Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ КАРДИОПЛЕГИИ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии и кардиоанестезиологии, и может быть использовано при выполнении операций на сердце в условиях искусственного кровообращения с использованием средства для кардиоплегии.

Известен способ кардиоплегии, применяемый во время операции на сердце в условиях искусственного кровообращения на фоне химической кардиоплегии (введение в венечные артерии сердца фармакологических средств: препаратов калия, ацетилхолина и др.). Такой способ остановки сердца обеспечивает достаточный уровень защиты миокарда от ишемического повреждения на длительный срок. Первая химическая кардиоплегия была проведена путем введения 10% (1300 ммоль/л) раствора цитрата калия, однократно болюсно в корень аорты во время ее пережатия и искусственного кровообращения. При этом кардиоплегический раствор (КПР) попадал естественным путем, то есть антеградно, через коронарные артерии в миокард [Melrose DG, Dreyer В, Bentall НН, et al: Elective cardiac arrest. Lance 1955; 2:21.]. Это простой и эффективный способ кардиоплегии, но способ имеет недостатки, связанные с повреждающим действием высоких (более 26 ммоль/л) концентраций калия на миокард и развитием очаговых некрозов, а также развитием синдрома малого выброса в раннем послеоперационном периоде у 25-30% пациентов [Colapinto ND, Silver MD: Prosthetic heart valve replacement: Causes of early postoperative death. J Thorac Cardiovasc Surg 1971; 61:938].

Для проведения фармакохолодовой кристаллоидной кардиоплегии из внеклеточных растворов наиболее часто используются растворы госпиталя Св. Томаса, раствор Института сердечно-сосудистой хирургии АМН (ИССХ АМН), раствор «Консол» и другие [Островский Ю.П. Хирургия сердца. М.: Мед. лит., 2007. - 576 с.]. Традиционно применяемые в кардиохирургии КПР не полностью предотвращают метаболические и структурные изменения, развивающиеся в миокарде при ишемии и последующей реперфузии. Следствием этого является сниженное восстановление насосной функции сердца при возобновлении кровообращения, которое осложняется возникновением реперфузионных аритмий и развитием сердечной недостаточности.

Известен способ ишемической кардиоплегии, при которой прекращают коронарный кровоток [Antunes M.J., Bernardo J.E., Oliveira J.M. et al. Coronary artery bypass surgery with intermittent aortic cross-clamping // Eur. J. Cardiothorac. Surg. - 1992. - Vol. 6, №4. - P. 189-193; discussion - P. 193-194].

Известен способ холодовой кардиоплегии, которая осуществляется в дополнение к ишемической кардиоплегии, характеризующийся тем, что сердце орошают охлажденным физиологическим раствором для уменьшения повреждающего эффекта гипоксии [Shumway N., Lower L., Stofer R. Selective hypothermia of the heart in anoxic cardiac arrest // Surg. Gynec. Obstet. - 1959. - Vol. 1096, №10. - P.750-754]. Способы ишемической кардиоплегии и холодовой кардиоплегии не обеспечивают достаточной защиты миокарда при длительных операциях [Малашенков А.И. Сравнительная оценка методов защиты миокарда при операциях с искусственным кровообращением: Автореф. дис. докт.- М., 1982].

Известен способ кардиоплегии при операциях с искусственным кровообращением, включающий перфузию сердца охлажденным раствором электролитов с последующей подачей перфузата в систему искусственного кровообращения, причем с целью уменьшения послеоперационных осложнений за счет снижения кровопотери, сопровождающей кардиоплегию, и предупреждения черезмерной гемодилюции при длительности перфузии более 60 мин, кардиоплегический раствор готовят на плазме оперируемого больного, оксигенируют раствор и перфузию осуществляют с объемной скоростью 300 мл/мин [Авторское свидетельство SU 1732994, 1992 г.].

