Способ мультиорганного прекондиционирования при кардиохирургических вмешательствах с искусственным кровообращением
Владельцы патента RU 2728096:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" (Томский НИМЦ) (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии и анестезиологии. Доставку NO начинают сразу после интубации пациента через контур аппарата искусственной вентиляции легких (ИВЛ) с последующей подачей NO в магистраль доставки газовоздушной смеси аппарата искусственного кровообращения (АИК) на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения. При этом т доставку NO осуществляют на протяжении послеоперационного периода через контур аппарата ИВЛ до экстубации пациентов, но не более 24 часов. Способ позволяет сократить число органных компликаций и послеоперационных осложнений у пациентов, оперированных в условиях искусственного кровообращения, обеспечить терапевтические концентрации NO и его метаболитов в органах и тканях перед инициацией ишемически-реперфузионного повреждения, что позволяет максимально реализовать NO-прекондиционирование и нивелировать мультиорганное повреждение у кардиохирургических пациентов. 1 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно - сосудистой хирургии, к технологиям проведения анестезиологического обеспечения и искусственного кровообращения при кардиохирургических вмешательствах.
Кардиохирургическое вмешательство в условиях искусственного кровообращения (ИК) сопряжено с развитием ишемически-реперфузионного повреждения органов и тканей, что ведет к клеточному повреждению на ультраструктурном уровне и развитию полиорганной недостаточности в послеоперационном периоде [1,2,3]. Манифест полиорганной недостаточности резко увеличивает продолжительность и стоимость лечения, а также летальность в кардиохирургической группе пациентов [4,5]. Частота осложнений побуждает клиницистов на разработку эффективных способов защиты пациентов. При этом, наиболее эффективным мероприятием для нивелирования ишемически-реперфузионного повреждения органов и тканей является клиническая реализация феномена прекондиционирования, впервые описанном Murray и соавт.в 1986 [6].
Проведенные на настоящий момент исследования указывают на то, что реализация органопротективных эффектов феномена прекондиционирования (индуцированного ишемией, метаболическими стимулами или колебанием физиологических констант) проходит с вовлечением оксида азота- NO. При этом отмечается феномен мультиорганной NO-защиты, аналогичный цитопротекции при классическом прекондиционировании [7]. Активно обсуждается вовлеченность NO-пути в реализацию анестетического прекондиционирования миокарда, как частного варианта фармакологического прекондиционирования [8]. Доставка экзогенного NO при моделировании ишемии-реперфузии в эксперименте снижает сердечное [9], кишечное [10], легочное [11] и печеночное повреждение [12], а также увеличивает выживаемость после остановки кровообращения [13].
NO-опосредованная органопротекция имеет терапевтические точки приложения и может быть транслирована в повседневную клиническую практику.
Известен способ мультиорганного прекондиционирования при кардиохирургических вмешательствах, заключающийся в подаче NO в контур экстракорпоральной циркуляции на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения, а также последующей доставкой NO на протяжении послеоперационного периода через контур аппарата искусственной вентиляции легких до экстубации пациентов, но не более 24 часов [14].
Данный способ является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.
Недостатком данного способа является невозможность обеспечить терапевтические концентрации NO и его метаболитов в органах и тканях перед инициацией ишемически-реперфузионного повреждения. При этом исключается возможность развернутого воздействия NO как прекондиционирующего агента поскольку старт терапии вместе с началом ИК позволяет создать таргетную концентрацию прекондиционирующего агента в плазме крови, однако, его концентрация в органах-мишенях, страдающих при ишемически-реперфузионном повреждении, не достигает уровня, активирующего каскад органопротекции [15]. Учитывая различную орган-специфичную скорость распределения NO в фазе кровь/ткань для достижения стационарных уровней может потребоваться от 20 до 60 минут ингаляционного применения N0. Более того, период полураспада N0 как эффектора прекондиционирования различается в различных органах и крови [15].
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего обеспечить терапевтические концентрации N0 и его метаболитов в органах и тканях перед инициацией ишемически-реперфузионного повреждения, что позволяет максимально реализовать NO-прекондиционирование и нивелировать мультиорганное повреждение у кардиохирургических пациентов.
Поставленная задача решается путем начала доставки NO сразу после интубации пациента через контур аппарата искусственной вентиляции легких (ИВЛ) с последующей подачей NO в магистраль доставки газо-воздушной смеси аппарата искусственного кровообращения (АИК) на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения, а также доставкой NO на протяжении послеоперационного периода через контур аппарата ИВЛ до экстубации пациентов, но не более 24 часов.
