周 蓉，強(qiáng) 毅，李天成，高百順，宋 兵

膜式氧合器是根據(jù)生物肺肺泡氣體交換的原理，在心臟直視手術(shù)中體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)用于替代心臟和肺功能進(jìn)行血液氧合并排除二氧化碳，是必不可少的一次性使用人工裝置。目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)膜式氧合器是聚丙烯中空纖維膜外走血式微孔型［1］。它以血側(cè)混合特性好，總氣體傳輸系數(shù)高的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)已被國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界廣泛使用。其中美國(guó)Medtronic公司生產(chǎn)的MINIMAX PLUSTM小兒型氧合器和其生產(chǎn)的AFFINITY NT成人型氧合器是當(dāng)今普遍使用的性能優(yōu)良可靠的膜式氧合器之一［2］?？仆な窖鹾掀骱拖＝?Ⅱ型膜式氧合器是目前國(guó)內(nèi)使用較廣泛的同類型氧合器。

由于各種氧合器都有自身的特點(diǎn)，很難將所有優(yōu)點(diǎn)集于一體，評(píng)價(jià)氧合器性能的主要指標(biāo)為其氣體交換能力、變溫能力、血液破壞程度、使用時(shí)限、安全性、簡(jiǎn)易性及預(yù)充量等［3］。一般認(rèn)為在CPB中，能維持動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)在100～250 mm Hg，二氧化碳分壓(PaCO2)在35～45 mm Hg，維持正常的酸堿平衡，對(duì)血液成分及凝血機(jī)制破壞較小，預(yù)充量小及易于安裝操作，則氧合器的性能優(yōu)良［4］。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇患者40例，男28例，女12例，年齡1.5～61(24.43 ±19.49)歲。其中風(fēng)濕性心瓣膜病20例，先天性室間隔缺損及房間隔缺損16例，法洛四聯(lián)癥4例。各例患者均無(wú)其他疾病史，術(shù)前血常規(guī)、電解質(zhì)及肝腎功能基本正常。

1.2 方法 將患者隨機(jī)分為A、B兩組各20例，A組使用國(guó)產(chǎn)膜式氧合器(其中16例使用東莞科威公司生產(chǎn)的科威膜式氧合器大、中型，4例使用西安西京公司生產(chǎn)的希健-Ⅱ型膜式氧合器成人型)，B組術(shù)中使用進(jìn)口膜式氧合器(其中9例使用美國(guó)Medtronic公司生產(chǎn)的MINIMAX PLUSTM兒童型膜式氧合器，11例使用AFFINITY NT成人型膜式氧合器)，兩組其他處理?xiàng)l件相同。所有患者均采用德國(guó)StockertⅢ型人工心肺機(jī)，北京衛(wèi)金帆的CPB管道和心臟停搏液灌注器，東莞科威的動(dòng)脈微栓過(guò)濾器。淺低溫(肛溫32～34℃)，StockertⅢ型變溫水箱，降溫時(shí)水箱溫度設(shè)為28℃，復(fù)溫時(shí)設(shè)為38℃，中度血液稀釋，心臟停跳下進(jìn)行心內(nèi)直視手術(shù)。使用混合氧通氣，氧濃度50%～100%，氣血比例0.4～0.8:1。

?

?

