יתר על כן, מחקר זה עקב אחר הנחיות מחקר בבעלי חיים: דיווח על ניסויים in vivo . כבשי האן זכרים עם טווח משקל של 50-65 ק"ג וטווח גילאים של 12-24 חודשים (ראה טבלת חומרים) שוכנו בסביבה ספציפית נטולת פתוגנים עם גישה חופשית למזון ומים לפחות שבוע לפני הניתוח. הכבשים חולקו באופן אקראי לשתי קבוצות, כל אחת מורכבת מ-5 פרטים: קבוצת ECMO VENO-ARTERIAL (V-A ECMO) וקבוצת ECMO VENO-VENUOUS (V-V ECMO). הבחירה בכבשים בריאות הייתה מוצדקת על ידי הצורך להעריך במדויק את ההשפעות של תמיכת ECMO על האורגניזם. הציוד והריאגנטים המשמשים במחקר מפורטים בטבלת החומרים.

1. הכנת בעלי חיים

  1. לפני ההליך הכירורגי, צמו כבשים בוגרות בריאות למשך 48 שעות ומנעו מהן מים למשך 12 שעות.
  2. עקר את מכשירי הניתוח ופרמטרי ה-ECMO לפני הניתוח. הקפידו על אספקת ציוד מגן אישי לכל חברי הצוות הכירורגי, כולל כובעים כירורגיים, מסכות פנים חד פעמיות, לבוש כירורגי נקי, כיסויי נעליים, בגדי ניתוח סטריליים וכפפות סטריליות.
  3. יש לתת זריקת פרופופול (5 מ"ג/ק"ג) דרך וריד האפרכסת. כפי שתואר קודם לכן, קבע את שרוול לחץ הדם על הירך והנח מובילי אלקטרוקרדיוגרמה על כל ארבעת הגפיים. חבר את שרוול לחץ הדם ומובילי האק"ג למוניטור הרפואי למדידת א.ק.ג ולחץ דם לא פולשני12.
  4. הכנס צינור אנדוטרכיאלי בעל לומן יחיד לקנה הנשימה וחבר את הצינור למכונת ההנשמה במצב מבוקר עוצמת הקול. הגדר את הפרמטרים באופן הבא: נפח גאות ושפל: 8-10 מ"ל/ק"ג, קצב נשימה: 12-20/דקה, חלק ראשוני של חמצן השראה (FiO2): 60%.
  5. יש לתת שילוב של הרדמה תוך ורידית (פרופופול, 8-10 מ"ג/ק"ג/שעה) והרדמה בשאיפה (איזופלורן 2%-3%) לשמירה על ההרדמה. לספק פלורביפרופן לסירוגין (1-2 מ"ג/ק"ג) תוך ורידי לשיכוך כאבים תוך ניתוחי.
  6. הניחו את הכבשים על שולחן הניתוחים ואבטחו את גפיהם בעזרת חגורת בד גמישה. המשך לבודד את עורק הצוואר השמאלי ואת וריד הצוואר והכנס קטטר ורידי מרכזי בעל לומן יחיד (18 Fr) וצנתר ורידי מרכזי משולש לומן (7 Fr), בהתאמה. חבר את צנתר 18 G בעורק הצוואר השמאלי למוניטור הרפואי לניטור המודינמי. חבר את הצנתר הוורידי המרכזי בעל שלושת לומן 7 Fr בווריד הצוואר השמאלי למשאבת העירוי ולמוניטור הרפואי למתן נוזלים תוך ורידיים בו-זמנית, הזרקת תרופות וניטור לחץ ורידי מרכזי. בצע את כל החיבורים באמצעות פקקי העצירה התלת-כיווניים. משוך דגימות דם ורידי או עורקי באמצעות תא עצירה תלת-כיווני.
    הערה: לאחר החדרת הצנתר, קשרו את הקטטר וכלי הדם עם 2-0 תפרים כירורגיים.
  7. חשוף את עורק הצוואר והווריד הימני. השג נוגד קרישה מערכתי עם בולוס של הפרין (120 IU/kg) דרך וריד הצוואר הימני.
    הערה: זמן הקרישה המופעל היעד (ACT) עבור קנולציה הוא מעל 250 שניות.

