Veranderingen in microvasculaire perfusie tijdens bloedzuivering met Cytosorb® bij septische shock

Inleiding Sepsis wordt gedefinieerd als een levensbedreigende gebeurtenis als gevolg van een ontregelde immuunrespons op een infectie. Bloedzuiveringstechnieken kunnen worden beschouwd als een therapeutisch wapen om sepsis en septische shock te voorkomen.

De grondgedachte van bloedzuivering bij sepsis is het moduleren van een ontregeld profiel van immuunrespons op de gastheer om weefselbeschadiging als gevolg van overproductie van pleiotrope pro-inflammatoire cytokines te verminderen.

Bloedzuivering kan ook verhoogde niveaus van ontstekingsremmende cytokines onder controle houden, wat kan leiden tot een neerwaartse modulatie van het immuunsysteem en immunoverlamming.

Hemoadsorptie is een van de bekende bloedzuiveringstechnieken die in dit onderzoek worden gebruikt en is gebaseerd op het principe dat volbloed, dat in contact komt met het oppervlak van een goed ontworpen sorptiemiddel, wordt ontdaan van bepaalde substraten. Met hemoadsorptie is het mogelijk om stoffen met een hoog molecuulgewicht, zoals cytokines, uit de bloedbaan te decirculeren.

In deze studie wordt de Cytosorb®-patroon, gebaseerd op het hemoadsorptieprincipe, toegepast op septische patiënten die lijden aan acuut nierfalen, samen met continue veno-veneuze hemodialyse (CVVH-D).

Het immuunsysteem is betrokken bij de pathogenese van sepsis, maar ook de microcirculatie speelt een cruciale rol in het natuurlijk beloop van dit syndroom.

Wanneer een pro-inflammatoire subset van cytokines tot overexpressie wordt gebracht, wordt induceerbare stikstofmonoxidesynthase geactiveerd en dit leidt tot een extra productie van stikstofmonoxide, wat resulteert in een verstoorde regulatie van de microvasculaire en capillaire tonus. De microcirculatie speelt een fundamentele rol bij het reguleren van de uitwisseling van gas, voedingsstoffen en metabolieten tussen bloedbaan en cellen. Wanneer de microvasculaire perfusie wordt gewijzigd, kan weefselhypoxie optreden en leiden tot orgaandisfunctie.

Microcirculatieanalyse kan aan het bed worden uitgevoerd met behulp van een niet-invasieve videomicroscopietechniek.

Het primaire eindpunt van de studie is het verifiëren van een verbetering in de dichtheid van de microcirculatievaten en in de kwaliteit van de bloedstroom na blootstelling aan Cytosorb®. Deze twee parameters worden synthetisch goed beschreven door de Perfused Vessel Density (PVD).

Als secundaire eindpunten zullen de onderzoekers de wijziging van de microcirculatiebloedstroom na hemoadsorptietherapie analyseren. De microvasculaire bloedstroom, beschreven door de microvascular flow index (MFI), is veranderd bij sepsis. MFI-waarden gaan van 0 tot 3, waarbij 0 betekent dat er geen bloedstroom is en 3 een continue bloedstroom. Bij septische shock is de MFI over het algemeen lager dan 2,6, wat de afkapwaarde is tussen normale en gewijzigde MFI. Toenemende waarde van MFI is een teken van een goede respons van de microcirculatie op therapie.

De onderzoekers zullen ook perifere weefseloxygenatie evalueren tijdens blootstelling aan Cytosorb met behulp van nabij-infraroodspectroscopie (NIRS, Inspectra model 560 Hutchinson®). Deze techniek evalueert microvasculaire perfusie op de thenar eminentie spier. Een vasculaire occlusietest, die een stagnerende ischemietoestand reproduceert, wordt uitgevoerd om de microvasculaire reactiviteit op een ischemie-reperfusiebeschadiging te evalueren.

Tijdens de behandeling wordt een verbetering van de weefselperfusie en microvasculaire reactiviteit verwacht.

Invasieve hemodynamische monitoring zal worden uitgevoerd met behulp van Picco2®. Veranderingen in macrohemodynamische parameters worden verwacht als reactie op therapie.

De Sequential Organ Failure Assessment (SOFA)-score wordt berekend bij de inschrijving voor dit onderzoek en tijdens de therapie.

Hartslag, SpO2, temperatuur, gemiddelde arteriële druk, arteriële en centraal veneuze bloedgasanalyses zullen tijdens het onderzoek worden verzameld.

materialen en methodes

In deze prospectieve observationele niet-interventionele studie zullen 10 septische patiënten met acuut nierfalen die continue veno-veneuze hemodialyse nodig hebben, worden opgenomen.

