乳猪深低温停循环对肺保护作用的观察
作者：蒋祖明，李玮浩，俞晓青，邹文艳, 郑景浩
【摘要】 目的 研究乳猪模型深低温停循环(DHCA)的肺保护作用。 方法 12头5周左右的乳猪，随机分为常温体外循环(CPB)组和DHCA组。麻醉后气管插管，从胸骨正中进胸，在上、下腔和主动脉插管建立CPB动物模型，分别进行DHCA和常温CPB。结果 实验结束时DHCA组较常温CPB组表现为有较好的肺静止顺应性和湿干比，光镜下肺损伤明显减少。结论 本实验通过建立DHCA乳猪肺保护的动物模型，观察到DHCA有明显的肺保护作用。
【关键词】 深低温停循环;肺保护;体外循环)
Abstract: OBJECTIVE To explore the effect of deep hypothermic circulatory arrest on lung protection in pig model.METHODS Twelve piglets of five weeks old were divided into two groups: CPB group and DHCA group. After anesthesia and tracheal intubation, the heart was exposed through median sternotomy. Conventional,CPB procedure was performed by cannulation of an 8F infant arterial cannula in the ascending aorta and two 20F venous cannulae in the superior vena cava and the inferior vena cava. A normal temperature CPB and DHCA CPB were compared. RESULTS At the end of experiment, DHCA group showed a better lung static compliance , the reduced wet to dry ratio and milder lung damage in optical microscope than normal temperature CPB group.CONCLUSION The present study achieves lung protection in the pig model for deep hypothermic circulatory arrest.
Key words： Deep hypothermic circulatory arrest ;Lung protection;Caridiopulmonary bypass
体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)肺损伤是心内直视手术术后常见的并发症之一。深低温停循环(deep hypothermic circulatory arrest，DHCA )因其具有较高的神经系统并发症而逐渐减少应用，但随着选择性脑灌注技术的应用，DHCA得以显示其明显的脑保护作用。通常DHCA研究只注意其对脑的损伤和防治，未能注意到其对肺的保护作用。本文通过建立乳猪的DHCA肺保护模型，探讨其对肺的保护作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组 上海市中科院实验动物所提供的上海种乳猪12头，雌雄不拘，年龄5周，体重8～11kg，随机分为CPB组和DHCA两组。
1.2 实验准备 采用Sarns 7400滚压式血泵(美国Sarns INC公司)、膜式氧合器(宁波菲拉尔医疗用品厂)以及FCR-1型一次性储血滤血器(宁波菲拉尔医疗用品厂)和一次性CPB管道。预充200 ml血定安和400 ml同种血。
1.3 外科操作 将已禁食12 h的乳猪以阿托品20 μg/kg，氯胺酮15 mg/kg肌注，耳外静脉注射戊巴比妥25 mg/kg，气管插管，接Svervo 900C呼吸机(德国Siemens Elema AB公司)控制呼吸，设定通气模式为CMC，呼吸频率20次/min，潮气量15 ml/kg，吸入氧浓度40%。以氯胺酮和氯化琥珀胆碱维持全麻状态。
