Автореферат и диссертация по медицине (14.00.37) на тему:Внеклеточный коллоидный кардиоплегический раствор "Консол" при операциях на открытом сердце

На правах рукописи

НАЧАРОВ Игорь Николаевич

ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ КОЛЛОИДНЫЙ КАРДИОПЛЕГИЧЕСКИЙ РАСТВОР "КОНСОЛ" ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА ОТКРЫТОМ СЕРДЦЕ

(клиншсо-эксперименталыгое исследование)

14.00.37 - анестезиология и реаниматология 14.00.44 - сердечно-сосудистая хирургия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-1999

Работа выполнена в Краснодарском краевом кардиологическом диспансере МЗ РФ и Российском кардиологическом иаучно-производствсииом комплексе МЗ РФ

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:

доктор медицинских наук, профессор Михаил Григорьевич Лепилин кандидат медицинских наук Михаил Валерьевич Самойлснко

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук, профессор Игорь Александрович Козлов доктор медицинских наук Игорь Викторович Жбанов

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ:

Институт хирургии им. А.В. Вишневского РАМН

Защита диссертации состоится " " 1999 года в часов на заседании диссертационного совета по присуждению ученой степени кандидата наук К074.22.03 в Российском кардиологическом научно-производственном комплексе МЗ РФ по адресу: 121552, г. Москва, 3-я Черепковская ул., дом 15А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РКНПК МЗ РФ.

Автореферат диссертации разослан "" 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат медицинских наук Ю.С.Подлесских

РЦ5*. ЗУб~. OS. О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Проблема эффективной защиты миокарда во время полного пережатия аорты в условиях его тотальной ишемии при операциях на отрытом сердце, несмотря на накопленный огромный опыт, остается одной из наиболее актуальных в кардиохирургии. Результаты хирургического лечения заболеваний сердца в большой степени обусловлены эффективностью кардиопротекции. Эффективная защита миокарда позволяет снизить послеоперационную заболеваемость и смертность, сократить время пребывания пациента в отделении реанимации и в стационаре, способствует улучшению качества жизни пациента в послеоперационном периоде. По данным J.W. Kirklin и соавт. (1986), смертность от острой сердечной недостаточности вследствие неадекватной защиты миокарда во время операции в условиях искусственного кровообращения составила более 29 % от всех причин интраоперациоипой смертности. Бесспорные успехи современной кардиохирургии, расширение показаний к хирургическому лечению безусловно связаны с развитием и усовершенствованием методов защиты миокарда и еще более обостряют актуальность этой проблемы [Kirklin J.W., Barrat-Boyes B.G., 1992; Лурье Г.О. и соавт., 1995].

В настоящее время фармако-холодовая кардиоплегия является наиболее распространенным методом защиты сердца [Бураковский В.И., 1989; Дземешкевич С.Л., 1995; Kirklin J.W., 1992; Wechsler A.S., 1993]. Об этом, в частности, свидетельствует наличие большого количества предложенных кардиоплегических растворов различной сложности. Однако каждый из применяемых в настоящее время растворов в той или иной степени не удовлетворяет полностью потребностей кардиохирургии. Особенно это относится к случаям, требующим длительного пережатия аорты, а также при исходно значительно сниженных функциональных возмоностях миокарда. Поэтому поиск состава кардиоплегического раствора с оптимальными свойствами продолжается и по сей день.

Создание нового отечественного кардиоплегического и консервирующего раствора "Консол", производства НПО "Биофарм", предложенного профессором С.Ю. Бердяевым, является еще одним шагом к достижению этой цели. По составу он относится к коллоидным растворам внеклеточного типа и не имеет аналогов в мировой кардиохирургической практике.

Необходимость дальнейшей разработки теоретических и практических аспектов защиты миокарда, особенно при исходно сниженных его функциональных возможностях и в случаях, требующих

длительного прекращения коронарного кровотока, определяют научно-практическую актуальность настоящего исследования, его цель и задачи.

Цель исследования. Изучить эффективность интраоперационной защиты миокарда новым отечественным кардиоплегическим раствором "Консол" при операциях на открытом сердце.

Задачи исследования:

1. В остром эксперименте изучить функцию, метаболизм и структуру миокарда после длительной кардиоплегии раствором "Консол".

2. Изучить в клинических условиях процесс остановки-восстановления сердечной деятельности, функцию и метаболизм миокарда при использовании в качестве кардиопротектора раствора "Консол" во время операций по поводу разичных приобретенных пороков сердца, ишемической болезни сердца, с различными сроками выключения коронарного кровообращения и при различной степени исходного повреждения миокарда.

3. Оценить степень безопасности раствора "Консол" и разработать оптимальную методику его клинического применения.

4. Провести сравнительную оценку эффективности защиты сердца внеклеточным коллоидным раствором "Консол" и раствором по рецепту госпиталя Св. Томаса.

Научная новизна. В представленной работе на основании клинических и экспериментальных данных проведена оценка эффективности для интраоперационной защиты сердца нового отечественного внеклеточного коллоидного кардиоплегического раствора "Консол" при операциях по поводу различных приобретенных пороков сердца, ишемической болезни сердца, при различных сроках выключения коронарного кровообращения и при различной степени исходно сниженных функциональных возможностях миокарда.

Изучены особенности прекращения и восстановления электромеханической активности сердечной деятельности, частота и величина развития миокардиальной недостаточности и нарушений ритма в реперфузионном периоде при кардиоплегии раствором "Консол".

Проведена оценка обменных процессов в миокарде, состояния производительности сердца до и после прекращения коронарного кровотока.

Доказано, что новый отечественный кардиоплегический раствор "Консол" обеспечивает эффективную и надежную защиту миокарда в период выключения коронарного кровообращения при операциях на открытом сердце.

Практическое значение работы. Внедрен в клиническую практику новый отечественный коллоидный кардиоплегический раствор внеклеточного типа "Консол", обеспечивающий эффективную защиту

миокарда при операциях на открытом сердце с различными сроками выключения коронарного кровообращения у пациентов с различной степенью исходно нарушенными функциональными возможностями миокарда.

