Administrering av nitrogenoksid under pediatrisk kardiopulmonal bypass-kirurgi for å forhindre blodplateaktivering

Åpen hjertekirurgi krever bruk av en CPB-krets. Når blod strømmer over de kunstige overflatene av CPB-kretsen, forbrukes blodplater (1). Etterforskerne fullførte nylig en prospektiv observasjonsstudie av nyfødte som gjennomgår hjertekirurgi som krever CPB. I denne studien viste etterforskerne en dramatisk reduksjon i antall blodplater fra baseline til intraoperativt. Blodplateantallet rebounded med transfusjon og normalisert ved tidspunktet for innleggelse til hjerteintensivavdelingen (CICU). Til tross for profylaktisk transfusjon av blodprodukter til alle pasienter, opplevde 41 % overdreven postoperativ blødning (definert i form av produksjon av brystrør og behov for reoperasjon).

Ytterligere undersøkelser av Dr. Debra Newman i laboratoriet hennes ved Blood Research Institute avgrenset blodplatedefekten assosiert med CPB hos nyfødte tydeligere. Dr. Newman fant en signifikant reduksjon i blodplateresponsen overfor trombinreseptoraktiverende protein (TRAP), tromboksan A2-analog (U46619) og kollagenrelatert peptid (CRP). Ytterligere analyse avslørte at effekten av CPB på blodplaterespons på TRAP og U46619 sannsynligvis er avhengig av effekt på blodplateantall, mens CPB påvirker blodplaterespons på CRP uavhengig av blodplateantall.

Hos barn har postoperativt blodtap og transfusjon av blodprodukter vist seg å bidra betydelig til sykelighet og dødelighet ved operasjoner som krever CPB (2, 3). I tillegg til behovet for erstatning av blodprodukt, bidrar aktivering av blodplater til den intense betennelsesreaksjonen man ser ved operasjoner som krever CPB (4). Pasienter med mindre intens inflammatorisk respons postoperativt klarer seg generelt bedre med mindre sykelighet (5).

Oksygenatormembranoverflaten til CPB-pumpen er en stor bidragsyter til overflatearealet til CPB-kretsen. Som en viktig bidragsyter til overflatearealet til kretsen og plasseringen av gassgrensesnittet, er oksygenatoren en betydelig bidragsyter til den hemostatiske og inflammatoriske stimulansen til CPB. Fremskritt innen oksygeneringsteknologi har modifisert overflaten for å forhindre interaksjon med blodet, men ingen kunstig overflate er funnet å være så inert som det naturlige endotelet i vaskulaturen (5).

En hovedmekanisme som endoteloverflater hemmer aktivering av blodplater er ved å produsere nitrogenoksid (6). Nitrogenoksid er lipofilt og krysser cellemembraner der det virker på intracellulære signalveier i blodplater for å forhindre blodplateaktivering og aggregering (7). Den kunstige overflaten til CPB-pumpen produserer ikke nitrogenoksid og er derfor blottet for denne kraftige hemmeren av blodplateaktivering.

I flere eksperimentelle ex-vivo-modeller av CPB, resulterte tilsetning av nitrogenoksid til sveipegassen til oksygenatoren i bevarte blodplatetall, bevart blodplatefunksjon og reduserte markører for blodplateaktivering (8-11).

Flere kliniske studier av nitrogenoksidadministrasjon under CPB har vist positive resultater. Chung et al. viste i en gruppe på 41 voksne som gjennomgikk koronararteriekirurgi med behov for CPB at tilsetning av nitrogenoksid til oksygenatoren resulterte i en bevaring av antall blodplater, en nedgang i markører for blodplateaktivering og mindre postoperativt blodtap (12). Checchia et al. undersøkte effekten av nitrogenoksid i en gruppe på seksten spedbarn som gjennomgikk reparasjon av tetralogi av Fallot og fant at pasientene behandlet med nitrogenoksid hadde en forbedring i kliniske utfall av liggetid på intensivavdelingen og antall timer som krever mekanisk ventilasjon (13 ). James et al. viste en 50 % reduksjon i forekomsten av lavt hjertevolumsyndrom i en randomisert studie med 198 barn. Effekten var størst hos de yngre barna og de som gjennomgikk de mest komplekse reparasjonene (14). Disse pasientene er også de som er påvist å ha den mest intense inflammatoriske reaksjonen postoperativt (15).

Til tross for disse lovende studiene, gjenstår flere spørsmål. Mekanismen for bevaring av blodplater er ikke avgrenset. Samarbeidet mellom klinikere ved Children's Hospital of Wisconsin og Dr. Newman ved Blood Center of Wisconsin er etablert og har erfaring med å undersøke effekten av CPB på blodplater hos spedbarn. Dette samarbeidet er klar til å bidra til å definere mekanismen til nitrogenoksid for å bevare blodplatefunksjonen under CPB hos spedbarn. Alle studier til dags dato har vært enkeltsenter og undersøkt for å undersøke kliniske utfall av interesse som dødelighet og lengde på sykehusopphold. Dr. Niebler har begynt å sette sammen et multisenterstudieteam. Lokale data er nødvendige for å hjelpe til med å veilede kraftberegningen for å bestemme utvalgsstørrelsen for denne større studien og for å demonstrere evnene til den lokale institusjonen til å lede en rettssak av denne størrelsesorden.