Voorafgaand aan de inschrijving wordt een formele geïnformeerde toestemming verkregen. Deze studie is goedgekeurd door de lokale ethische commissie.

statistische analyse

De Kolmogorov-Smirnov-test zal worden uitgevoerd om de normale of niet-normale verdeling van de variabelen te definiëren. De ANOVA-test voor herhaalde metingen met de post-hoctest van Bonferroni of de post-hoctest van Dunn wordt toegepast om verschillen in de tijd te evalueren. De Friedman-test wordt toegepast voor niet normaal verdeelde gegevens.

Bloedafname

Bij baseline (T0) ondergaan de deelnemers een arteriële bloedgasanalyse om de volgende waarden te verkrijgen: arteriële O2-spanning (PaO2), arteriële kooldioxidespanning, pH, base-overmaat, lactaatconcentratie, PaO2/FiO2-verhouding en centraal veneuze gasanalyse om te bepalen centrale veneuze O2-verzadiging.

De plasmaconcentratie van de belangrijkste pleiotrope cytokines zal gemeten worden, waaronder interleukine (IL)1-beta, IL6, IL8, IL10, tumornecrosefactor-alfa.

Na inschrijving worden deze essays herhaald op T1 (na 6 uur blootstelling aan Cytosorb®) en op T2 na 24 uur therapie.

Routinematig aantal bloedcellen, stollingsprofiel en leukocytenformule zullen worden uitgevoerd bij aanvang en op T2, samen met proCalcitonine-essay.

Analyse van de microcirculatie

De onderzoekers zullen de microcirculatie analyseren met behulp van sidestream dark field videomicroscopietechniek toegepast op het sublinguale slijmvlies. Deze techniek is niet invasief en pijnloos.

In dit onderzoek zullen de onderzoekers de Microscan van Microvision Medical (Nederland) gebruiken.

Er worden drie korte video's van de microcirculatie verzameld, vastgelegd in drie verschillende delen van de sublinguale mucosa. Deze video's worden geanalyseerd met behulp van Automated Vascular Analysis (AVA 3.2-software, Microvision Medical, Amsterdam, NL). Microcirculatiedichtheid wordt beschreven door Total Vessel Density (TVD) en de De Backer-score; De kwaliteit van de microcirculatie wordt bepaald door de Microvascular Flow Index (MFI) en Percentage of Perfused Vessel (PPV). De Perfused Vessel Density (PVD) beschrijft de dichtheid van een goed doorbloed vat. Microcirculatieanalyse zal worden uitgevoerd op T0, T1 en T2.

Weefseloxygenatie

Weefseloxygenatie zal worden beoordeeld met behulp van nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) toegepast op de thenar eminence-spier.

Het apparaat Inspectra® (Hutchinson model 560) meet de zuurstofverzadiging van het weefsel en schat het hemoglobinegehalte van het weefsel dat wordt samengevat in de weefselhemoglobine-index (THI).

Er zal een vasculaire occlusietest worden uitgevoerd, die een ischemie-reperfusietoestand van het weefsel simuleert om de microvasculaire reactiviteit te evalueren.

Een manchet wordt om de onderarm aangebracht en opgeblazen tot 300 mmHg om een ​​stagnerende ischemie te genereren. Het Inspectra-scherm genereert een desaturatiecurve met de naam Downslope. Wanneer een waarde van weefsel-O2-verzadiging van 40% is bereikt, wordt de occlusiemanchet leeggelaten en tekent het Inspector-scherm een ​​curve van herverzadiging van het weefsel, genaamd Upslope. Upslope en Downslope waarden worden gemeten. In de fase van herverzadiging wordt een hyperemiegebied verkregen omdat de weefsel-O2-verzadiging in het algemeen gedurende een bepaalde tijd de basale waarde overschrijdt. Het hyperemiegebied wordt gemeten als een index van microvasculaire reactiviteit.

NIRS met een vasculaire occlusietest wordt uitgevoerd op T0, T1 en T2.

Hemodynamische monitoring

Elke deelnemer zal hemodynamische monitoring ondergaan met op transpulmonale thermodilutie gebaseerde apparaten (Picco2® van Pulsion en EV1000® van Edwards). Kalibratie op basis van thermodilutie wordt ad basaaltijd verkregen, op T1 en T2.

Vasopressordosis, hemodynamische parameters en SOFA-score worden geregistreerd op t0, t1, t2..