Отработана оптимальная методика и сформулированы практические рекомендации проведения кардиоплегии раствором "Консол".

Выявлено отсутствие противопоказаний и побочных эффектов при использовании кардиоплегического раствора "Консол"

Эффективная защита миокарда раствором "Консол" дает возможность в будущем расширить показания к операциям на открытом сердце для некоторых групп больных с исходно низкими резервами миокарда.

Реализация результатов работы. Фармако-холодовая кардиоплегия раствором "Консол" внедрена для защиты миокарда при операциях на открытом сердце и широко применяется в практике работы отделения реанимации, анестезиологии и искусственного кровообращения, отделения хирургическо лечения ИБС Краснодарского краевого кардиологического диспансера, отделениях НЦХ РАМН и Российском научно-производственном комплексе МЗ РФ.

Апробация работы. Основные положения и результаты полученные в процессе исследования были доложены и обсуждены на отечественных и международных форумах:

1. I ежегодная сессия Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых, Москва, Россия 19-21 мая 1997.

2. I Всероссийский съезд по экстракорпоральным технологиям, Новосибирск, Россия, 26-28 мая 1997.

3. The III BALTIC SEA CONFERENCE "CARDIAC INTERVENTIONS", Vilnius, Lithuania, June 1-3, 1997.

4. The VII World Congress Int. Soc. of Cardio-thoracic Surgeons, Dusseldorf, Germany, 2-5 September, 1997.

5. II съезд Краснодарской краевой ассоциации анестезиологов и реаниматологов, Геленджик, Россия, 6-9 октября, 1997.

6. Выездной семинар РосЭКТ, Praga, 4-7 July, 1998.

7. IV Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов, Москва, 8-11 декабря, 1998.

8. The 4rd BALTIC SEA CONFERENCE "CARDIAC INTERVENTIONS MIOCARDIALISHEMIA", Tallinn, Estonia, 1999;

9. II Всероссийский съезд по экстракорпоральным технологиям, Казань, Россия, 18 июня 1999 г.

10. Научно-практическая конференция кафедры сердечнососудистой хирургии и кардиологии ФППВ Кубанской государственной

медицинской академии и Краснодарского краевого кардиологического диспансера, Краснодар, 26 мая 1999 г.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего работы 60 отечественных и 62 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц и 29 рисунков.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.

Эксперименты выполнены под руководством профессора С.Л.Дземешкевича на базе Отделения экспериментальной хирургии НЦХ РАМН (руководитель - кандидат медицинских наук ИЛ.Жидков), морфологические исследования - в Отделе пато-морфологии НЦХ РАМН (руководитель - профессор Г.Ф.Шереметьева), биохимические исследования - в Лаборатории экспериментальной диагностики НЦХ РАМН (руководитель - профессор И.И.Дементьева).

Исследование выполнено на 12 беспородных собаках из которых 6 служили донорами крови. В условиях искусственного кровообращения производили у 6 животных кардиоплегическую остановку сердца с последующи восстановлением сердечной деятельности и отключением аппарата искусственного кровообращения. Все животные основного эксперимента были разбиты на 2 группы. В 1 группе, состоящей из 2-х животных, продолжительность кардиоплегии составила 2 часа. У 4-х других животных продолжительность кардиоплегии составила 4 часа.

Хирургия и искусственное кровообращение. Доступ к сердцу осуществляли через срединную стернотомто в положении животного на спине. Аппарат искусственноо кровообращения подключали по схеме: сонная артерия - полые вены. Для проведения искусственного кровообращения использовали оксигенаторы фирмы "Гарвей", гемодилюция до 30%, производительность аппарата искусственного кровообращения 2,5 л/мин/м2.

Анестезия. Вводный наркоз - атропин, дроперидол, реланиум, калипсол - внутримышечно. Обезболивание обеспечивали внутривенным введением фентанила (0,014 мг/кг) и калипсола (20 мг/кг). Искусственную вентиляцию легких проводили с миорелаксацией ардуаном (8-12 мг/кг) и

вентиляцией кислородно-воздушной смесью (РЮг - 50%). Через два часа после начала искусственного кровообращения у всех животных начинали инфузшо свежей цитратной донорской крови в объеме около 1,5 литров, в зависимости от массы животного.

Кардиоплегия. Кардиоплегаческую остановку сердца осуществляли с использованием антеградной доставки раствора через корень аорты и путем постоянного наружного внутриперикардиального охлаждения. Перфузию сердца раствором "Консол" проводили по следующей схеме: в течение 3-4 минут 400 мл раствора "Консол" при температуре 4 - 8 °С проливали в корень аорты. Внутриперикардиальное охлаждение осуществляли ледяной крошкой того же раствора. В течение кардиоплегии через каждые 30 минут добавляли в корень аорты по 200 мл раствора "Консол". Температуру миокарда поддерживали на цифрах 8 - 10 °С. В течение всего эксперимента оценку функций сердца, метаболизма миокарда и сохранность структуры контролировали на 4 основных этапах: до пережатия аорты (контроль), в конце кардиоплегической остановки, сразу после восстановления сердечной деятельности, перед отключением аппарата искусственного кровообращения и через 30 минут после отключения аппарата искусственного кровообращения. На всех этих этапах регистрировали: электрокардиограмму, производительность сердца, объем коронарного кровотока; основные биохимические параметры кислородного, кислотно-основного, водно-электролитного, углеводного и белкового баланса в артериальной крови и крови коронарного синуса; морфологическое изучение биоптатов миокарда, включая электронную микроскопию, также выполняли на каждом из 4 перечисленных этапов эксперимента.

Оценка функиии миокарда после кардиоплегии. При оценке ЭКГ, сократимости миокарда и коронарного кровотока при использовании кардиоплегического раствора "Консол" в течение 2-х часовой ишемии отмечалась небольшая стелет изменений на электрокардиограмме в виде быстропроходящей депрессии сегмента БТ. Насосная функция сердца восстанавливалась в полном объеме и при отключении аппарата искусственного кровообращения не требовалось инотропной поддержки миокарда.