2. קנולציה

  1. הקמת מעגל V-A ECMO: הכנס קטטר עורקי (18 Fr) דרך עורק הצוואר הימני לעומק של 10-15 ס"מ וצנתר ורידי (24 Fr) דרך וריד הצוואר החיצוני הימני לאטריום הימני.
  2. הקמת מעגל V-V ECMO: חשוף את וריד הצוואר החיצוני הימני והכנס קטטר בעל לומן כפול (23 Fr) דרך וריד הצוואר החיצוני הימני.
    הערה: במהלך הליך זה, שמור על לחץ הדם וקצב הלב של הכבשים בטווח של ±20% מערכי הבסיס. שמור על הלחץ החלקי של פחמן דו חמצני עורקי (PaCO2) בין 35-40 מ"מ כספית. ודא שהלחץ החלקי של פחמן דו חמצני בסוף הגאות (EtCO2) נשאר בין 35-45 מ"מ כספית. התאם את עומק ההרדמה כאשר נתקלים בשינויים בלחץ הדם וקצב הלב בכבשים. אם זה לא יעיל או במקרי חירום, שקול להשתמש בתרופות כלי דם. שמור על PaCO2 ו-EtCO2 בערכים נורמליים על ידי התאמת פרמטרים של מכונת הנשמה, תוך התמקדות עיקרית בנפח הגאות ובקצב הנשימה.
  3. ב-V-V ECMO, העבירו את קצה הצנתר דרך הפרוזדור הימני (RA) ומקמו אותו בתוך הווריד הנבוב התחתון (IVC). כוון את יציאת היציאה של הצנתר בעל הלומן הכפול לכיוון המסתם התלת-שפתי (אשר את המיקום בעזרת אולטרסאונד).
    הערה: לאחר החדרת הצנתר, קשרו את הקטטר וכלי הדם עם 2-0 תפרים כירורגיים. סגור את חתך העור באמצעות 4-0 תפרים כירורגיים.

3. ייזום ECMO

  1. חבר את כל התקני ה-ECMO בהתאם להוראות היצרן (ראה טבלת חומרים). ודא שאין נזילות.
    הערה: עקוב אחר עקרונות אספטיים במהלך החיבור.
  2. תמיסת ההתחלה מורכבת מתמיסת מלח רגילה (1000 מ"ל) עם 2000 יחב"ל של הפרין. לאחר החדרה ידנית של תמיסת ההתחלה למעגל ה-ECMO והבטחת היעדר בועות אוויר במעגל, הפעל את המשאבה הצנטריפוגלית לתחול (1000-1500 סל"ד).
  3. לאחר השלמת ההתחלה, כבה את המשאבה הצנטריפוגלית. חבר את צנתר הזרימה לכניסה של המשאבה הצנטריפוגלית וחבר את צנתר היציאה לשקע המחמצן. בצע את כל החיבורים באמצעות פקקי העצירה התלת-כיווניים. מוציאים את האוויר בחיבור דרך תא העצירה התלת-כיווני. חבר את מקור החמצן למערכת ה-ECMO, והבטיח זרימת חמצן נכונה. לאחר מכן הפעל את המשאבה הצנטריפוגלית להפעלת ECMO. הגדר את זרימת המשאבה הראשונית ל-2.0 ליטר לדקה עם מהירות משאבה של 3000 סל"ד.
  4. חצי לולאה את קו צינור המעגל ECMO סביב צוואר הכבשה כדי למנוע תזוזה או כיווץ.

