体外循环温度对炎性介质的影响

作者：朱德明,王伟,李怀远

作者单位：上海交通大学医学院附属新华医院，1.上海儿童医学中心小儿心胸外科；2.实验诊断中心，上海 200127

  【摘要】  目的 本研究探讨小儿心脏畸形矫治手术中常温和浅低温心肺转流（Cardiopulmonary bypass，CPB）对部分炎性介质的影响。方法 选取30例室间隔缺损病例，随机分为两组，每组15人，分别为常温CPB（35℃）组和浅低温CPB（32℃）组。在CPB开始前，CPB结束时和术后20 h抽取动脉血液标本测量肿瘤坏死因子（TNF-α）和白介素－1（IL-1）。结果 TNF-α在整个实验过程中无明显变化，组间没有显著差异，IL-1在CPB结束前后无明显变化，术后20 h有显著上升，其中常温组较浅低温组略高，但是组间差异仍不明显（P＞0.05）。结论 常温CPB在简单病例手术时对机体炎性反应的影响并不显著。

【关键词】  炎性介质；心肺转流；温度

　　The Effects of Temperature on Inflammatory Mediators During Cardiopulmonary Bypass

　　ZHU De-ming, WANG Wei, LI Huai-yuan, HUANG Hui-min, SHEN Li-song

　　1.Department of Pediatric Thoracic and Cardiovascular Surgery；2.Laboratory Diagnotic Center,  Shanghai Children's Medical Center, Xinhua Hospital, Shanghai Jiao Tong University,School of Medicine，Shanghai  200127, China

　　Abstract: OBJECTIVE   The objective of this study is to detect the effects of normothermic and mild hypothermic cardiopulmonary bypass (CPB) on inflammatory mediators.METHODS  Thirty cases, underwent ventricular septum defects repair, were randomly divided into two groups, normothermia（35℃） group and mild hypothermia（32℃） group. TNF-α and IL-1 were measured pre-CPB, at the cessation of CPB, and postoperative 20 hours.RESULTS  During the experiment, the change of TNF-α was not significant and no significant difference was observed between two groups. Also, IL-1 had no significant change pre- and post- CPB, whereas it increased significantly postoperative 20 hours. In addition, at postoperative 20 hours, IL-1 was higher in normothermia gourp, but no significant difference between two groups (P＞0.05).CONCLUSION   In pediatric simple open-heart surgery, normothermic and mild hypothermic CPB had the similar effect on inflammatory reaction.

　　Key words：Inflammatory mediators；Cardiopulmonary bypass；Temperature

　　心脏手术中往往使用低温以降低机体代谢率从而减少心肺转流（Cardiopulmonary bypass，CPB）中所造成的氧债，但是低温本身也是一种非生理状态，会导致细胞水肿，凝血功能障碍等一些不良反应［1］。随着当代CPB设备安全性和手术技术的不断提高，常温CPB已经成为可能［2-3］，CPB中使机体基本保持正常体温，以期减少CPB所引起的非生理影响，这一技术已在一些心脏中心成为常规。但是目前对常温CPB中机体产生的炎性反应强度仍存在争议［4-7］，而且CPB中炎性反应也是人们所关心的问题［8-9］。本研究通过比较常温和浅低温CPB过程中部分炎性介质的变化，探讨常温CPB在临床上实际使用的效果。

　　1  对象与方法

　　1.1  患者及分组

　　2005年3月至4月，选取2岁以下室间隔缺损病例30例，随机分为两组，每组15人，分别在常温（35℃）和浅低温（32℃）CPB下实施室间隔缺损修补手术，即常温组和浅低温组，两组病例组间没有显著差异，见表1。表1   病例资料（略）注：组间无显著差异