При кардиоплегии в течение 4-х часов, после снятия зажима с аорты, на электрокардиограмме отмечена депрессия сегмента вТ и небольшое расширение комплекса СЖБ, появление отрицательного зубца Т. Однако уже через 15 - 20 минут реперфузии перечисленные изменения практически исчезали, восстанавливалась исходная электрокардиограмма. Лишь в одном из 4-х экспериментов при отключении искусственного кровообращения понадобилась инфузия допамина в дозе до 5 мкг/кг/мин. В 3-х экспериментах к моменту отключения от искусственного

кровообращения и через 30 минут после начала самостоятельной работы сердца отмечали полное восстановление производительности без необходимости катехоламиновой поддержки (табл. 1).

2-х часовая 4-х часовая

(п=2) (п=4)

Показатели доИК* после ИК доИК после ИК

Артериальное давление, мах. (мм.рт.ст.) 150±8 155+14 134+7 110±15

Артериальное давление, мин. (мм.рт.ст.) 130±7 95±6 99+11 63±10

Частота сердечных сокращений (уд/мин) 160+17 165±16 117+12 122+18

Венозное давление (мм.рт.ст.) 8,1+1,1 11,0+1,2 6,3±1,0 9,4+2.1

Общее перифер. сопротивл. (дин.сек см5) 4429+526 2483±274 3219±448 1598±18б

Удел. перифер.сопротивл.(д««.сек м5/100) 49,3+7,6 27,6+5,4 40,7+8,6 19,1±2,1

Сердечный выброс (л/мин) 2,47+0,6 3,7±0,5 3,1±0,5 3,7+0,1

Сердечный индекс (л/мин/м2) 2,78+0,6 4,16+0,8 3,3±0,6 4,1+0,1

Давление в полостях серляа(мм.рт. ст.) :

левый желудочек 175+12 60±9 148+10 148±17

левое предсердие 6,4+0,8 6,7+0,8 6,3+0,7 12,3+0,3

Коронарный кровоток: общий (мл/мин) 96+14 230±17 41,7+15,4 190±40

удельный (мл/мин/100) 37±8 89+12 18,5+8,9 90+32

Табл. 1. Показатели центральной гемодинамики у собак до и после 2-х и 4-х часовой кардиоплеши (п=6).

Метаболизм и электронно-микроскопическая оценка состояния миокарда. Аноксическая остановка сердца при проведении кардиоплегии раствором "Консол" в период до 4-х часов включительно не вызывала заметного нарушения обменных метаболических процессов в миокарде. Кислотно-основное равновесие в крови коронарного синуса было в пределах нормы (рис. 1). Сразу после снятия зажима с аорты и до скончания периода искусственного кровообращения как при 2-х часовой, так и при 4-х часовой кардиплегии миокард адекватно утилизировал лактат, глюкозу и кислород (рис. 2), что указывало на сохранность в нем аэробного метаболизма и АТФ-азных структур. Вне- и внутриклеточные взаимоотношения Na, К свидетельствовали о сохранности Na/K потенциалов клеточных мембран, а соотношение Ca/Mg о целостности митохондриальных структур (рис. 3). На последнее указывало также отсутствие выброса продуктов распада перекисных соединений миоцитов в кровь коронарного синуса. Умеренное увеличение перекисного окисления липидов (рис. 4) на фоне нормальной антиоксидантной защиты скорее свидетельствовали о положительной

рН

ед

7,5 7,4 7,3 7,2

7,1

7

1.....

г Г , ' 1 *

т [. и,... ......

Время,ч

рС02

мм.рт.ст.

50 40 30 20 10 0

Время,ч

ВЕ

1 о -1 -2

ммоль/л -3 -4 -5 -6 -7

Время,ч

Рис. 1. Показатели кислотно-основного равновесия в крови коронарного синуса после восстановления кровотока (п=6).

Лактат

%

И

а

Еращч

Глюкоза

ш

аз

егщ «

•к-.ч |

.1.

Е^а^ч

Ю 504) %ЭЭ 2) Ю О

Кислород

ш

ш

Щ Ш

11

У

Рис. 2. Утилизация метаболитов миокардом (п=6).

Рис. 3. Концентрация электролитов в крови коронарного синуса (п=6).

Активность прооксидантов

100 80 60 ' 40 20 0

Времч, ч

100 80 60

)

40 20 0

Активность антиоксидантов

Время, ч

100 80 60 ' 40 20 0

Выбросантиоксидантов из кардиомиоцитов

Время, ч

Рис. 4. Активация свободного перекисиого окисления липидов в миокарде после восстановления кровотока (п=6).

стимулирующей роли перекисного окисления лииидов в восстановительной функции миокарда после аноксической остановки сердца. Исследование отношения осмолялытости и коллоидно-осмотического давления плазмы артериальной крови и крови коронарного синуса показало, что к 4-м часам аноксической остановки сердца имеет место умеренный отек клеточных мембран, который достаточно быстро, т.е. уже через 10-15 минут практически исчезал (рис. 5).

360 -

340 -I

мосм/кг [

1

320 -

I

I

300

Время,ч

Рис. 5. Осмолярность в крови коронарного синуса (п=6).

Морфологическое исследование биоптатов миокарда, взятых при пережатии аорты, в конце периода кардиоплегии и после восстановления сердечной деятельности при отключенном аппарате искусственного кровообращения показало, что существенных различий в состоянии миокарда в конце кардиоплегии длительностью 2 и 4 часа не происходит. Миокард остается плотным, кардиомиоциты тесно прилежат друг к другу, мембраны их сохраняются на всем протяжении. Гранулы гликогена распределены равномерно на площади саркоплазмы. Матрикс, кристы и наружные оболочки митохондрий не повреждаются. Следует отметить, что после восстановления сердечной деятельности отмечается некоторое просветление магрикса митохондрий и фрагментация крист некоторых из них при 4-х часовой кардиоплегии, однако саркоплазма кардиомиоцитов остается плотной, гликоген сохраняется и при 4-х часовой кардиоплегии.