4. ניהול וניטור לאחר הניתוח

  1. העבירו את הכבשים לכלוב מטבולי ורסנו את הכבשים כראוי לאחר סיום הניתוח.
    הערה: אבטח את הראש והכתפיים של הכבשים עם דגש מיוחד על מניעת תזוזה או כיווץ של הצינורית. צמצם בהדרגה את עומק ההרדמה. הקפידו על הגנה אישית לחברי הצוות הסיעודי לאחר הניתוח על ידי לבישת ציוד מגן (בגדים סטריליים, כפפות, מסכות וכובעים).
  2. כאשר מבטיחים תוצאות נשימה יציבות וניתוח גזי דם, הסר את הצינור האנדוטרכיאלי.
  3. ב-24 השעות הראשונות לאחר הניתוח, יש לתת פלורביפרופן (1-2 מ"ג/ק"ג) ודקסמדטומידין (0.2-0.3 מיקרוגרם/ק"ג/שעה) תוך ורידי להרגעה ושיכוך כאבים.
    הערה: לאחר 24 השעות הראשונות, שקול תרופות הרגעה ומשככי כאבים אם יש תסיסה ותנודות בלחץ הדם בכבשים עקב כאבים לאחר הניתוח.
  4. בתוך כלוב הניטור, ודא שהכבשים נעות בחופשיות בטווח מסוים ויש להן גישה בלתי מוגבלת לכמות מתאימה של מזון ומים.
  5. שמור על בדיקה רציפה בזמן אמת של סימנים חיוניים בסיסיים (דופק ולחץ דם עורקי) יחד עם פרמטרים הידראוליים של ECMO (זרימת משאבה, מהירות משאבה, לחץ לפני המשאבה, לחץ לאחר המשאבה ולחץ לאחר חמצן).
    הערה: הגדר פרמטרי יעד לניהול ECMO (זרימת משאבה: 2.0-2.5 ליטר לדקה, מהירות משאבה: 3000-3500 סל"ד, קצב זרימת חמצן: 1.0-1.5 ליטר לדקה עם FiO2 של 50%-80%). התאם את הפרמטרים לעיל בהתאם לתוצאות גזי הדם.
  6. מדוד גזים בדם ו-ACT כל 6 שעות ועקוב אחר ספירת הדם, הכימיה בדם ובדיקות קרישה מדי יום. התאם את אסטרטגיית נוגדי הקרישה על סמך מדדי קרישה.
    הערה: יעד ה-ACT: 220-250 שניות.
  7. התאם עירויים תוך ורידיים על סמך מאזן הנוזלים כדי לשמור על לחץ ורידי מרכזי (CVP) בין 5-12 ס"מ H2O. יש לתת נתרן צפורוקסים (1.5 גרם, עירוי, b.i.d) מדי יום למניעת זיהומים. בצע חיטוי חתך יומי ועקוב מקרוב אחר סימני זיהום או דימום.

5. המתת חסד

  1. לאחר תקופת ניסוי של 7 ימים, הסר את מעגל ה-ECMO.
  2. מתן זריקה תוך ורידית של אשלגן כלורי (100 מ"ג/ק"ג) להמתת חסד תחת טשטוש עם פרופופול (20 מ"ג/ק"ג).
    הערה: לאחר המתת חסד, האיברים העיקריים (לב, כליות, ריאות, כבד, מוח ומעי) נאספו ונבדקו ויזואלית לנוכחות אוטמים, שטפי דם או נזק גלוי. כל הפגיעות באיברים תועדו בפירוט. לאחר מכן, האיברים נחתכו לחתיכות קטנות וקובעו בפורמלדהיד 4%, משובצים בפרפין, וחולקו לחלקים של 4 מיקרומטר לצביעה של המטוקסילין-אאוזין (HE)13. בצע בדיקה היסטולוגית לקטעי HE תחת מיקרוסקופ אור על ידי לפחות שני פתולוגים באופן עצמאי.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בסך הכל הוערכו עשר כבשים במהלך הניסוי כולו, עם חמש כבשים בכל קבוצה (טבלה 1). לאחר התחלת ה-ECMO, כל הכבשים התאוששו מההרדמה ונשארו ערים במשך 7 ימים. בשתי הקבוצות, זרימת ECMO עלתה על 1.8 ליטר לדקה. בקבוצת V-V ECMO, הזרימה נעה סביב 1.8 ליטר לדקה, בעוד שבקבוצת V-A ECMO היא נעה בין 2.3 ליטר לדקה ל-1.8 ליטר לדקה (איור 1A). הסימנים החיוניים של כל כבשה נותרו יציבים. רמת חומצת החלב בדם הייתה מתחת ל-1 ממול/ליטר בין 60 שעות ל-180 שעות אחרי ההתעוררות בשתי הקבוצות (איור 1B). במהלך 7 הימים, רמת ה-ACT נועדה לשמור על סביבות 220-250 שניות, וה-ACT בפועל נע סביב 250 שניות (איור 1C), כאשר מינון הפרין גדל בהדרגה, והגיע לכמעט 60 IU/kg/min בסוף הניסויים (איור 1D).