Новым в предлагаемом изобретении является начало доставки NO сразу после интубации пациентов через контур аппарата ИВЛ с последующей подачей NO в магистраль доставки газо-воздушной смеси АИК на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения, а также доставкой NO на протяжении послеоперационного периода через контур аппарата ИВЛ до экстубации пациентов, но не более 24 часов.
Техническим результатом данного изобретения является сокращение числа органных компликаций и послеоперационных осложнений у пациентов, оперированных в условиях искусственного кровообращения и улучшение результатов кардиохирургических вмешательств.
Начало доставки NO сразу после интубации пациента позволяет увеличить экспозицию терапии за счет времени, необходимого для подготовительного этапа хирургического вмешательства (обеспечение хирургического доступа; забор графтов, необходимых для шунтирования коронарных артерий; обеспечение схемы канюляции для проведения ИК) и в среднем составляющего от 40 до 60 минут в зависимости от опыта и квалификации оперирующего хирурга. Таким образом удается достичь таргетных концентраций NO и его метаболитов в органах и тканях еще до начала ИК и формирования циклов ишемии-реперфузии. В этой связи начало доставки NO сразу после интубации является патогенетически обоснованной.
Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и неочевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе. Предлагаемый в качестве изобретения способ может быть использован в практическом здравоохранении для повышения качества и эффективности лечения.
Исходя из вышеизложенного, следует считать данное техническое решение соответствующим условиям патентоспособности: «новизна», «изобретательский уровень», «промышленная применимость».
Способ осуществляют следующим образом: сразу после интубации пациента начинают доставку NO через контур аппарата искусственной вентиляции легких с последующей подачей NO в магистраль доставки газо-воздушной смеси аппарата искусственного кровообращения на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения. Сразу после отлучения пациента от искусственного кровообращения осуществляют доставку NO через контур аппарата искусственной вентиляции легких на протяжении послеоперационного периода до экстубации пациентов, но не более 24 часов.
Клинический пример.
Пациент Л.,68 лет; вес 102 кг; рост 168
Основной диагноз: Ишемическая болезнь сердца, стенокардия напряжения 3 ФК, стеноз передней нисходящей артерии средней трети 75%, стеноз правой коронарной артерии проксимальной трети 75%, стеноз огибающей коронарной артерии проксимальной трети 75%, ПИКС (2014), недостаточность митрального клапана 3 ст, недостаточность трикуспидального клапана 2 ст.
Сопутствующие заболевания: ХОБЛ 2 ст., неполная ремиссия. Ожирение 2 ст.
Пациенту выполнено маммарно-коронарное шунтирование ПНА, аортокоронарное шунтирование ПКА, OA протезирование митрального клапана и пластика трикуспидального клапана в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. Продолжительность ИК составила 148 мин, время тотальной ишемии миокарда 120 мин. Сразу после интубации пациенту начата доставка N0 в дозе 80 ррш через контур аппарата ИВЛ. Подключение АИК по схеме «аорта - правое предсердие». Искусственное кровообращения осуществлялось в непульсирующем режиме. Перфузионный индекс 2,8 л/мин/м2. После достижения расчетной объемной скорости перфузии и перфузионного баланса уже в период первого параллельного кровообращения начата подача NO в контур экстракорпоральной циркуляции в дозе 80ррm. Дозирование NO осуществлялось с помощью анализатора PrinterNOX (CareFusion). Уровень метгемоглобина в периферической крови контролировался методом отражающей фотометрии с помощью газоанализатора Stat Profile ССХ (Nova Biomedical, USA). Данный протокол подачи NO сохранялся на протяжении всего периода проведения ИК. Адекватность проведения механической перфузии оценивался по комплексу параметров. Состояние микроциркуляции оценивалось по данным тканевой оксиметрии тенора правой кисти -оксиметр INOVUS (Somanetics). В период проведения ИК с подачей NO в контур АИК средний показатель насыщения капиллярной крови кислородом составил 66%. Сатурация смешанной венозной крови на протяжении механической перфузии оставалась в пределах 72-75%, отражая удовлетворительный общий кислородный бюджет организма. После снятия зажима с аорты отмечалось спонтанное восстановление сердечной деятельности с исходом в синусовый ритм. Отлучение от ИК произошло на фоне стартовых доз инотропной поддержки (допмин 5 мкг/кг/мин), без признаков перегрузки левых или правых отделов сердца (ЦВД-6 мм рт.ст., ДЗЛА-4 мм рт.ст.) и без потребности в высокой ингалируемой фракции кислорода (FiO2-0,3). Сразу после отлучения от ИК начата доставка NO в дозе 80 ррm через контур аппарата ИВЛ. Данный протокол подачи NO через контур аппарата ИВЛ сохраняли в течение всей операции и на протяжении 8 часов после вмешательства до момента экстубации пациента. Ранний послеоперационный период протекал без особенностей. Пациент не требовал массивных доз инотропной и вазопрессорной поддержки. P/F индекс при поступлении в отделение реанимации составил 400. Время ИВЛ составило 8 ч. Средний гемоглобин составил 102 г/л, гемотрансфузий пациент не требовал. Осложнений в раннем послеоперационном периоде не наблюдалось. Время пребывания в ОАР составило 2 суток.