1.3 標(biāo)本采集及觀察指標(biāo) 兩組均于麻醉后CPB開(kāi)始前(T1)、CPB開(kāi)始后30 min(T2)、CPB結(jié)束時(shí)(T3)各時(shí)點(diǎn)采動(dòng)脈血1 ml，進(jìn)行血?dú)夥治?，測(cè)定pH值、PaO2、PaCO2、動(dòng)脈血氧飽和度(SaO2)水平。兩組患者分別記錄降、復(fù)溫前、后的鼻咽溫和肛溫，以及所需降溫時(shí)間及復(fù)溫時(shí)間。計(jì)算出改變單位鼻咽溫所需降溫時(shí)間(N1)及復(fù)溫時(shí)間(N2)，及改變單位肛溫所需降溫時(shí)間(N3)及復(fù)溫時(shí)間(N4)。兩組均于T1和T3各時(shí)點(diǎn)采靜脈血3 ml、尿液3ml，采用鄰-甲聯(lián)苯胺法測(cè)定血、尿游離血紅蛋白含量。兩組患者記錄轉(zhuǎn)流中尿量、心臟復(fù)跳方式、術(shù)后輔助呼吸時(shí)間(即氣管插管時(shí)間)、氧合器機(jī)械故障等情況。兩組均于T1、T2、T3、CPB結(jié)束2 h(T4)和CPB結(jié)束24 h(T5)各時(shí)點(diǎn)采集頸內(nèi)靜脈血10 ml，采用放射免疫分析技術(shù)測(cè)定白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的水平。兩組氧合器比較氧合膜材質(zhì)和表面積、氧輸送量等參數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者性別、年齡、體重、CPB時(shí)間、升主動(dòng)脈阻斷時(shí)間等無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＞0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 兩組患者分別在轉(zhuǎn)流前、中、后比較pH值、PaO2、PaCO2、SaO2，其中 T2 時(shí)兩組 PaO2比較 B 組小于A組(P ＜0.05)，但數(shù)值均在正常范圍內(nèi)，其它各項(xiàng)兩組比較差異無(wú)顯著性(P＞0.05)。組內(nèi)比較pH值逐漸降低，PaCO2逐漸升高，PaO2在轉(zhuǎn)流中最低，轉(zhuǎn)流前、后較高(P ＜0.05)。見(jiàn)表2。

2.3 兩組患者改變單位鼻咽溫度N1和N2比較均無(wú)顯著性差異(P ＞0.05)。兩組患者N3和N4比較亦均無(wú)顯著性差異(P ＞0.05)。見(jiàn)表3。

2.4 兩組患者術(shù)后血、尿游離血紅蛋白含量均明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，兩組比較無(wú)顯著性差異，(P＞0.05)。見(jiàn)表4。

2.5 兩組患者比較轉(zhuǎn)流中尿量、心臟復(fù)跳方式、術(shù)后輔助呼吸時(shí)間(即氣管插管時(shí)間)均無(wú)明顯差異(P＞0.05)。所有氧合器均無(wú)機(jī)械故障。見(jiàn)表5。

2.6 兩組患者血清IL-6、TNF-α的水平T2與術(shù)前比較無(wú)顯著性差異，并于T2開(kāi)始升高，T3時(shí)明顯升高(P ＜0.05)。其中IL-6在T3時(shí)達(dá)高峰，且T4維持在高水平(P ＜0.05)，T5回到基線水平。TNF-α的水平于T3時(shí)明顯升高，T4達(dá)高峰，T5仍高于基線水平(P＜0.05)。兩組間資料比較，無(wú)顯著性差異，(P ＞0.05)。見(jiàn)表6。

2.7 兩組氧合器的氧合膜和變溫膜材質(zhì)均為中空纖維，均有內(nèi)循環(huán)通路、氣體安全出口、動(dòng)脈血取樣口、靜脈血取樣口、內(nèi)循環(huán)接口等，易于安裝和操作。兩組氧合器的氧合膜有足夠表面積，氧輸送量能滿足手術(shù)患者需要，預(yù)充量小，儲(chǔ)血器容量大，科威膜式氧合器的變溫裝置采用聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)，希健-Ⅱ型膜式氧合器采用薄壁鋁管，有效提高了熱交換系數(shù)，進(jìn)出口壓力差不高，安全性高。見(jiàn)表7。

?

?

?

?

?