　1.2  CPB方法

　　全部患者采用静吸复合麻醉。使用Sarns 8000或9000型人工心肺机，6 kg以下使用Dideco 901膜式氧合器，其余患儿使用 Medtronic Minimax Plus膜式氧合器。手术中均采用Terumo HC-05血液超滤器。预充用复方林格氏液，加入适量库存少浆红细胞，保持CPB过程中血细胞比积（Hct）0.25左右。另外加入冰冻血浆、20%白蛋白、甘露醇以及抑肽酶等。术中使用Medtronic公司Biotrend或Terumo公司CDI 100连续氧饱和度监测仪测量动静脉氧饱和度和 Hct。CPB 过程中流量2.5～3.2 L/（m2·min）（常温），浅低温时相应降低流量，保持静脉氧饱和度在67%以上。超滤器并联在体外循环回路中，进口端接动脉路，出口端接静脉路，CPB前用晶体液预充排气后旷置。在CPB临近结束时开始常规超滤，停CPB后行改良超滤。

　　1.3  测量指标和统计学方法

　　分别于CPB开始前、CPB结束时和术后20 h抽取动脉血液标本测量肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor, TNF-α）和白介素－1（Interleukin-1, IL-1）浓度。结果以均数±标准差表示，采用student t检验进行组间比较，P<0.05为显著性差异的标准。

　　2  结  果

    所有患者都顺利完成手术，术后无一例死亡，TNF-α和IL-1测量结果见表2。在CPB前后及术后20 h，两组TNF-a浓度变化不大，且有逐渐下降趋势。IL-1浓度CPB前后也处于同一水平，但是术后20 h可见IL-1在两组中都有显著上升（P<0.01），上升幅度达到CPB结束时的20倍左右，且术后常温组IL-1浓度略高于浅低温组，但统计学差异不明显（P＞0.05）。表2  炎性介质浓度（略）注：同前一时间相比 *P<0.01

　　3  讨  论    　　在低温状态下进行灌注一直是CPB中的常用手段，可以降低机体代谢，保障手术安全。但是低温对机体的干扰不容忽视，特别是细胞膜上离子主动转运和被动扩散的速率在低温时虽然都有下降，但是下降程度不同，造成低温状态下钠离子进入细胞，导致细胞水肿，影响患者术后康复，而且低温还会影响凝血系统功能，增加术后出血量［1］。近年来，随着医疗器械的不断改进，CPB中所使用的氧合器等设备的可靠性和安全性不断提高，使常温CPB成为可能。

    在CPB中使用常温灌注可以维持机体正常体温，对机体各代谢过程干扰少，但是有研究认为其同低温CPB相比引起的炎性反应更为强烈［6-7］，也有研究认为温度对炎性反应影响不显著［4-5］。本研究结果显示TNF-α和IL-1在常温和浅低温手术时变化雷同，只是术后20 h常温CPB组IL-1浓度略高。这显示可能在常温CPB手术以后炎性介质分泌略高，但对于简单病例，影响不是很大。    　　本研究结果还显示CPB前后，两组病例TNF-α和IL-1浓度变化无明显差异，而且CPB后TNF-α浓度反而较术前有所下降，和大多数临床研究结果不尽相同，这可能与以下几个因素有关：（1）小婴儿术前禁食以及麻醉过程已经使患儿处于应激状态，因此在CPB前TNF-α和IL-1浓度已经略高于正常；（2），小婴儿预充液量大，使体内血液严重稀释，同时也稀释了体内的炎性介质；（3）研究中所选择的手术病例都比较简单，手术时间短，所以CPB结束时未见炎性介质明显上升。此外，由于TNF-α术后高峰一般出现在术后6 h～8 h，在术后20 h已有所恢复，且手术简单，应激反应小，所以术后20 h反而有所下降。而IL-1高峰出现较晚，所以术后20 h仍升高达数十倍。    　　本研究虽然显示常温CPB对机体炎性反应影响不大，但是常温CPB由于机体代谢率高，因此必须保证流量满足机体氧耗，根据上海儿童医学中心的经验，对于一般病例可以选用常温CPB，但是对于复杂病例，特别是紫绀型先天性心脏病矫治手术时，因为CPB时间长，而且侧枝循环丰富，对流量要求更高，所以如要进行常温CPB应更加谨慎。

　　4  结  论

    在多数小儿先天性心脏病矫治手术中可以采用常温进行CPB，和浅低温CPB相比，其对机体炎性反应影响并不明显。

【参考文献】  　　［1］Rebeyka I. Hypothermia［M］. In: Jonas RA, Elliott M, et al. Cardiopulmonary bypass in neonates infants and young children［A］. Britain: Bath Press, 1994,54-56.

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