Известен способ осуществления кардиоплегии, заключающийся в том, что в качестве плегической среды использовалась кровь больного, которая смешивалась с раствором калия в определенной пропорции и подавалась при помощи роликового насоса антеградно - естественным путем или ретроградно, то есть через коронарный синус при помощи специальной канюли [Худоногова С.В., Рубинчик В.Е., Наймушин А.В. и др. Результаты использования кровяной кардиоплегии у больных ишемической болезнью сердца со сниженной сократительной способностью миокарда. // Материалы 3 Всероссийского съезда по экстракорпоральным технологиям. - Суздаль. - 2001. - С. 19]. Первый сеанс (индукция) кардиоплегии длительностью 2-2,5 мин проводился после пережатия аорты и декомпрессии сердца (удаление крови из его полостей) из расчета 10 мл/кг веса пациента. Введение 10% раствора калия в кровь для кардиоплегии осуществлялось шприцевым инфузоматом с постоянной для данного сеанса скоростью в магистраль после роликового насоса. Затем через каждые 15 мин сеансы плегии повторялись. Объем повторных кардиоплегий составлял 750 мл, длительность 2.5 мин. Скорость шприцевого инфузомата с раствором калия снижалась перфузиологом от сеанса к сеансу от 300 до 100 мл/ч [Barner Н.В., Jelliner М. Blood cardioplegia: an introduction // A textbook of clinical cardioplegia - N.Y., 1982. - Р. 227-235].

Известен способ кардиоплегии кристаллоидным кардиоплегическим раствором, содержащим натрия хлорид, калия хлорид, кальция хлорид, магния сульфат, глюкозу, дигидроортофосфат-анион, бикарбонат-анион, сульфат-анион и воду при следующем соотношении ингредиентов, ммоль/л: натрий 143; калий 25; магний 16; кальций 0,3; бикарбонат-анион 25; дигидроортофосфат-анион 1,2; глюкоза 11; хлор-анион 142,1; сульфат-анион 16; дистиллированная вода 1 л. Указанный раствор предназначен для защиты сердца от глобальной ишемии во время кардиохирургических операций и обладает улучшенными кардиопротекторными свойствами [Патент RU 2423135, 2011 г.].

Известен способ осуществления кардиоплегии, который осуществляется следующим образом. Экстракорпоральное кровообращение проводится с помощью аппарата искусственного кровообращения (АИК) Shtokert S3 с использованием одноразовых мембранных оксигенаторов Quadrox (Medtronics). Подключение пациента к АИКу производится по стандартной схеме: кровь пациента через венозную канюлю или канюли дренируется в кардиотомный резервуар. Из кардиотомного резервуара роликовым насосом венозная кровь нагнетается в оксигенатор, где происходит обмен газами, кровь становится артериальной и через аортальную канюлю поступает в аорту. Корень аорты канюлируется канюлей с отводом (Jostra Root Cannula 9Fr), коронарный синус канюлируется ретроградной канюлей (Jostra Cardioplegia Cannula retrograde 14 Fr). Через них проводится антеградная и ретроградная плегии соответственно. На выходе из оксигенатора имеется порт, по которому через роликовый насос с определенной скоростью забирается артериальная кровь для проведения кардиоплегии. После кардиоплегического насоса в магистраль включены линии для мониторирования давления и подачи раствора калия. Концентрацию калия в артериальной крови пациента определяли на ионоанализаторе (Radiometer ABL800 FLEX). Для анализа отбирались пробы артериальной крови и на этапах отработки способа - парные пробы трансмиокардиальной крови для контроля уровня калия, подаваемого в коронарное русло. Исходя из плазменной концентрации калия, шприцевым инфузоматом Perfusor compact S (B.Braun Melsungen) (10) в кардиоплегическую магистраль со скоростью, рассчитанной по формуле: СКИК(((Кплегии-Кпациент)/10)·(СККП/100))/(0.134·К%))·60, где СКИ - скорость инфузомата с раствором калия в мл/ч; Кплегии - необходимая концентрация калия в растворе плегии, ммоль/л; Кпациент - плазменная концентрация калия пациента, ммоль/л; СККП - скорость кардиоплегии в мл/мин; К% - концентрация используемого калия в %; 0.134 - коэффициент перевода мг в моль, подается раствор, состоящий из 45 мл 10% хлорида калия и 5 мл 25% сульфата магния. Смешанная с этим раствором кровь попадает через кардиоплегические канюли в коронарное русло сердца. Подача плегии осуществляется интермиттирующим способом, то есть по 2-3 минуты через каждые 15 минут [патент RU 2434589, 2011 г.].