Таким образом, полученные результаты позволили заключить, что кардиогшегический раствор "Консол" способен полноценно защищать миокард от ишемии при длительности кардиоплегии не менее 4-х часов. При этом сохраняется целостность обменных процессов и структур миокарда с восстановлением производительности сердца аналогичной исходной без катехоламиновой поддержки.

КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.

Характеристика клинических наблюдений.

Настоящее исследование основано на комплексном анализе метаболического и функционального состояния сердца и клинического обследования 219 пациентов, которым были выполнены различные по объему оперативные вмешательства на открытом сердце. Анализировались результаты операций, выполненных в условиях однотипного анестезиологического пособия и искусственного кровообращения (рис. 6).

Реконструкция 1-го «лапана Реконструкция

АКШ+МКА <п»11) 2-х клапанов

А КШ 3-4 (г=22) АКШ 1-2 (п=8) Реконструкция

10% 4%0% 3"х клапанов

(п== 3 1) 14 %

Рис. 6. Характеристика пациентов по видам оперативных вмешательств (п=219).

Среди оперированных пациентов было 159 мужчин и 60 женщин. Средний возраст всех пациентов составил 52,4+6,8 лет, масса тела -76,2+12,6 кг. Длительность искусственного кровообращения в среднем составила 147+16 минут, ишемии миокарда - 86 + 11 минут.

Для определения исходной тяжести оперированных пациентов оценивалось их состояние согласно общепринятой классификации Ныо-Йоркской ассоциации кардиологов (рис. 7).

III (П=90) 41.1%

Рис. 7. Характеристика пациентов в зависимости от тяжести исходного состояния по КУНА (п=219).

В зависимости от вида кардиоплегического раствора примененного для защиты миокарда в период его ишемии пациенты были разделены на две группы. В группу I вошли пациенты у которых кардиопротекция осуществлялась новым отечественным кардиоплегическим раствором "Консол" (171 человек), в группу II вошли пациенты у которых защита миокарда проводилась раствором, приготовленным по рецепту Госпиталя Святого Томаса (48 человек).

Оценивая качество кардиопротекции в зависимости от патологии, пациенты, у которых был применен раствор "Консол" были распределены на две подгруппы. В подгруппу 1а вошли пациенты с ишемической болезнью сердца, которым выполнены различные операции реваскуляризации миокарда (87 человек). Подгруппу 16 составили пациенты, оперированные по поводу различной патологии клапанов сердца (81 человек).

Для оценки эффективности защиты миокарда в зависимости от длительности аноксического периода пациенты каждой из сравниваемых групп были разделены на две подгруппы - А и Б. В подгруппу А вошли пациенты, у которых время пережатия аорты составило до 90 минут, а в подгруппу Б - пациенты с длительностью ишемии до 120 минут и более. Соответственно, все пациенты распределились следующим образом: IA -137 человек, 1Б - 34 человека, ПА - 38 человек, ПБ - 10 человек. Сравнивали пары групп: IA и НА, 1Б и ПБ, а также IA и IE, НА и ИБ.

Интуаопераииопиое обеспечение хирургических вмешательств и методика капдиоплегии.

Анестезиологическое пособие. Общую анестезию проводили посредством ингаляции изофлюрана в концентрации от 0,5 до 1,2 об.% или энфлюрана в концентрации от 0,6 до 1,4 об.% и постоянного введения фентанила в дозе 2-4 мкг/кг/ч. Назначение фентанила было ориентировано на клинические признаки адекватности общей анестезии. Во время гипотермкческого искусственного кровообращения для поддержания гипнотического эффекта вводили мидазолам в дозе 0,18 ± 0,23 мг/кг. Миорелаксацию поддерживали постоянным введением атракуриума в дозе 0,45 - 0,72 мг/кг/ч или пипекурониума в дозе 0,15-0,18 мг/кг/ч. ИВЛ в режиме умеренной гипервентиляции проводили кислородно-воздушной смесью с Fi02 0,4 - 0,6 аппаратом "Excel-210" ("Ohmeda", CIIIA) по полузакрытому контуру. Соотношение вдох/выдох составляло 1:2.

Искусственное кровообращение проводили с использованием одноразовых мембранных оксигенаторов D-703 ("Dideco", Италия) и "Spiral Gold" ("Baxter", США) по стандартной методике. Основной этап операции у всех пациентов осуществляли в условиях умеренной гипотермии. Уровень гипотермии оценивали по температуре в пищеводе,

в среднем он составил 27,9 ± 0,9 град. С. Средняя объемная скорость перфузии составила 4,1 ± 0,2 л/мин. Длительность искусственного кровообращения составила 52-287 (в среднем 147 ± 16) мин., время пережатия аорты - 28-186 (в среднем 86 + 11) мин. Во всех случаях искусственное кровообращение осуществлено адекватно по показателям кислотно-основного состояния и газообмена.

В течение операции осуществляли мониторный контроль гемодинамики большого и малого круга кровообращения с помощью многофункционального катетера типа Сван-Ганц методом термодшпоции. Показатели гемодинамики и данные электрокардиографии регистрировали и обрабатывали с помощью мониторного комплекса "Hellige" SMU 612 (Германия). Регистрировали следующие параметры гемодинамики: сердечный выброс (СВ), сердечный индекс (СИ), давление заклинивания легочных капилляров (ДЗЛК), центральное венозное давление (ЦВД), среднее давление в легочной артерии (ДЛАср), среднее артериальное давление (АДср), частоту сердечных сокращений (ЧСС), ударный объем (УО), общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС), легочное сосудистое сопротивление (JICC), индекс ударной работы левого желудочка (ИУРЛЖ), индекс ударной работы правого желудочка (ИУРПЖ).

Кислотно-основное состояние и газовый состав крови определяли приборами "Ciba-Corning" (Великобритания).

Методика кардиоплегии. Первоначальный объем раствора "Консол" перфузировали в количестве 400-600 мл в зависимости от размеров сердца с температурой 4°С сразу после наложения зажима на аорту с одновременным наружным внутриперикардиальным охлаждением физиологическим раствором. Объемная скорость инфузии в корень аорты составила 60-200 мл/мин с давлением в кардиоплегической линии 80-90 мм. рт. ст. При необходимости селективной кардиоплегии в устья коронарных артерий раствор "Консол" перфузировался в объеме 100-150 мл/мин с давлением 60-80 мм.рт.ст. Ретроградный способ доставки кардиоплегического раствора осуществлялся с объемной скоростью 100150 мл/мин и давлением 40-60 мм. рт. ст. Повторные реинфузии кардиоплегического раствора "Консол" проводились через 40-60 минут в зависимости от размеров сердца и степени поражения коронарного русла в количестве 200-300 мл.