Предлагаемый авторами способ апробирован у 32 пациентов и позволяет нивелировать органное повреждение у кардиохирургических пациентов с улучшением результатов вмешательств.
Список использованной литературы:
1. Eisenberg P., Pesa N. Perioperative complications of cardiac surgery and postoperative care //Cardiac Emergencies in the ICU, An Issue of Critical Care Clinics, E-Book. - 2014. - T. 30. - №. 3. - C. 527-555.
2. Kuttila K., Niinikoski J., and Haglund U.: Visceral and peripheral tissue perfusion after cardiac surgery. Scand J Thorac Cardiovasc Surg 1991; 25: pp.5762 Cross Ref
3. Hanssen S.J., Derikx J.P., Vermeulen Windsant I.C., Heijmans J.H., Koeppel T.A., Schurink G.W., et al: Visceral injury and systemic inflammation in patients undergoing extracorporeal circulation during aortic surgery. Ann Surg 2008; 248: pp. 117125 Cross Ref
4. Локшин Л.С., Лурье Г.О., Дементьева И.И. Искусственное и вспомогательное кровообращение в сердечно-сосудистой хирургии. - М., 1998
5. Меньшугин И.Н. «Искусственное кровообращение у детей в условиях ганглионарной блокады и пульсирующего потока». Руководство для врачей. - СПб: «Специальная Литература» 1998. - 26.
6. Murry СЕ, Jennings RB, Reimer KА. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation 1986; 74(5): 1124-36.
7. Bolli R. The late phase of preconditioning //Circulation research. - 2000. - T. 87. - №. 11. - C. 972-983.
8. Kunst G, Klein AA. Peri-operative anaesthetic myocardial preconditioning and protection - cellular mechanisms and clinical relevance in cardiac anaesthesia. Anaesthesia. 2015; 70(4): 467-82.
9. Nagasaka Y, Buys ES, Spagnolli E, Steinbicker AU, Hayton SR, Rauwerdink KM, et al. Soluble guanylate cyclase-alphal is required for the cardioprotective effects of inhaled nitric oxide. American journal of physiology 2011;300: H1477-83
10. Fox-Robichaud A, Payne D, Hasan SU, Ostrovsky L, Fairhead T, Reinhardt P, et al. Inhaled NO as a viable antiadhesive therapy for ischemia/reperfusion injury of distal microvascular beds. The Journal of clinical investigation 1998;101:2497-505.
11. Barbotin-Larrieu F, Mazmanian M, Baudet B, Detruit H, Chapelier A, Libert JM, et al. Prevention of ischemia-reperfusion lung injury by inhaled nitric oxide in neonatal piglets. J Appl Physiol 1996;80:782-8.
12. Siriussawakul A, Zaky A, Lang JD. Role of nitric oxide in hepatic ischemia-reperfusion injury. World J Gastroenterol 2010;16:6079-86.
13. Minamishima S, Kida K, Tokuda K, Wang H, Sips PY, Kosugi S, et al. Inhaled Nitric Oxide Improves Outcomes After Successful Cardiopulmonary Resuscitation in Mice. Circulation 2011; 124(15): 1645-53.
14. Lei C. et al. Nitric Oxide Decreases Acute Kidney Injury and Stage 3 Chronic Kidney Disease after Cardiac Surgery //American journal of respiratory and critical care medicine. - 2018. - №.ja.
15. Nagasaka Y. et al. Pharmacological preconditioning with inhaled nitric oxide (NO): Organ-specific differences in the lifetime of blood and tissue NO metabolites //Nitric Oxide. - 2018. - T. 80. - C. 52-60.
Способ мультиорганного прекондиционирования при кардиохирургических вмешательствах с искусственным кровообращением, заключающийся в подаче NO в контур экстракорпоральной циркуляции на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения, а также последующей доставке NO на протяжении послеоперационного периода через контур аппарата искусственной вентиляции легких до экстубации пациентов, но не более 24 часов, отличающийся тем, что доставку NO начинают сразу после интубации пациента через контур аппарата искусственной вентиляции легких.
