Förändringar i mikrovaskulär perfusion under blodrening med Cytosorb® i septisk chock

Inledning Sepsis definieras som en livshotande händelse på grund av ett dysregulerat immunsvar på en infektion. Blodreningstekniker kan betraktas som ett terapeutiskt vapen mot sepsis och septisk chock.

Grunden för blodrening vid sepsis är att modulera en dysregulerad profil av immunsvar mot värden för att minska vävnadsskada på grund av överproduktion av pleiotropa pro-inflammatoriska cytokiner.

Blodrening kan också kontrollera förhöjda nivåer av antiinflammatoriska cytokiner som kan leda till en nedmodulering av immunsystemet och immunparalys.

Hemoadsorption är en av de kända blodreningsteknikerna som används i denna studie, och den är baserad på principen att helblod, som kommer i kontakt med ytan av korrekt designad sorbent, skulle rensas från vissa substrat. Med hemoadsorption är det möjligt att decirkulera från blodomloppet högmolekylära ämnen, såsom cytokiner.

I denna studie används Cytosorb® patron, baserad på hemoadsorptionsprincipen, på septiska patienter som lider av akut njursvikt, tillsammans med kontinuerlig veno-venös hemodialys (CVVH-D).

Immunsystemet är involverat i patogenesen av sepsis, men även mikrocirkulationen har en avgörande roll i den naturliga historien för detta syndrom.

När en proinflammatorisk undergrupp av cytokiner överuttrycks, aktiveras inducerbart kväveoxidsyntas och leder till en extra produktion på kväveoxid som resulterar i en störd reglering av mikrovaskulär och kapillär tonus. Mikrocirkulationen spelar en grundläggande roll för att reglera utbytet av gas, näringsämnen och metaboliter mellan blodomloppet och cellerna. När mikrovaskulär perfusion förändras kan vävnadshypoxi uppstå och resultera i organdysfunktion.

Mikrocirkulationsanalys kan utföras vid sängkanten med en icke-invasiv videomikroskopiteknik.

Studiens primära effektmått är att verifiera en förbättring av densiteten hos mikrocirkulationskärlen och i kvaliteten på blodflödet efter exponering för Cytosorb®. Dessa två parametrar är väl beskrivna syntetiskt av Perfused Vessel Density (PVD).

Som sekundära effektmått kommer utredarna att analysera modifieringen av mikrocirkulationsblodflödet efter hemoadsorptionsbehandling. Det mikrovaskulära blodflödet, som beskrivs av det mikrovaskulära flödesindexet (MFI), förändras vid sepsis. MFI-värden går från 0 till 3, där 0 betyder frånvaro av flöde och 3 kontinuerligt blodflöde. Vid septisk chock resulterar MFI i allmänhet att vara sämre än 2,6, vilket är gränsvärdet mellan normal och förändrad MFI. Ökat värde av MFI är ett tecken på mikrocirkulationens goda respons på behandlingen.

Utredarna kommer också att utvärdera perifer vävnadssyresättning under Cytosorb exponering med hjälp av nära infraröd spektroskopi (NIRS, Inspectra modell 560 Hutchinson®). Den här tekniken utvärderar mikrovaskulär perfusion på den senare eminensmuskeln. Ett vaskulärt ocklusionstest, som reproducerar ett stagnerande ischemitillstånd, utförs för att utvärdera mikrovaskulär reaktivitet mot en ischemi-reperfusionsförolämpning.

En förbättring av vävnadsperfusion och mikrovaskulär reaktivitet förväntas under behandlingen.

Invasiv hemodynamisk övervakning kommer att utföras med Picco2®. Förändringar i makrohemodynamiska parametrar förväntas som svar på behandlingen.

Resultatet för Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) kommer att beräknas vid inskrivningen i denna studie och under behandlingen.

Analyser av hjärtfrekvens, SpO2, temperatur, medelartärtryck, arteriella och centrala venösa blodgasanalyser kommer att samlas in under studien.

Material och metoder

I denna prospektiva observationella icke-interventionella studie kommer 10 septiska patienter med akut njursvikt som behöver kontinuerlig veno-venös hemodialys att inkluderas.

Före registrering erhålls ett formellt informerat samtycke. Denna studie är godkänd av den lokala etiska kommittén.