3 討論

不同幾何結(jié)構(gòu)的氧合器具有不同的氧傳輸能力。本文研究結(jié)果表明，國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口膜式氧合器均能維持正常的酸堿平衡，能維持PaO2和PaCO2在正常范圍內(nèi)，能滿足CPB中機(jī)體所需。組內(nèi)比較pH值逐漸降低，PaCO2逐漸升高，PaO2在轉(zhuǎn)流中最低，轉(zhuǎn)流前、后較高，表明CPB過(guò)程中隨著時(shí)間延長(zhǎng)，二氧化碳潴留及酸性代謝產(chǎn)物堆積加重，膜式氧合器氧合能力下降。由于膜式氧合器是通過(guò)提高中空纖維或多聚膜的氣體通透性、增加微孔膜面積、改變血液流向增加氧合，長(zhǎng)時(shí)間灌流導(dǎo)致血漿滲漏致使氣體交換能力下降，安全使用時(shí)限約6 h左右。膜式氧合器的氣體交換功能仍有待提高。

由于現(xiàn)在的變溫裝置與氧合器融為一體，氧合器的變溫性能也是評(píng)價(jià)其優(yōu)劣的重要指標(biāo)。氧合器的變溫性能以變溫系數(shù)衡量，與變溫材料、變溫面積和血流類型有關(guān)。臨床上變溫裝置性能的衡量參數(shù)是CPB期間降溫時(shí)間和復(fù)溫時(shí)間。由于機(jī)體不同部位溫度存在差別，其中最常用的是鼻咽溫和直腸溫。鼻咽溫可精確反映腦的溫度，直腸溫反映患者中心溫度。為了減小不同病例水溫不同造成的誤差，我們將降溫時(shí)水箱溫度設(shè)為28℃，復(fù)溫時(shí)設(shè)為38℃，兩組患者改變單位鼻咽溫和肛溫(直腸溫)所需降溫時(shí)間及復(fù)溫時(shí)間比較無(wú)顯著性差異，我們認(rèn)為國(guó)產(chǎn)膜式氧合器與進(jìn)口膜式氧合器的變溫性能相似。

兩組患者術(shù)后血、尿游離血紅蛋白含量均明顯高于術(shù)前，表明CPB中血液和氧合器等人工材料的直接接觸，對(duì)血液有形成分尤其是紅細(xì)胞有著十分明顯的損傷作用［5］。國(guó)產(chǎn)膜式氧合器與進(jìn)口膜式氧合器對(duì)紅細(xì)胞破壞比較無(wú)明顯差異，其破壞程度接近，這與其內(nèi)部的中空纖維排列分不開(kāi)。中空纖維前后交叉排列，增加膜外層表面不均一性，血液流向與中空纖維不平行，使血流均勻分布，減少血液的減切應(yīng)力，減輕血液損傷。

在心內(nèi)直視手術(shù)中由于CPB血液和氧合器等人工材料的直接接觸，導(dǎo)致機(jī)體補(bǔ)體系統(tǒng)及細(xì)胞成分的激活，引起包括細(xì)胞因子如IL－6、TNF－α在內(nèi)的炎性介質(zhì)的釋放增加，從而引起全身炎癥反應(yīng)，心肌的缺血再灌注損傷，甚至嚴(yán)重的多器官功能衰竭［6］。細(xì)胞因子的血中濃度大小可作為全身炎癥反應(yīng)程度的一種標(biāo)志。由于細(xì)胞因子作為炎癥反應(yīng)強(qiáng)度的標(biāo)志物，它在心內(nèi)直視術(shù)后的釋放多少與組織損傷程度成正相關(guān)［7］，因此研究CPB中細(xì)胞因子在血中濃度的變化規(guī)律對(duì)降低心臟術(shù)后的并發(fā)癥和死亡率有重要意義，也是評(píng)價(jià)氧合器優(yōu)劣的重要指標(biāo)。TNF－α、IL－6已證實(shí)是組織損傷的早期敏感標(biāo)志［8］。本文研究結(jié)果表明，兩組患者血清IL－6、TNF－α的水平于術(shù)前比較無(wú)顯著性差異，于CPB開(kāi)始后30 min開(kāi)始升高，CPB結(jié)束時(shí)明顯升高。兩組資料比較，經(jīng)過(guò)CPB后，促炎因子IL－6、TNF－α的釋放增加無(wú)顯著性差異。我們認(rèn)為國(guó)產(chǎn)膜式氧合器與進(jìn)口膜式氧合器所引起的全身炎癥反應(yīng)無(wú)明顯差異。