Для интраоперационной оценки эффективности и качества защиты миокарда использовали следующие методы:

•измерение температурного режима миокарда в межжелудочковой перегородке в промежутках между инфузиями через 30, 60, 90 и 120 минут;

•для исследования метаболизма сердца брали пробы крови из коронарного синуса, артерии, центральной вены. Пробы брали на этапе выхода на полное искусственное кровообращение до начала системного охлаждения, в момент снятия зажима с аорты и через 5 и 20 минут после снятия зажима в условиях нормотермии и полного искусственного еровообращения. В пробах измеряли показатели кислотно-основного состояния, содержание ионов, гематокрит, гемоглобин, насыщение гемоглобина кислородом. Рассчитывали артериовенозную разницу по кислороду, глюкозе, лактату и некоторым ионам между притекающей и оттекающей от сердца кровью, а также экстракцию этих веществ миокардом;

•изучали характер развития остановки сердечной деятельности и характер восстановления сердечной деятельности - частоту спонтанного восстановления сердечного ритма после снятия зажима с аорты, количество дефибрилляции потребовавшихся для восстановления сердечной деятельности, частоту нарушений ритма и проводимости, дозы и длительность применения инотропной поддержки;

•через 12 часов после операции изучали динамику сывороточных ферментов (АСТ,АЛТ,КФК,ЛДГ).

Результаты клинических исследований.

При оценке температурного режима миокарда выявлено, что средняя температура в межжелудочковой перегородке при использовании раствора "Консол", несмотря на то, что методика его применения подразумевает более длительные промежутки между повторными инфузиями, была ниже (19,5+2,6), чем при использовании раствора "Св. Томаса" (20,2±3,2).

3000 г 2500 2000 мл 1500 1000 500 0

Ш Консол (п=28) □ Св.Томас (п=26)

Ё- I

1_Ы

±

30

60 90

Время, мин

120

* - частота инфузий. Рис. 12. Объемы и частота инфузий кардиоплегических растворов, (п-54).

5

#

4

2

г

Таким образом, предложенная методика защиты миокарда раствором "Консол" обеспечивает оптимальный температурный режим миокарда для замедления скорости базального метаболизма и сохранения энергозапасов кардиомиодитов в период ишемии во время различных оперативных вмешагельств, при этом, почти в три раза сокращается количество используемого раствора и частота инфузий по сравнению с применением раствора "Св. Томаса".

Анализ основных показателей аэробного метаболизма свидетельствует, что через 5 минут после восстановления коронарного кровотока у пациентов обеих групп отмечали метаболический ацидоз и накопление СО2 в оттекающей от сердца крови на фоне сниженной экстракции кислорода миокардом, однако указанные показатели были достоверно более выгодными для миокарда в случаях применения для кардиопротекции раствора "Консол" (группа I). Через 20 минут у пациентов этой группы показатели газообмена и кислотно-основного состояния практически возвращались к исходным, тогда как при использовании раствора "Св. Томаса" по-прежнему регистрировали их нарушения (табл. 2).

показатели группы ИСХОД ¿SISmhhIÄH

Ph ' / - ( 7,42+0,01 7,39+0,01 7,28+0,02л* 7,21±0,02л 7,37+0,01* 7,28±0,01л

рСО? (мм. рт ст.) 38,0+0,6 40,0+0,7 47,0+0,8* 63,0+1,6Л 39,0±0,5* 52,0+1,4л

ВЕ (ммольл) II 0,60+0,02 0,30+0,02 -4,10±0,07л* -7,60+0,08л -1,30±0,06* -4,40±0,08л

рОг (ММ. рт. СТ.) I 26,0+0,3 27,0+0,4 22,0+0,6 24,0+0,5 24,0+0,5 26,0+1,4

Группа I - "Консол" (п= 28); Группа II - "Св. Томас" (п= 26); л - р<0,05 при сравнении с исходными данными; * - р<0,05 при сравнении с группой II.

Табл. 2. Динамика кислотно-основного состояния и газообмена в крови коронарного синуса (М±о).

Изучение динамики утилизации миокардом основных метаболитов -лактата и глюкозы показало, что через 5 минут после восстановления коронарного кровотока наиболее значительный выброс лактата отмечали у пациентов, которым кардиопротекцию осуществляли раствором "Св.

Томаса" (группа II). У пациентов же, которым защиту миокарда проводили раствором "Консол" (группа I) зарегистрировано потребление лактата миокардом. Это может указывать на наиболее полное восстановление аэробного метаболизма миокарда у пациентов этой группы или, по крайней мере, на превалирование аэробного гликолиза над анаэробным.

Через 20 минут после снятия зажима с аорты у пациентов I группы потребление лактата росло, а у пациентов II группы продолжался выброс лактата из миокардиальных клеток на фоне сниженной утилизации кислорода и глюкозы, хотя и в меньшей степени. Это указывает на то, что обеспечение миокарда энергией в этой группе продолжалось преимущественно за счет анаэробных процессов (рис. 8, 9).

□ Консол {п = 28 ) ЕЗС в. Томас (п = 26)

5 ми н Этапы

Рис. 8. Утилизация лактата миокардом

Рис. 9. Утилизация глюкозы миокардом.

Динамика содержания электролитов свидетельствует о восстановлении потребления калия миокардом у пациентов I группы к двадцатой минуте после снятия зажима с аорты. У пациентов II группы и к

двадцатой минуте после восстановления коронарного кровотока отмечено увеличение содержания калия в оттекающей от миокарда крови.

У пациентов II группы, также достоверно выше отмечены концентрация натрия и осмолярность, что демонстрирует вымывание излишков натрия и метаболитов, накопившихся за время ишемии в сердечной мышце.