Известные способы кардиоплегии имеют недостаток в том, что количество послеоперационных осложнений остается достаточно высоким, так как невозможно управлять концентрацией калия в растворе плегии. Недостаточная концентрация калия в подаваемом растворе не вызовет остановки сердца, что повлечет за собой снижение качества защиты и некомфортные условия работы хирургов. Избыточная концентрация калия вызывает спазм коронарных сосудов, неравномерность реперфузии, прямое токсическое повреждение за счет перегрузки кардиомиоцитов кальцием. Повышенное (избыточное) содержание калия в кардиоплегии вызывает подъем плазменного калия выше физиологических величин, что вызывает отсроченное восстановление сердечной деятельности, нарушение ритма и проводимости, снижение контрактильности в раннем восстановительном периоде. В ряде случаев развивалась ятрогенная гиперкалиемия, что снижало качество защиты миокарда, и выражалось в необходимости назначения инотропной поддержки у 58% пациентов на 6 и более часов, увеличивало время нахождения на искусственной вентиляции легких (ИВЛ), удлинялось время пребывания пациентов в палате реанимации, составлявшее в среднем 37 часов.

Известен способ восстановления сократительной функции сердца после кардиоплегии с антагонистами кальция в эксперименте, заключающийся в том, что для стимулирования сократительной функции сердца, не приводящего к повреждению миокарда, увеличивают концентрацию ионов натрия во время реперфузии до 185-240 мМ [Патент RU 2133612, 1999 г.].

Наиболее близким аналогом первого варианта изобретения является способ защиты миокарда при операциях на сердце, заключающийся в том, что в коронарные сосуды вводят охлажденный кардиоплегический раствор на основе аутокрови при соотношении аутокрови и кристаллоидного компонента 4:1, охлаждают раствор до 10-12°C, причем раствор водят поэтапно: 1 этап 200 мл, 2 этап 100 мл, 3 и далее этапы по 75 мл, каждый последующий этап начинают после наложения дистального коронарного анастомоза, и/или при подъеме температуры миокарда выше 15°C, и/или возобновлении электромеханической активности миокарда, и перед снятием зажима с аорты проводят тепловую кровяную реперфузию миокарда с препаратами фосфокреатина, кардиоплегию проводят в условиях нормотермической перфузии [Патент RU 2335290, 2008 г.]. Недостатками прототипа являются: необходимость охлаждения раствора, многократность введения.

Задачей изобретения является разработка способа кардиоплегии, повышающего эффективность и уменьшающего риск кардиохирургических вмешательств.

Технический результат - упрощение и сокращение продолжительности способа за счет исключения охлаждения перед введением кардиоплегического раствора и дополнительного введения КПР, остановка сердца за 4 секунды (кардиоплегия в момент введения - «на кончике иглы»), ускоренное восстановление сердечного ритма после снятия зажима с аорты, в том числе, когда путь восстановления сердечной деятельности может происходить через фибрилляцию желудочков сердца, сокращение продолжительности искусственного кровообращения, а также количества нарушений ритма после восстановления сердечной деятельности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе кардиоплегии, включающем введение в корень восходящей аорты смеси аутокрови и кардиоплегического раствора после пережатия восходящей аорты, согласно первому варианту изобретения однократно вводят смесь 50 мл КПР и 50 мл аортальной крови, набранной из корня аорты перед наложением зажима, при этом КПР содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

Предлагаемый способ проведения кардиоплегии (вариант 1) осуществляется следующим образом: во время операции по поводу коронарного шунтирования после пережатия восходящей аорты 50 мл кардиоплегического раствора, содержащего, мас. %: раствор водный магния сульфата 25% - 32, раствор водный калия хлорида 4% - 40, раствор водный натрия хлорида 0,9% - 28, и 50 мл аортальной крови, набранной напрямую из корня аорты перед наложением зажима, всего 100 мл смеси вводят однократно непосредственно в корень восходящей аорты. Сохранение энергетических ресурсов миокарда достигается за счет быстрой за 4 секунды остановки сердца, выраженного стабильного действия в течение до 40 минут.

Используемый кардиоплегический раствор получают следующим образом. Непосредственно в операционной необходимое количество растворов для инъекций магния сульфата, калия хлорида, натрия хлорида смешивают в стерильном флаконе 50 мл. Готовый кардиоплегический раствор представляет собой бесцветную, прозрачную стерильную жидкость, рН=6,0 в виде инъекционного раствора, предназначенного для использования при операциях на открытом сердце, а именно для его остановки и локальной перфузии при пережатии проксимального отдела аорты при введении в корень аорты в малом объеме до 50 мл. Затем КПР смешивают с 50 мл аутокрови для лучшего распределения в коронарном русле, снижения повреждающего действия компонентов на кардиомиоцит.