זמן הפרותרומבין (PT) עבור שתי הקבוצות נע בין 15 שניות ל-32 שניות (איור 2A). זמן התרומבופלסטין החלקי המופעל (APTT) וזמן התרומבין (TT) בקבוצת V-V ECMO היו נמוכים מאלו בקבוצת V-A ECMO (הבדל מובהק סטטיסטית עבור APTT) בנקודות זמן מסוימות לאורך הניסוי (איור 2B,C). היחס הבינלאומי המנורמל בכל קבוצה נע סביב 1.5 (איור 2D). פיברינוגן, תוצרי פירוק פיברין, דימרים D וטסיות דם השתנו באופן דומה בין שתי הקבוצות ונשארו בטווח הנורמלי (איור 3).

רמות הקריאטינין וחנקן האוריאה בדם בשתי הקבוצות נותרו בגבולות הנורמליים לאורך כל הניסוי, ללא הבדל סטטיסטי בין שתי הקבוצות (איור 4). יתר על כן, נצפה כי מאזן הנוזלים בשתי הקבוצות הראה תנודות מינימליות סביב 0, ומדידות ה-CVP של שתי הקבוצות נותרו בטווח הנורמלי לאורך כל המחקר (איור 5). בסוף הניסוי, כבשים בשתי הקבוצות הראו מוקדי אוטם בכליות, אף על פי שתוצאות המעבדה נעו בטווחים נורמליים וסבירים (איור 6 וטבלה 1).

figure-results-1
איור 1: ניטור פרמטרים בסיסי. (א) זרימת ECMO. (ב) לאק. (ג) חוק. (ד) מינון הפרין. לק, חומצה לקטית; ACT, זמן קרישה מופעל; V-V ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; V-A ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית. ערכים: ממוצע ± SEM. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: תוצאות של תפקוד קרישה. (A) PT. (B) APTT. (ג) TT. (ד) INR. PT, זמן פרותרומבין; APTT, זמן טרומבופלסטין חלקי מופעל; TT, זמן תרומבין; INR, יחס מנורמל בינלאומי; V-V ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; V-A ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית. מבחן t לא מזווג בוצע כדי להשוות בין שתי הקבוצות בכל נקודת זמן. ערכים: ממוצע ± SEM; *P < 0.05; P > 0.05 לא הוצג. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: פיברינוגן, תוצרי פירוק פיברין, D-Dimers וספירת טסיות דם בשתי הקבוצות. (A) FIB. (ב) FDP. (ג) ד-דימר. (ד) PLT. FIB, פיברינוגן; FDP, מוצרי פירוק פיברין; PLT, ספירת טסיות דם; V-V ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; V-A ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית. מבחן t לא מזווג בוצע כדי להשוות בין שתי הקבוצות בכל נקודת זמן. ערכים: ממוצע ± SEM; P > 0.05 לא הוצג. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: ניטור תפקודי כליות. (A) קריאטינין. (ב) בון. V-V ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; V-A ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; BUN, חנקן אוריאה בדם. מבחן t לא מזווג בוצע כדי להשוות בין שתי הקבוצות בכל נקודת זמן. ערכים: ממוצע ± SEM; P > 0.05 לא הוצג. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: שינויים דינמיים במאזן הנוזלים ובערכי CVP. (A) שינויים יומיים במאזן הנוזלים של קבוצת V-V ECMO. (B) שינויים יומיים במאזן הנוזלים של קבוצת V-A ECMO. (ג) ניטור CVP. מבחן t לא מזווג בוצע כדי להשוות את ה-CVP של שתי הקבוצות בכל נקודת זמן. ערכים: ממוצע ± SEM; P > 0.05 לא הוצג. CVP, לחץ ורידי מרכזי; V-V ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; V-A ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; PSD, יום לאחר הניתוח. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-6
איור 6: אנטומיה כלייתית וצביעה של המטוקסילין-אאוזין בשתי הקבוצות. מוטות קנה מידה: 400 מיקרומטר; כניסות: 100 מיקרומטר. V-V ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית; V-A ECMO, חמצון ממברנה חוץ-גופית ורידית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

מספר כבשמיןמשקל (ק"ג)תוצאות פתולוגיות כלייתיות*
VA1זכר58ללא
VA2זכר54ללא
VA3זכר55אוטם מוקד קטן
VA4זכר56אוטם מוקד קטן
VA5זכר57אוטם מוקד קטן
VV1זכר56ללא
VV2זכר60ללא
VV3זכר63ללא
VV4זכר59ללא
VV5זכר60אוטם מוקד קטן
*אבחון פתולוגי כלייתי נעשה על ידי שני פתולוגים עצמאיים כדי לקבל הערכה אובייקטיבית.