Хотя к двадцатой минуте эти изменения были не столь существенны, более высокая концентрация натрия и осмолярность могут свидетельствовать о наличии отека миокардиальных мембран после кардиоплепш раствором "Св. Томаса". Таких признаков нет при использовании раствора "Консол" (табл. 4).

показатели группы Л 20 МИН.

К+ (ммоль/л) [ 4,9±0,4 6.2+0,52 4,3+0,4 5,4+0,6

N3+ (ммоль/л} 11 142,2±2,1* 154,1+5,3 138,4+4,1* 151,1+2.4

Отношение (Са++/Мд++) " II 1,3±0,01* 0,6+0,01 1,5+0,01* 0,7+0,02

Осмолярность (мош/кг} 309,0+6,5 321,0+8,4 302,0+8,2 316,0±7,6

Группа I - "Консол" (п=28);

Группа Б - "Св. Томас" (п=26);

* - р<0,05 при сравнении с группой II.

Табл. 4. Содержание электролитов и осмолярность крови коронарного синуса (М+5).

Подтверждением последнего является и динамика отношения концентраций кальция и магния в крови коронарного синуса (норма 1,6 -2,0). Данное соотношение лишь несколько снижалось у пациентов I группы через 5 минут после восстановления коронарного кровотока, а к 20 минуте оно практически возвращалось к нормальному. После защиты миокарда раствором "Св. Томаса" на обоих этапах исследования отмечали выход из клеток магния и вхождение в них кальция. Даже к 20 минуте после снятия зажима с аорты соотношение этих ионов было достоверно снижено.

При оценке характера остановки сердечной деятельности в наших исследованиях отмечено достоверное, более быстрое ее развитие в группе, где для защиты миокарда использовался раствор "Консол". В этой группе прекращение электро-механической активности миокарда наступило через 26,4+6,6 сек., причем наличие фибрилляции отмечено лишь в 5,1 % случаев, длительность которой составила 9,2+2.4 сек.

При кардиоплегии раствором "Св. Томаса" остановка сердца происходила через 58,8+10,2 сек. Наличие фибрилляции отмечено у 58,3 % пациентов, а длительность ее составила 38,8+6,9 сек.

Таким образом, при использовании раствора "Консол" в 2 раза сокращается время индукции кардиоплегии, более чем в 10 раз уменьшает число сучаев развития остановки сердечной деятельности через фибрилляцию, а при развитиии сокращает длительность ее в 4 раза, что позволяет в значительной степени сохранить энергетические ресурсы миокарда и предоствратить повреждение клеточных структур.

Одним из важных показателей степени сохранности функциональных резервов миокарда является характер восстановления сердечной деятельности, под которым понимают спонтанное восстановление сердечного ритма или с применением одного и более разрядов дефибриллятора. Не менее важным критерием восстановления функциональных возможностей миокарда является частота применения инотропной поддержки и ее уровень.

При использовании раствора "Св. Томаса" дефибрилляция потребовалась у 37 пациентов, что составляет 77%, спонтанное восстановление отмечено лишь в 11 случаях (23 %). Пациенты, которым для защиты миокарда использовали раствор "Консол" нуждались в дефибрилляции лишь в 12 случаях, что составляет 7,1%, а спонтанное восстановление сердечного ритма отмечено в 159 (93 %) случаях (рис. 10).

% к-ва больных

100т

90 80 70605040 30 2010-о-

В"Консол"(п=171) О "Св.Томас" (п=48)

Спонтанное восстанозлениа

Кардиотоническая поддержка до 5 мг/кг/мин

Кардиотоническая поддержка > 5мг/кг/мин

Рис. 10. Восстановление сердечной деятельности, % к-ва пациентов (п=219).

Кардиотоническая поддержка у пациентов осуществлялась допамином и добутамином. При использовании раствора "Консол" необходимость в ней возникла в 30 (17,5 %) случаях, применение же

раствора "Св. Томаса - в 41 (85,4 %) случае. Кардиотоническая поддержка в дозировках 3-5 мкг/кг/мин потребовалось при кардиопротекции раствором "Консол" у 24 пациентов (14 %), при кардиоплегии раствором "Св. Томаса" - у 29 пациентов (60,4 %). Инотропная терапия в дозах более 5 мкг/кг/мин потребовалась у пациентов II группы в 12 случаях (25 %), у пациентов I группы - в 6 случаях (3,5 %) и обусловлена была значительным исходным повреждением миокарда, а также объемом операций.

Качеству защиты миокарда принадлежит важная роль в возникновении и длительности нарушений ритма и проводимости. Анализ электрокардиографических данных в проведенных исследованиях показал, что при использовании для защиты миокарда кардиоплегического раствора "Консол" после снятия зажима с аорты в основном отмечались изменения в виде быстропроходящей депрессии сегмента Б-Т. Расширение комплекса (^ИЕ и отрицательный зубец Т, которые нивелировались к 20 минуте реперфузии, отмечены в 5,2 % случаяев. Нарушения ритма в виде экстрасистолии по типу тригеминии в течение первых 5 минут реперфузии отмечены в 3,5 %. Временная электрокардиостимуляция вевязи с развившейся атрио-вентрикулярной блокадой различной степени потребовалась в 4,1 % случаев. У пациентов, которым в качестве кардиопротектора применяли раствор "Св. Томаса", электрокардиографические изменения были более выраженными. Расширение комплекса С^ЯБ и отрицательный зубец Т отмечены в 58,3 % случаев, нарушения ритма в виде экстрасистолии по типу би- и тригеминии - у 8,3 % пациентов, атрио-вентрикулярная блокада различной степени в 12,5 % случаев (рис. 11).

Экстрасисг.

А-V блокада

Рис. 11. Характеристика нарушений ритма и проводимости при восстановлении сердечной деятельности, % к-ва больных (п=219).

Изучение параметров гемодинамики позволило комплексно оценить сократимость миокарда, насосную функцию сердца, его производительность в соответствии с показателями пред- и постнагрузки как в целом, так и отдельно по правому и левому отделам сердца (табл. 5).

