Typpioksidin antaminen lasten kardiopulmonaarisen ohitusleikkauksen aikana verihiutaleiden aktivoitumisen estämiseksi

Avoin sydänleikkaus vaatii CPB-piirin käyttöä. Kun veri virtaa CPB-piirin keinotekoisten pintojen poikki, verihiutaleet kuluvat (1). Tutkijat saivat äskettäin päätökseen tulevan havainnointitutkimuksen vastasyntyneillä, joille tehdään sydänleikkaus, joka vaati CPB:tä. Tässä tutkimuksessa tutkijat osoittivat verihiutaleiden määrän dramaattisen laskun lähtötilanteesta leikkaukseen. Verihiutaleiden määrä palautui verensiirron myötä ja normalisoitui sydämen tehohoitoyksikköön (CICU) mennessä. Huolimatta verivalmisteiden profylaktisesta siirrosta kaikille potilaille, 41 %:lla esiintyi liiallista postoperatiivista verenvuotoa (määriteltynä rintaputken ulostulon ja uudelleenleikkauksen tarpeen mukaan).

Tohtori Debra Newmanin laboratoriossa Blood Research Institutessa tekemässä lisätutkimuksessa kuvattiin selvemmin vastasyntyneiden CPB:hen liittyvä verihiutalevika. Tohtori Newman havaitsi merkittävän laskun verihiutaleiden vasteessa trombiinireseptoria aktivoivalle proteiinille (TRAP), tromboksaani A2-analogille (U46619) ja kollageeniin liittyvälle peptidille (CRP). Lisäanalyysi paljasti, että CPB:n vaikutus verihiutaleiden vasteeseen TRAP:lle ja U46619:lle on todennäköisesti riippuvainen sen vaikutuksesta verihiutaleiden määrään, kun taas CPB vaikuttaa verihiutaleiden vasteeseen CRP:lle verihiutaleiden määrästä riippumatta.

Lapsilla leikkauksen jälkeisen verenhukan ja verivalmisteiden siirron on osoitettu lisäävän merkittävästi CPB:tä vaativien leikkausten sairastavuutta ja kuolleisuutta (2, 3). Verituotteen vaihtotarpeen lisäksi verihiutaleiden aktivoituminen edistää CPB:tä vaativissa leikkauksissa havaittua voimakasta tulehdusreaktiota (4). Potilaat, joilla on vähemmän voimakas tulehduksellinen vaste leikkauksen jälkeen, voivat yleensä paremmin ja vähemmän sairastuneita (5).

CPB-pumpun hapetuskalvopinta on suuri osa CPB-piirin pinta-alaa. Koska hapetin vaikuttaa merkittävästi piirin pinta-alaan ja kaasurajapinnan sijaintiin, se on merkittävä tekijä CPB:n hemostaattisessa ja tulehduksellisessa ärsykkeessä. Oksygenaattoriteknologian kehitys on muokannut pintaa estämään vuorovaikutusta veren kanssa, mutta minkään keinotekoisen pinnan ei ole havaittu olevan yhtä inertti kuin verisuonten luonnollinen endoteeli (5).

Päämekanismi, jolla endoteelin pinnat estävät verihiutaleiden aktivaatiota, on typpioksidin tuottaminen (6). Typpioksidi on lipofiilistä ja kulkee solukalvojen läpi, missä se vaikuttaa verihiutaleiden solunsisäisiin signalointireitteihin estääkseen verihiutaleiden aktivoitumisen ja aggregaation (7). CPB-pumpun keinotekoinen pinta ei tuota typpioksidia, joten siitä puuttuu tämä voimakas verihiutaleiden aktivoitumisen estäjä.

Useissa CPB:n kokeellisissa ex vivo -malleissa typpioksidin lisääminen hapettimen pyyhkäisykaasuun johti verihiutaleiden määrän säilymiseen, verihiutaleiden toiminnan säilymiseen ja verihiutaleiden aktivaation merkkiaineiden vähentymiseen (8-11).

Useat kliiniset tutkimukset typpioksidin antamisesta CPB:n aikana ovat osoittaneet positiivisia tuloksia. Chung et ai. osoitti 41 aikuisen ryhmässä, jolle tehtiin sepelvaltimoleikkaus, joka vaati CPB:tä, että typpioksidin lisääminen hapetuslaitteeseen johti verihiutaleiden määrän säilymiseen, verihiutaleiden aktivaation merkkiaineiden vähenemiseen ja leikkauksen jälkeiseen verenhukkaan (12). Checchia et ai. tutki typpioksidin vaikutusta kuudentoista lapsen ryhmässä, joille tehtiin Fallotin tetralogian korjaus, ja havaitsi, että typpioksidilla hoidetuilla potilailla oli parantunut kliiniset tulokset tehohoidossa oleskelun keston ja koneellista ventilaatiota vaativien tuntien lukumäärässä (13). ). James et ai. osoitti 50 prosentin laskun matalan sydämen minuuttitilavuuden oireyhtymässä satunnaistetussa tutkimuksessa, johon osallistui 198 lasta. Vaikutus oli voimakkain nuoremmilla lapsilla ja niillä, joille tehtiin monimutkaisimmat korjaukset (14). Näillä potilailla on myös osoitettu olevan voimakkain tulehdusreaktio leikkauksen jälkeen (15).

Näistä lupaavista tutkimuksista huolimatta monia kysymyksiä on jäljellä. Verihiutaleiden säilymisen mekanismia ei ole määritelty. Wisconsinin lastensairaalan kliinikkojen ja Wisconsinin verikeskuksen tohtori Newmanin välinen yhteistyö on perustettu, ja sillä on kokemusta CPB:n vaikutusten tutkimisesta pikkulasten verihiutaleisiin. Tämä yhteistyö on valmis auttamaan määrittämään typpioksidin mekanismia verihiutaleiden toiminnan säilyttämisessä imeväisten CPB:n aikana. Kaikki tutkimukset ovat tähän mennessä olleet yhden keskuksen ja alivoimaisia ​​tutkimaan kiinnostavia kliinisiä tuloksia, kuten kuolleisuutta ja sairaalahoidon kestoa. Tri Niebler on alkanut koota monikeskustyöryhmää. Paikalliset tiedot ovat tarpeen teholaskelman ohjaamiseksi määritettäessä otoskokoa tätä laajempaa tutkimusta varten ja osoittamaan paikallisen laitoksen kykyjä johtaa tämän suuruista kokeilua.