טבלה 1: תוצאות פתולוגיות כלייתית לשתי הקבוצות.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה מתאר את ההליך להקמת מודלים חזקים וארוכי טווח של הישרדות עבור V-V ו-V-A ECMO בכבשים. כל בעלי החיים ששרדו הראו סימנים חיוניים יציבים, ולא התרחשו אירועי דימום או קרישה חמורים. זרימת ECMO וביצועי החמצון נותרו יציבים, ללא פגיעות פתולוגיות משמעותיות. המחקר מספק מידע מפורט על ניהול נוגדי קרישה.

ניהול נוגדי קרישה ממלא תפקיד מכריע בטיפול פרי-ניתוחי ECMO. בתחילה, בהתבסס על מחקרים קודמים, היעד ACT נקבע על 180-220 שניות 14,15,16,17. עם זאת, במהלך השלב שלפני הניסוי, נצפו שקיעת פיברין ופקקת בחמצן (ראה טבלת חומרים), מה שמצביע על כך שרמות נוגדות קרישה גבוהות יותר היו נחוצות עבור הכבשים. למרות היעדר סימני דימום משמעותיים וספירת טסיות יציבה יחסית, ה-ACT היעד הותאם ל-220-250 שניות. התאמה זו במטרות נוגדות קרישה מדגישה את ההבדלים ההמטולוגיים בין כבשים לבני אדם. בעקבות התאמה זו, שקיעת פיברין והיווצרות פקקת בחמצן הופחתו, מה שהוביל לביצועי מחמצן יציבים.

לאורך כל הניסוי נצפתה מגמה בספירת טסיות הדם של הכבשים, המאופיינת בירידה ראשונית ואחריה עלייה. למרבה הפלא, מבלי לקבל עירויי דם מלא או טסיות דם, ספירת הטסיות התאוששה ועברה את רמת הבסיסביום השביעי. ניתן לייחס את הירידה הראשונית בספירת טסיות הדם בכבשים בריאות שעברו עירוי הפרין רציף לטרומבוציטופניה18 הנגרמת על ידי הפרין. ניתן להבהיר את הגידול שלאחר מכן על ידי מנגנוני פיצוי בתוך מערכות הקרישה וההמטופויאטיות של הכבשים.

יתר על כן, ערכי APTT ו-TT היו גבוהים באופן משמעותי ב-V-A ECMO בהשוואה ל-V-V ECMO בעת מתן אותם מינונים של הפרין לכבשים בריאות. תצפית זו מצביעה על כך ש-V-A ECMO מגיב יותר לפרמטרים של קרישה בעקבות נוגדי קרישה של הפרין. במחקר עוקבה קודם, צוין כי חולים המקבלים תמיכה ב-V-A ECMO נזקקו למינונים נמוכים יותר של הפרין בהשוואה לאלו שקיבלו תמיכה ב-V-V ECMO כדי להשיג רמות APTT דומות. בנוסף, חולי V-A ECMO הראו צריכה מוגברת של גורמי קרישה19. ממצאים אלה מצביעים ביחד על הצורך בשיקולים מובהקים בניהול קרישה בין שתי שיטות ECMO אלה.

בעוד שכמעט כל תוצאות בדיקות המעבדה נעו בטווחים נורמליים וסבירים, מוקדי אוטם זוהו בכליות של שתי הקבוצות בסיום הניסוי. זה מדגיש כי זלוף וקרישה של איברים חיוניים נותרו המוקדים של ניהול ECMO, ומדגיש כי לא ניתן להסתמך על בדיקות מעבדה בלבד כדי להעריך את מצב האיברים.