показатель группа I, исход группа*!, через1час группа II, исход группа JI, через 1 час

СВ, 1/мин 3,5 ±0,6 6,7 ± 1,1А+ 3,8 ± 0,2 5.2 ± 0.6Л

СИ, I/muh/M' '; 1,96 + 0,2 3,8+ 1,1л* 2,2 ± 0,2 3,1 ±0,3Л

ДЗЛК, мм.pm.au '' 20,4 ± 3,6 14,6 ±3,2 19,6 ±3,4 12,8 ±2,7

ЦВД,.и1л/«?х7л. ;.v 9,4 ±2,1 9,3 ±1,9 7,6 ± 1,6 8,4 ± 1,7

ДЛАср, лш./'/и.ст : 27,4 + 2,6 22,1 ±2,2 28,6 + 1,8 23,2 ±1,7

АД ср,MM.pm.cvi. у.':. 76,5 ± 4,2 79,6 ±4,4 84,7 ±3,6 78,2 ± 3,8

71,4 + 3,4 78,2 ±4,2 82,6 ±4,7 92,4 ± 5,3

VO,JWI'-:1: 47,8 + 4,4 89,8 ± 6,7Л* 45,3 ±4,1 58,1 ±4,6

ОПСС. дин.сак см! 1722,4±186,3 884,6±64,8Л* 1614,2+172,3 1108,6±68,2Л

ЛСС, dun.сек см* , - 167,4+32,2 114,6+19,5л* 196,4±26,4 132,7±21,2Л

ЙУРПЖ, г1//и-л 7> 4,2 ± 1,2 7,4 ±1,4Л 7,1 ± 1,4 5,2 + 1,3

ИУРЛЖ, гл:/м:/уд 24,1 ±2,4 54,3 ±2,5Л* 26,2 ± 2,2 34,1 ±2,3

7734±42б 9612±622 8646±682 11450±884

Л - р<0,05 при сравнении с исходом, * - р<0,05 при сравнении с группой И.

Табл. 5. Показатели гемодинамики, М±ст(п=219).

У пациентов первой группы более высокая сократительная способность миокарда (ИУРЛЖ) обеспечивала достоверно большие УО и СВ, что позволяло поддерживать стабильность артериального давления при достоверно меньшем ОПСС, примерно одинаковой преднагрузке (ДЗЖ) и более низкой ЧСС. Это свидетельствует о том, что функциональных резервов миокарда у этих пациентов было достаточно, чтобы увеличением инотропизма миокарда обеспечить адекватную гемодинамику, а соответственно, и лучшую перфузию тканей при более экономной работе сердца (RPP) и лучшую коронарную перфузию миокарда за счет болшей длительности диастолы. Следовательно, характер гемодинамики у пациентов группы I в постперфузионном периоде свидетельствует о большей сохранности функциональных резервов миокарда при использовании для защиты миокарда раствора "Консол".

Исследование уровня ферментов (ACT, АЛТ, КФК, ЛДГ), выброс которых, в основном, свидетельствует о повреждении мышечных клеток, в

том числе и миоцитов может являться отражением ишемического повреждения именно сарколеммы кардиомиоцитов. Полученные данные более низкого прироста уровня сывороточных ферментов при сходных объемах оперативных вмешательств свидетельствуют о том, что при использовании раствора "Консол" для защиты миокарда повреждение сарколеммы кардиомиоцитов выражено в меньшей степени (рис. 12).

1200^' 1000-8ОО1 МЕ/л 600 -! 400 1 200 -о ^

И Консол (п=56) □ Св. Томас (п=48)

АСТ

АЛТ

КФК

ЛДГ

г

Гис. 12. Покачатсли сывороточных ферментов, МЕ/л (М±<т)

Причиной детального изучения эффективности и качества защиты миокарда раствором "Консол" при операциях реваскуляризации миокарда и сравнения с результатами его применения при коррекции клапанной патологии послужил тот факт, что у пациентов с ишемической болезнью сердца коллатеральный кровоток наиболее выражен. Это может способствовать более быстрому вымыванию раствора из коронарного русла, согреванию сердца и восстановлению сократительной способности, а методика кардиоплегии раствором "Консол" предполагает более длительные промежутки между повторными инфузиями (40 - 60 минут) по сравнению с другими методами фармако-холодовой кардиоплеги.

Сопоставляя результаты исследования характера остановки сердечной деятельности, метаболизма миокарда, сохранности функциональных его возможностей после ишемии не выявлено существенных, достоверных различий между группами больных, которым выполнялись операции реваскуляризации миокарда либо коррекция клапанной патологии сердца.

При сравнительной оценке качества защиты миокарда в зависимости от длительности ишемии миокарда анализировалось восстановление функциональных способностей сердца.

Спонтанное восстановление сердечной деятельности значительно чаще отмечено при использовании раствора "Консол", и практически не зависело от длительности аноксического периода. Анализируя частоту и уровень инотропной поддержки видно, что при использовании раствора "Консол" необходимость в ней возникала значительно реже, чем при применении раствора "Св. Томаса" как при средних, так и при длительных сроках ишемии (рис. 13).

100т I

Спонтанное Кардиотоническая Кардиотоническая

восстановление поддержка до 5 поддержка более 5

мкг/кг/мин мкг/кг/мин

Рис. 13. Восстановление сердечной деятельности в зависимости от длительности аноксии, % к-ва больных.

При использовании для защиты миокарда кардиоплегического раствора "Консол" после снятия зажима с аорты изменения ЭКГ в основном касались быстропроходящей депрессии сегмента Б-Т. Расширение комплекса С^ИБ, отрицательный зубец Т, нарушения ритма по типу экстрасистолии и агрио-вентрикулярные блокады имели кратковременный характер (до 20 минут) и практически не зависели от длительности ишемии миокарда.

При использовании в качестве кардиопротектора раствора "Св. Томаса" отмечено достоверно большее количество нарушений ритма и проводимости, особенно при длительных сроках ишемии миокарда (рис.14).

Рис. 14. Нарушения ритма и проводимости при различных сроках ишемии миокарда, % к-ва больных.