Statistisk analys

Kolmogorov-Smirnov-testet kommer att utföras för att definiera den normala eller icke-normala fördelningen av variablerna. ANOVA-testet för upprepade mätningar med Bonferroni post hoc-test eller Dunns post hoc-test kommer att tillämpas för att utvärdera skillnader över tid. Friedman-testet kommer att tillämpas för icke normalfördelade data.

Blodprovtagning

Vid baslinjen (T0) kommer deltagarna att genomgå arteriell blodgasanalys för att erhålla följande värden: arteriell O2-spänning (PaO2), arteriell koldioxidspänning, pH, basöverskott, laktatkoncentration, PaO2/FiO2-förhållande och central venös gasanalys för att bestämma central venös O2-mättnad.

Plasmakoncentrationen av de huvudsakliga pleiotropa cytokinerna kommer att mätas, inklusive interleukin (IL)1-beta, IL6, IL8, IL10, tumörnekrosfaktor-alfa.

Efter inskrivningen kommer dessa uppsatser att upprepas vid T1 (efter 6 timmars exponering för Cytosorb®) och vid T2 efter 24 timmars behandling.

Rutinmässigt antal blodkroppar, koagulationsprofil och leukocytformel kommer att utföras vid baslinjen och vid T2 tillsammans med proCalcitonine-uppsats.

Mikrocirkulationsanalys

Utredarna kommer att analysera mikrocirkulationen med hjälp av sidoströms mörkfältsvideomikroskopiteknik applicerad på den sublinguala slemhinnan, denna teknik är inte invasiv och smärtfri.

I denna studie kommer utredarna att använda Microscan från Microvision Medical (Nederländerna).

Tre korta filmer av mikrocirkulationen kommer att samlas in, infångade i tre olika områden av den sublinguala slemhinnan. Dessa videor kommer att analyseras med hjälp av Automated Vascular Analysis (AVA 3.2 programvara, Microvision Medical, Amsterdam, NL). Mikrocirkulationsdensiteten beskrivs av total kärldensitet (TVD) och De Backer-poängen; Mikrocirkulationskvaliteten på flödet definieras av det mikrovaskulära flödesindexet (MFI) och procentandelen av perfuserade kärl (PPV). Perfused Vessel Density (PVD) beskriver densiteten hos välperfunderade kärl. Mikrocirkulationsanalys kommer att utföras vid T0, T1 och T2.

Vävnadssyresättning

Vävnadssyresättningen kommer att bedömas med hjälp av nära infraröd spektroskopi (NIRS) applicerad på den senare eminensmuskeln.

Enheten Inspectra® (Hutchinson modell 560) mäter vävnadens syremättnad och uppskattar vävnadens hemoglobinhalt som sammanfattas i vävnadshemoglobinindexet (THI).

Ett vaskulärt ocklusionstest kommer att utföras, vilket simulerar ett ischemi-reperfusionstillstånd i vävnaden för att utvärdera mikrovaskulär reaktivitet.

En manschett appliceras på underarmen och blåses upp med 300 mmHg för att generera en stillastående ischemi. Inspectra-skärmen genererar en kurva av desaturation som heter Downslope. När ett värde på vävnads O2-mättnad på 40 % uppnås, töms ocklusionsmanschetten på luft och Inspector-skärmen ritar en kurva för återmättnad av vävnaden, kallad Upslope. Upp- och nedlutningsvärdena mäts. I återmättnadsfasen erhålls ett hyperemiområde eftersom O2-mättnaden i vävnaden i allmänhet överstiger basalvärdet under en viss tidsperiod. Hyperemiområdet mäts som ett index för mikrovaskulär reaktivitet.

NIRS med ett vaskulärt ocklusionstest kommer att utföras vid T0, T1 och T2.

Hemodynamisk övervakning

Varje deltagare kommer att genomgå hemodynamisk övervakning med transpulmonära termodilutionsbaserade enheter (Picco2® från Pulsion och EV1000® från Edwards). Termodilutionsbaserad kalibrering erhålls ad basal tid, vid T1 och T2.

Vasopressordos, hemodynamiska parametrar och SOFA-poäng kommer att registreras vid t0, t1, t2.