Наиболее близким аналогом второго варианта изобретения является способ защиты миокарда при операциях на сердце, заключающийся в том, что в коронарные сосуды вводят охлажденный кардиоплегический раствор на основе аутокрови при соотношении аутокрови и кристаллоидного компонента 4:1, охлаждают раствор до 10-12°С, причем раствор водят поэтапно: 1 этап 200 мл, 2 этап 100 мл, 3 и далее этапы по 75 мл, каждый последующий этап начинают после наложения дистального коронарного анастомоза, и/или при подъеме температуры миокарда выше 15°C, и/или возобновлении электромеханической активности миокарда, и перед снятием зажима с аорты проводят тепловую кровяную реперфузию миокарда с препаратами фосфокреатина, кардиоплегию проводят в условиях нормотермической перфузии [Патент RU 2335290, 2008 г.]. Недостатками прототипа являются: необходимость охлаждения раствора, многократность введения.

Задачей изобретения является разработка способа кардиоплегии, повышающего эффективность и уменьшающего риск кардиохирургических вмешательств.

Технический результат - упрощение и сокращение продолжительности способа за счет исключения охлаждения перед введением кардиоплегического раствора и дополнительного введения КПР, остановка сердца за 4 секунды (кардиоплегия в момент введения - «на кончике иглы»), ускоренное восстановление сердечного ритма после снятия зажима с аорты, в том числе, когда путь восстановления сердечной деятельности может происходить через фибрилляцию желудочков сердца, сокращение продолжительности искусственного кровообращения, а также количества нарушений ритма после восстановления сердечной деятельности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе кардиоплегии, включающем введение в корень восходящей аорты смеси аутокрови и кардиоплегического раствора после пережатия восходящей аорты, согласно второму варианту изобретения однократно вводят смесь 50 мл КПР и 50 мл аортальной крови, набранной из корня аорты перед наложением зажима, при этом КПР содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

Предлагаемый способ проведения кардиоплегии (вариант 2) осуществляется следующим образом: во время операции по поводу коронарного шунтирования после пережатия восходящей аорты 50 мл кардиоплегического раствора, содержащего, мас. %: магния сульфат 8,0; калияхлорид - 1,6; натрия хлорид - 0,252; воду для инъекций - до 100, и 50 мл аортальной крови, набранной напрямую из корня аорты перед наложением зажима, всего 100 мл смеси вводят однократно непосредственно в корень восходящей аорты. Сохранение энергетических ресурсов миокарда достигается за счет быстрой за 4 секунды остановки сердца, выраженного стабильного действия в течение до 40 минут.

Используемый кардиоплегический раствор получают следующим образом. Рассчитанное количество чистых для инъекций магния сульфата, калия хлорида, натрия хлорида растворяют при температуре 30-35°C в стерильной воде для инъекций, предварительно прокипяченной для удаления углекислоты. рН раствора 6,0. Полученный раствор фильтруют через мембранные пластины типа "Миллипор" с диаметром пор 0,22 мкм, разливают в стерильные флаконы по 50 мл под обкатку и стерилизуют паровым методом при 100°C 30 минут. Готовый кардиоплегический раствор представляет собой бесцветную, прозрачную стерильную жидкость, рН=6,0 в виде инъекционного раствора, предназначенного для использования при операциях на открытом сердце, а именно для его остановки и локальной перфузии при пережатии проксимального отдела аорты при введении в корень аорты в малом объеме до 50 мл. Затем КПР смешивают с 50 мл аутокрови.

Предлагаемый способ (варианты 1 и 2) не требует охлаждения перед введением кардиоплегического раствора и дополнительного введения КПР, обеспечивает кардиоплегию в момент введения («на кончике иглы»), восстановление сердечного ритма после снятия зажима с аорты, в том числе, когда путь восстановления сердечной деятельности может происходить через фибрилляцию желудочков сердца и, как следствие, меньшую продолжительность искусственного кровообращения, сокращение количества нарушений ритма после восстановления сердечной деятельности.