Итак, изучение эффективности и качества защиты миокарда новым отечественным кардиоплегическим раствором "Консол" при операциях на открытом сердце как в эксперименте, так и в клинических условиях показало, что он обеспечивает надежную кардиоплегию во время операций по поводу различных приобретенных пороков сердца, ишемической болезни сердца, в том числе, при необходимости длительных пережатий аорты и у пациентов с исходно сниженными функциональными возможностями миокарда.

ВЫВОДЫ

1. Внеклеточный коллоидный раствор "Консол" обеспечивает в эксперименте надежную кардиоплегию: после 4-часовой аноксии производительность сердца экспериментальных животных равна исходной без медикаментозной поддержки.

2. Защита миокарда in vivo (кардиопдегия) раствором "Консол" в течение 4-часового эксперимента полноценно сохраняет целостность обменных процессов и структуру миокарда: после восстановления кровотока происходит адекватная утилизация кислорода, лактата и глюкозы, сохраняются потенциалы клеточных мембран, гликоген и целостность митохондрий.

3. Кардиоплегический раствор "Консол" в клинических условиях предупреждает развитие в постишемическом периоде нарушений

метаболизма миокарда, что подтверждается быстрым восстановлением аэробного гликолиза, водно-электролитного баланса и кислотно-основного состояния.

4. Раствор "Коксол" оказывает в клинических условиях надежный интегральный защитный эффект как на миоциты, так и на специальные клетки проводящей системы сердца: у 93 % больных отмечено самостоятельное восстановление синусового ритма без нарушений проводимости.

5. Раствор "Консол" обеспечивает быстрое и эффективное восстановление энергетики сердца после кардиоплегии: 82,5 % больных не нуждались в катехоламиновой поддержке после отключения искусственного кровообращения, 14 % - до 5 мкг/кг/мин. и только 3,5 % -более 5 мкг/кг/мин.

6. Кардиоплегический раствор "Консол" безопасен: при выполнении 176 клинических операций на открытом сердце не отмечено токсических, аллергических и пирогенных реакций. Летальных исходов, связанных с использованием раствора "Консол", при клинических операциях на открытом сердце не было.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуемая методика применения раствора "Консол" значительно упрощена по сравнению с экспериментальными разработками в связи с высокой эффективностью защитного действия раствора: у большинства больных достаточно использовать 400-800 мл раствора для обеспечения надежной 120-минутной кардиоплегии. При кардиоплегии продолжительностью до 60 минут достаточно однократной внутрикоронарной перфузии раствора "Консол" в объеме 400 - 600 мл при наружном охлаждении физиологическим раствором.

2. Доставку раствора к миокарду следует осуществлять как анте-, так и ретроградным путем. При попадании в русло крови (62 операции реваскуляризации миокарда) не отмечено значимых нарушений водно-электролитного баланса и гемодинамических показателей.

3. Раствор "Консол" удобен при хранении, прост в употреблении и имеет широкий диапазон использования как у больных с приобретенными пороками сердца, так и у больных ишемической болезнью сердца, особенно при необходимости длительных пережатий аорты, а также у пациентов с техническими особенностями проведения кардиоплегии: множественное поражение коронарного русла, повторные операции на сердце, резко гипертрофированный миокард левого желудочка.

4. Новый отечественный внеклеточный коллоидный кардиоплегический раствор "Консол" может быть рекомендован в широкую кадиохирургическую практику.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТКМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Первый опыт клинического применения нового консервирующего раствора "Консол" для защиты миокарда при хирургической коррекции приобретенных пороков сердца. Материалы доклада I ежегодной сессии Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых. Грудная и сердечнососудистая хирургия, 1997, № 2, с. 205.

2. Опыт клинического применения нового отечественного кардиоплегического раствора "Консол". Материалы доклада I Всероссийского съезда по экстракорпоральным технологиям. Новосибирск, 1997, с. 41.

3. "Consol" - Extracellular cardioplcgíc solution. The 3rd BALTIC SEA CONFERENCE "CARDIAC INTERVENTIONS", Vilnius, Lithuania, 1997, p. 30.

4. Russian-made extracellular cardioplegic solution "Consol" -experimental and clinical results. The VII World Congress Int. Soc. of Cardio - thoracic Surgeons, Dusseldorf, Germany, 1997, p. 343.

5. Опыт клинического применения нового отечественного кардиоплегического и консервирующего раствора "Консол". Материалы II съезда Краснодарской краевой ассоциации анестезиологов и реаниматологов. Кубанский научный медицинский вестник, Геленджик, Россия, 1997, с. 32.

6. Опыт первых 100 операций АКШ с применением нового кардиоплегического консервирующего раствора "Консол". Материалы доклада IV Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов, Москва, 1998, с. 223.

7. Comparison extracellular colloid (Consol) vs extracellular cristalloid (St. Tomas) cardioplegic solution in patients with CABG. The 4rd BALTIC SEA CONFERENCE "CARDIAC INTERVENTIONS MIOCARDIAL ISHEMIA", Tallinn, Estonia, 1999.

8. Защита миокарда кардиоплегическим раствором "Консол" при операциях реваскуляризации миокарда. Материалы доклада II Всероссийского съезда по экстракорпоральным технологиям, Казань, Россия, 1999, с. 42.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЦ - артериальное давление

АИК - аппарат искусственного кровообращения

АКШ - аорто-коронарное шунтирование

AJIT - аланинаминотрансфераза

ACT - аспартатаминотрансфераза

ДЗЛК - давление заклинивания легочных капилляров

ДЛА - давление в легочной артерии

ИК - искусственное кровообращение

ИУРЛЖ - индекс ударной работы левого желудочка

ИУРПЖ - индекс ударной работы правого желудочка

КФК - креатинфосфокиназа

ЛДГ - лактатдегидрогеназа

ЛСС - легочное сосудистое сопротивление

МКА - маммаро-коронарный анастомоз

ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление

СВ - сердечный выброс

СИ - сердечный индекс

УО - ударный объем

ЦВД - центральное венозное давление

ЧСС - частота сердечных сокращений

NYHA -Нью-Йоркская ассоциация кардиологов