氧合器質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響著心臟手術(shù)的成功與否，并與術(shù)后患者恢復(fù)的快慢及各種并發(fā)癥的發(fā)生率有密切關(guān)系。兩組患者心臟復(fù)跳方式、轉(zhuǎn)流中尿量、術(shù)后輔助呼吸時(shí)間均無(wú)明顯差異，反映了兩組患者術(shù)中心、腦、腎等重要臟器的功能改變無(wú)明顯差異，術(shù)后患者恢復(fù)速度相當(dāng)，進(jìn)一步證實(shí)了兩組患者的全身炎癥反應(yīng)無(wú)明顯差別。所有氧合器均無(wú)機(jī)械故障，使用過(guò)程中亦未出現(xiàn)氧合不佳或血液滲漏或變溫裝置漏水現(xiàn)象，表明國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口膜式氧合器質(zhì)量?jī)?yōu)良，性能安全可靠。

綜上所述，國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口膜式氧合器均具有氧合性能佳、二氧化碳排除滿意、能維持正常的酸堿平衡、血液破壞輕、預(yù)充量較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝、操作方便、安全可靠等特點(diǎn)，能夠滿足心內(nèi)直視手術(shù)的需要。國(guó)產(chǎn)膜式氧合器性能已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平，因其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、性價(jià)比高，符合我國(guó)國(guó)情，有望取代部分進(jìn)口膜式氧合器，值得推廣［9］。

需要指出的是，國(guó)產(chǎn)膜式氧合器仍有不足之處。如:部分進(jìn)口膜式氧合器有動(dòng)靜脈連接口轉(zhuǎn)換接頭以適應(yīng)不同口徑管道需要，而國(guó)產(chǎn)膜式氧合器沒(méi)有此項(xiàng)設(shè)計(jì)，必須自行用管道和接頭轉(zhuǎn)換，安裝相對(duì)麻煩，在簡(jiǎn)易性上不如進(jìn)口膜式氧合器?？梢?jiàn)國(guó)產(chǎn)膜式氧合器還有待進(jìn)一步完善。隨著CPB事業(yè)的不斷發(fā)展，膜式氧合器必將更加完善，其安全使用時(shí)限也將更長(zhǎng)，為心內(nèi)直視手術(shù)提供更有力的保障。

［1］王鳳婷，羅峰.膜式氧合器中膜材料的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2008，12(10):1927－1930.

［2］龐婉，陶錚，張輝等.交叉流微孔聚丙烯中空纖維膜式氧合器研究［J］.復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001，40(4):381－386.

［3］龍村.體外循環(huán)學(xué)［M］.北京:人民軍醫(yī)出版社，2004.291－292.

［4］Bach F，Grundmann U，Bauer M，et al.Modulation of the inflammatory response to cardiopulmonary bypass by dopexamine and epidural anesthesia［J］.Acta anaesthesiol Scand 2002，46(10):1227－1235.

［5］駱?biāo)|，李佳春，王加利.體外循環(huán)中血紅蛋白尿分析［J］.中國(guó)體外循環(huán)雜志，2005，3(3):152-153.

［6］劉建華，沈金美，常業(yè)恬，等.體外循環(huán)期間不同氧分壓對(duì)瓣膜置換患者圍術(shù)期炎性細(xì)胞因子及心肌損傷的影響［J］.中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2005，15(15):2356-2358.

［7］Westaby S.Organ dysfunction after cardiopulmonary bypass.A systemic inflammatory reaction initiated by the extracorporeal circuit［J］.Intensive Care Med，1987，13(2):89-95.

［8］趙惠芳，易忠群，程新憲，等.腫瘤患者血清TNF-α、IL-6、IL-8檢測(cè)及意義［J］.西北國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志，1998，19(1):26-27.

［9］張炳東.國(guó)產(chǎn)膜肺的臨床應(yīng)用［J］.廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，17(1):69-70