במהלך ניהול מודל זה, מינון הפרין עלה בהדרגה, מה שמעיד על נוגדי קרישה דינמיים לניהול ECMO לטווח ארוך. עם זאת, ייתכן שאסטרטגיית נוגדי הקרישה של ECMO המשמשת עבור כבשים רגילות אינה ישימה ישירות לתרחישים הקליניים של חולים קשים. המורכבות של מחלה קריטית ותגובתה הדלקתית עלולות לשבש עוד יותר את המוסטזיס של המטופלים, במיוחד במקרים של קרישיות יתר נרכשת ודלקת יתר, כמו שנצפה בחולי COVID-19 7,20. אסטרטגיית נוגדי הקרישה ל-ECMO במצבים קליניים מגוונים נותרה שיקול קליני מכריע. יש צורך בניסויים קליניים מפורטים עתידיים כדי לחקור אסטרטגיות נוגדות קרישה ECMO עבור חולים עם סטטוסי קרישה בסיסיים שונים לפני הניתוח וכאלה שעוברים מצבים קליניים שונים (מודלים V-V ו-V-A).

מספר מגבלות נמשכו במחקר זה. ראשית, קבוצה מזויפת לא נכללה. שנית, כדי למזער את צריכת הדם, לא בוצע ניטור דינמי של סמני דלקת. בנוסף, מחקר זה לא ביסס מודל של בעלי חיים הקשורים ל-ECMO, והניהול לאחר הניתוח של ECMO המתואר במאמר זה עשוי להיות שונה מהפרקטיקה הקלינית.

לסיכום, מודל ה-ECMO של כבשים ערות לטווח ארוך עם ערכי ACT יעד בין 220-250 שניות לניהול נוגדי קרישה הוכח כאפשרי ויציב. מלבד ניטור מקרוב של תפקוד הקרישה, תפקוד הזלוף של איברים חיוניים נותר מוקד בניהול ECMO. יש צורך בניסויים נוספים בעתיד כדי להתעמק באסטרטגיות מתאימות לניהול נוגדי קרישה במודלים של ECMO של בעלי חיים.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מנתח ACTHemochron, ארה"בג'וניור מכונת
Drager, גרמניה פרימוס
Edwards Lifescience, ארה"ב18-Frספק גישה חוזרת לעורק עבור
מנתח הכימיה של הדםמעבדות IDEXX, ארה"ב מנתח
Abbott, ארה"בAbbott i-STAT1
משאבה צנטריפוגליתJiangsu STMed Technologies, סיןSTM CP-24 I
כונן משאבה צנטריפוגלי וקונסולהג'יאנגסו STMed Technologies, סיןOASSIST STM001
מנתח בדיקת קרישהבייג'ינג Succeeder Technology, סיןSF-8050
מנתח ספירת דם שלםסימנס בריאות, גרמניהADVIA 2120i
משאבת מיקרו הזרקה דו-ערוציתZhejiang Smith Medical Instrument, סיןWZS-50F6
קטטר לומן כפולMAQUET Avalon Elite, גרמניה23-Frלספק גישות החזרה וניקוז לווריד הצוואר החיצוני הימני עבור VV-ECMO
FlurbiprofenBeijing Tide Pharmaceutical Co., Ltd., סין5 מ"ל: תוכנת GraphPad 50 מ"ג
תוכנת GraphPad, ארה"בGraphPad Prism v9.0ניתוח סטטיסטי
Heparin שנחאי Shangyao No.1 Biochemical Pharmaceutical Co., Ltd., סין2 מ"ל: 12500IU
אלקטרו-כירורגי בתדר גבוהCOVIDIEN, ארה"בForce F
מוניטור רפואי רב פרמטריפיליפס, הולנדMP60
Medos, גרמניהHilite 7000LT
ערכת חמצןMaquet, גרמניהBE-PLS 2050
פרופופול   שי' ליבאנג פרמצבטיקה בע"מ, סין20 מ"ל: 0.2 גרם
קטטר ורידי מרכזי בעל לומן יחידTuoRen, סין18Frהכנס בעורק הצוואר השמאלי  לניטור המודינמי ודגימת דם.
כבשי האן זנב קטןJinyutongfeng Commercial and Trade Co. Ltd, סיןמשקל: 50-65 ק"ג, גיל: 12-24 חודשים
קטטר ורידי מרכזי בעל שלושה לומןTuoRen, סין7Frהכנס לווריד הצוואר השמאלי למתן נוזלים תוך ורידי, הזרקת תרופות ודגימת דם.
מכונת אולטרסאונדGE, ארה"בצנתר ורידי E9
Edwards Lifescience, ארה"ב24-Frלספק את גישת הניקוז לווריד עבור מאוורר VA-ECMO
Drager, גרמניה סבינה
הרדמה חתימה צנתר עורקי VA-EMCO גזי דם Catalyst One ערכת חמצן