Пример 1. Больной N., 66 лет. Поступил в Республиканский кардиологический диспансер с жалобами на давящие боли за грудиной при незначительной физической нагрузке, сопровождающиеся слабостью и одышкой, купирующиеся приемом нитратов и прекращением физической нагрузки.

В процессе операции - изолированное коронарное шунтирование, не усугубленное периферической формой поражения, под наркозом больному произвели стернотомию с канюляцией аорты и правого предсердия с нижней полой веной, после пережатия восходящей аорты кардиоплегическое средство 50 мл и 50 мл аортальной крови, набранной напрямую из корня аорты перед наложением зажима, 100 мл смеси ввели непосредственно в корень восходящей аорты. Асистолия в течение 3 с непосредственно на введение препарата, остановка сердца без фибрилляции. Коронарное шунтирование в полном объеме - два венозных графта в бассейн огибающей артерии на ветвь тупого края 1 и 2. Один венозный графт в бассейн правой коронарной артерии - к задней межжелудочковой артерии. Внутренняя грудная артерия на переднюю межжелудочковую артерию. Окклюзия аорты составила - 32 мин. Сердечная деятельность восстановилась спонтанно после снятия окклюзии через 12 с, без фибрилляции предсердий. Время искусственного кровообращения - 43 мин.

Послеоперационный период без особенностей. Пациент наблюдается в течение 3 месяцев, данных за стенокардию и сердечную недостаточность не получено.

Пример 2. Больной N., 44 года, поступил в Республиканский кардиологический диспансер с жалобами на давящие боли за грудиной при физической нагрузке, купирующиеся приемом нитратов и прекращением физической нагрузки. На коронарографии - многососудистое поражение коронарных артерий.

Доступ к сердцу осуществлялся через срединную стеронотомию. Выделена левая внутренняя грудная артерия. Выполнена канюляция аорты и правого предсердия с нижней полой веной, после пережатия восходящей аорты кардиоплегическое средство 50 мл и 50 мл аортальной крови, набранной напрямую из корня аорты перед наложением зажима, 100 мл смеси ввели непосредственно в корень восходящей аорты. Асистолия в течение 3 с непосредственно на введение препарата, остановка сердца без фибрилляции. Коронарное шунтирование в полном объеме - два венозных графта в бассейн правой коронарной артерии на заднюю межжелудочковую артерию и левожелудочковую ветвь. Один венозный графт в бассейн огибающей артерии - к ветви тупого края. Внутренняя грудная артерия на переднюю межжелудочковую артерию. Окклюзия аорты составила - 29 мин. Сердечная деятельность восстановилась спонтанно после снятия окклюзии через 10 с, без фибрилляции предсердий. Время искусственного кровообращения - 40 мин.

Послеоперационный период без особенностей. Пациент наблюдается в течение 3 месяцев, данных за стенокардию и сердечную недостаточность не получено.

Пример 3. Больная N., 77 лет, поступила в Республиканский кардиологический диспансер с жалобами на давящие боли за грудиной при незначительной физической нагрузке, купирующиеся приемом нитратов и прекращением физической нагрузки. На коронарографии - многососудистое поражение коронарных артерий.

Доступ к сердцу осуществлялся через срединную стеронотомию. Выделена левая внутренняя грудная артерия. Выполнена канюляция аорты и правого предсердия с нижней полой веной, после пережатия восходящей аорты кардиоплегическое средство 50 мл и 50 мл аортальной крови, набранной напрямую из корня аорты перед наложением зажима, 100 мл смеси ввели непосредственно в корень восходящей аорты. Асистолия в течение 3 с непосредственно на введение препарата, остановка сердца без фибрилляции. Коронарное шунтирование в полном объеме - один венозный графт в бассейн правой коронарной артерии на заднюю межжелудочковую артерию. Один венозный графт в бассейн огибающей артерии - к ветви тупого края. Внутренняя грудная артерия на переднюю межжелудочковую артерию. Окклюзия аорты составила - 25 мин. Сердечная деятельность восстановилась спонтанно, после снятия окклюзии через 12 сек, без фибрилляции предсердий. Время искусственного кровообращения - 41 мин.

Послеоперационный период без особенностей. Пациентка наблюдалась в течение 3 месяцев, данных за стенокардию и сердечную недостаточность не получено.

Таким образом, заявляемый способ кардиоплегии (вариант 1 и 2) является эффективным методом защиты миокарда при тотальной ишемии.