解剖左侧腹股沟区，游离左侧股动、静脉，分别穿刺置管，通过股动脉监测血压，股静脉建立静脉通道维持麻醉并抽取血标本。
CPB组，进行常温CPB 120 min，实验结束。DHCA组，CPB下30 min降温至肛温18℃，停循环60 min，再 CPB 30 min 升温至肛温36℃，实验结束。
1.4 标本留取及检测
1.4.1 实验开始，实验结束时分别测定气道平台压，潮气量。通过公式获得三个时点的肺静止顺应性指标。顺应性=潮气量/平台压。
1.4.2 取左下肺小块肺组织称湿重，然后置于60℃恒温烘烤48 h后称干重，湿干比。
1.4.3 取左下肺小块肺组织4%福尔马林固定，苏木素-伊红(HE)染色光镜下观察肺组织损伤情况。
1.5 统计学处理 应用SPSS 13.0统计软件进行统计分析，数据以均数±标准差(±s)表示，组间比较用t检验，有关数据做相关性分析，以P<0.05为差别具有统计学意义。
2 结 果
2.1 肺静止顺应性 两组动物在实验开始时的肺静止顺应性：CPB组为(9.5637±2.3849) ml/cmH2O，DHCA组为(9.3527±1.9736)，差别无统计学意义(P>0.05)。实验结束时CPB组(7.6392±1.2895) ml/cmH2O，DHCA组(8.7324±1.6941)，差别有统计学意义(P<0.05)。
2.2 湿干比 湿干比是反映肺水肿程度的一个指标，也反映了肺损伤的程度。实验结束时CPB组的湿干比(4.8467±1.0832)明显高于DHCA组(3.6751±0.9763)，差别有统计学意义(P<0.05)。
2.3 光镜结果 CPB组光镜下较DHCA组明显表现为肺间质水肿，中性粒细胞浸润，肺泡腔内红细胞和单核细胞渗出。见图1、图2。
3 讨 论
CPB肺损伤是心内直视术后常见的并发症之一，一般认为是与CPB密切相关的。在心内直视手术CPB期间，因为不再需要肺的血液氧合作用，且为了不干扰外科操作，通常不再进行机械通气;由于心脏停跳期间肺完全依赖支气管动脉供血，而支气管动脉在正常生理状态下仅提供肺1%～3%的血液，这就导致了肺缺血的发生。而缺血再灌注后可通过氧自由基、钙超载、白细胞以及炎性介质等的作用造成肺组织的损伤。同时，由于血液与CPB人造物质接触激活白细胞，通过白细胞的活化，促进血液炎性因子的释放，进而引发全身炎症反应综合征，白细胞和炎性介质通过血液循环到达肺组织，也造成了肺损伤[1-2]。DHCA是较早的心内直视手术采用的一种利于外科手术的方法之一，外科医生很早就认识到DHCA应用的诸多益处。上世纪五十年代，美国的心脏外科医生就发现DHCA可以通过循环停止，为心外科直视下的操作提供良好的操作视野，使心脏手术的修补成为可能，尽管后来CPB技术有了长足的，在成人心脏疾病的矫治中被广泛采用，但是由于当时的CPB系统预充量大，仍不太适合于儿童的使用。Barratt-boyes就采用DHCA技术并通过尽可能的体表降温，少量的结合体外转流降温，通过控制CPB时间在20～25 min以内，有效地减少了CPB所致的炎症反应，减轻了其所致的机体损伤;由于循环停止，使心内操作能够在无血的情况下进行，而且可以减少手术视野的插管，极大的方便了外科手术的操作[3]。然而，由于DHCA有较高的神经系统并发症，加之CPB装置的不断进展，尤其适合于小儿的CPB装置的不断进步，使得其应用逐渐减少，更多采用了常温CPB或深低温低流量来进行心脏手术。近年来选择性的脑灌注的应用，有效地减少了DHCA神经系统并发症的发生[4-6]。使得DHCA的优点又得以再现。
观察乳猪DHCA对肺功能的影响，对于深入研究深低温肺保护作用的机制，及DHCA的应用具有十分重要的意义。以往DHCA只重于研究脑损伤的机制及防护措施，未能认识到DHCA肺保护的作用。尽管近年来CPB技术有了长足的发展，如适合小儿的小的新式膜式氧合器的应用，肝素涂层管道的应用，已经使CPB所致的炎性损伤受到了一定的限制，但术后发生肺功能障碍的患儿并非少见。本实验通过建立DHCA肺保护的模型，观察乳猪DHCA肺功能变化，发现DHCA技术具有明显的肺保护作用。随着近年来选择性脑灌注的应用，DHCA神经系统并发症已经大大减少，在未来小儿复杂先心的矫治中，DHCA技术因其较好的肺保护作用，应该得到更广泛的使用。
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