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Descamps, R., et al. Anti-Xa activity and hemorrhagic events under extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): A multicenter cohort study. Crit Care. 25 (1), 127(2021).
  2. Keller, S. P. Contemporary approaches in the use of extracorporeal membrane oxygenation to support patients waiting for lung transplantation. Ann Cardiothorac Surg. 9 (1), 29-41 (2020).
  3. Smith, M., et al. Duration of veno-arterial extracorporeal life support (VA ECMO) and outcome: An analysis of the Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) registry. Crit Care. 21 (1), 45(2017).
  4. Yang, L., et al. Risk factors for bloodstream infection (BSI) in patients with severe acute respiratory distress syndrome (ARDS) supported by veno-venous extracorporeal membrane oxygenation (VV-ECMO). BMC Pulm Med. 22 (1), 370(2022).
  5. Arachchillage, D. J., et al. Impact of major bleeding and thrombosis on 180-day survival in patients with severe COVID-19 supported with veno-venous extracorporeal membrane oxygenation in the United Kingdom: A multicentre observational study. Br J Haematol. 196 (3), 566-576 (2022).
  6. King, C. S., Roy, A., Ryan, L., Singh, R. Cardiac support: Emphasis on venoarterial ECMO. Crit Care Clin. 33 (4), 777-794 (2017).
  7. Rajsic, S., et al. Anticoagulation Strategies during extracorporeal membrane oxygenation: A narrative review. J Clin Med. 11 (17), 5147(2022).
  8. Rajsic, S., et al. The Role of Excessive anticoagulation and missing hyperinflammation in ECMO-associated bleeding. J Clin Med. 11 (9), 2314(2022).
  9. Djordjevic, I., et al. Fluid management in veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation therapy-analysis of an experimental pig model. J Clin Med. 12 (16), 5330(2023).
  10. Passmore, M. R., et al. Evidence of altered haemostasis in an ovine model of venovenous extracorporeal membrane oxygenation support. Crit Care. 21 (1), 191(2017).
  11. Heinsar, S., et al. Heart failure supported by veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): a systematic review of pre-clinical models. Intensive Care Med Exp. 8 (1), 16(2020).
  12. MohanKumar, S. M., et al. Effects of prenatal bisphenol-A exposure and postnatal overfeeding on cardiovascular function in female sheep. J Dev Orig Health Dis. 8 (1), 65-74 (2017).
  13. Zou, Z., et al. Naturally-occurring spinosyn A and its derivatives function as argininosuccinate synthase activator and tumor inhibitor. Nat Commun. 12 (1), 2263(2021).
  14. Cianchi, G., Lazzeri, C., Bonizzoli, M., Batacchi, S., Peris, A. Echo-guided insertion of a dual-lumen cannula for venovenous extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J. 65 (4), 414-416 (2019).
  15. Conway, R. G., et al. Evaluation of an autoregulatory ECMO system for total respiratory support in an acute ovine model. Artif Organs. 44 (5), 478-487 (2020).
  16. McDonald, C. I., et al. The impact of acute lung injury, ECMO and transfusion on oxidative stress and plasma selenium levels in an ovine model. J Trace Elem Med Biol. 30, 4-10 (2015).
  17. Zhou, X., et al. Long-term support with an ambulatory percutaneous paracorporeal artificial lung. J Heart Lung Transplant. 31 (6), 648-654 (2012).
  18. Brodard, J., et al. COVID-19 patients often show high-titer non-platelet-activating anti-PF4/heparin IgG antibodies. J Thromb Haemost. 19 (5), 1294-1298 (2021).
  19. Cartwright, B., et al. Hemostasis, coagulation and thrombin in venoarterial and venovenous extracorporeal membrane oxygenation: the HECTIC study. Sci Rep. 11 (1), 7975(2021).
  20. Lim, M. S., McRae, S. COVID-19 and immunothrombosis: Pathophysiology and therapeutic implications. Crit Rev Oncol Hematol. 168, 103529(2021).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

ECMOECMO
הסרטון יגיע בקרוב

מאמרים קשורים