離心泵和滾壓泵對體外循環(huán)下Stanford A型主動脈夾層術(shù)中血小板影響的比較

紀(jì)振華，武婷，姜楠△

主動脈夾層（aortic dissection，AD）是主動脈內(nèi)膜破損后血流經(jīng)裂口進(jìn)入主動脈壁內(nèi)，引起主動脈壁延伸剝離，其中Stanford A型夾層累及升主動脈，發(fā)病急、進(jìn)展快、病情重，需積極手術(shù)。該手術(shù)需長時(shí)間體外循環(huán)（cardiopulmonary bypass，CPB）和深低溫停循環(huán)。CPB過程因血液與異物接觸、炎性反應(yīng)、補(bǔ)體激活等原因，易引起血小板激活、損傷和消耗，導(dǎo)致術(shù)后凝血功能紊亂和出血［1-3］。血泵為體外循環(huán)提供動力，主要分為滾壓泵和離心泵。滾壓泵是傳統(tǒng)血泵，雖然操作簡單，但是安全性和靈活性等較差。作為新一代血泵，離心泵具有體積小、流量大、噪音小、安全性高等特點(diǎn)，臨床應(yīng)用逐漸增多［4］。與滾壓泵比較，離心泵CPB能否減輕血小板損傷，目前研究少且尚無定論。本研究旨在明確Stanford A型夾層手術(shù)CPB中使用離心泵或滾壓泵對患者血小板的影響。

1 對象與方法

1.1研究對象 采用前瞻性隨機(jī)對照研究，納入2019年12月—2020年12月天津市胸科醫(yī)院收治的擬行Stanford A型主動脈夾層手術(shù)的患者40例，采用隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為離心泵組（20例）和滾壓泵組（20例）。本研究經(jīng)天津市胸科醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批件號：2019KY-009-02），所有患者均簽署知情同意書。入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～70歲，性別不限，美國麻醉醫(yī)師協(xié)會（ASA）分級Ⅱ～Ⅳ級；血紅蛋白（HB）＞120 g/L，凝血功能正常，血小板計(jì)數(shù)＞100×109/L；肝腎功能正常。排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重心包填塞，血流動力學(xué)不穩(wěn)；下肢、腦、腎等明顯灌注不足；腦梗死或腦出血。

1.2麻醉方法 患者入室后面罩吸氧，常規(guī)監(jiān)測脈搏血氧飽和度、心電圖，開放外周靜脈通路，行左橈動脈和左下肢動脈穿刺監(jiān)測血壓。采用靜脈全麻，麻醉誘導(dǎo)用咪唑安定0.05～0.15 mg/kg、依托咪酯0.3～0.6 mg/kg、舒芬太尼0.5～1.5μg/kg、羅庫溴銨1.0～1.5 mg/kg順序推注。氣管插管內(nèi)徑7～8 mm、深度21～23 cm。呼吸機(jī)參數(shù)：潮氣量10～12 mL/kg、吸呼氣比1∶2、呼吸頻率10～15次/min、60%O2，維持動脈氧分壓＞80 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），呼氣末二氧化碳分壓35～45 mmHg。經(jīng)右頸內(nèi)靜脈置入7.5 Fr Swan～Ganz導(dǎo)管外鞘和中心靜脈管。麻醉維持：持續(xù)泵入丙泊酚5～10 mg/（kg·h），間斷給予舒芬太尼和羅庫溴銨。維持腦電雙頻指數(shù)（BIS）值40～60。麻醉過程中監(jiān)測鼻咽溫度和直腸溫度。

1.3CPB與手術(shù)

1.3.1CPB裝置 2組所用CPB裝置只有主泵不同。離心泵（Maquet，德國）或滾壓泵（Stokert S5，德國），其他包含：Maquet HL20型人工心肺機(jī)（德國）、膜肺（Medtronic，美國）、管道套包、微栓過濾器、超濾器（BLS805，意大利）和停搏液灌注裝置等。

1.3.2管道預(yù)充 術(shù)前CPB管道進(jìn)行預(yù)充液體排氣，液體包括復(fù)方電解質(zhì)液1 500 mL（石家莊四藥有限公司，中國）、20%白蛋白300～400 mL（百特，奧地利）、肝素20 mg、5%NaHCO3100 mL、甘露醇250 mL。

1.3.3手術(shù)過程 對患者行麻醉后，正中開胸，游離主動脈弓和弓上三分支血管，全身肝素化（4 mg/kg），激活全血凝固時(shí)間（ACT）＞500 s時(shí)，行股動脈和上下腔靜脈插管，建立CPB。CPB過程中維持流量2.2～2.8 L/（m2·min），平均動脈壓（MAP）50～80 mmHg，紅細(xì)胞壓積（HCT）0.25～0.30，混合靜脈血氧飽和度（SVO2）＞0.70。鼻咽溫度降至33℃時(shí)，阻斷升主動脈，順行灌注HTK液（科勒化學(xué)制藥，德國）2 000 mL。先處理近心端，鼻咽溫度達(dá)25℃時(shí)，停循環(huán)和順行腦灌注：維持流量5～10 mL/（kg·min），腦氧飽和度維持在術(shù)前水平±0.10。CPB中用α穩(wěn)態(tài)血?dú)夤芾矸椒?，停循環(huán)時(shí)用pH穩(wěn)態(tài)。在降主動脈真腔內(nèi)置入支架人工血管（Cronus；微創(chuàng)醫(yī)療有限公司，中國上海），然后用注水球囊尿管阻斷降主動脈，逐步恢復(fù)下半身循環(huán)，象鼻支架近端與四分支血管遠(yuǎn)端吻合?；謴?fù)全身循環(huán)5 min，待SVO2達(dá)0.70時(shí)復(fù)溫。充分排氣后開放升主動脈，恢復(fù)心臟供血。復(fù)溫過程中分別進(jìn)行3支頭臂動脈與人工血管相應(yīng)分支吻合。待血?dú)?、體溫和血流動力學(xué)等指標(biāo)滿意后停止CPB。用魚精蛋白中和肝素（1∶1），止血，關(guān)胸。所有手術(shù)由同一外科團(tuán)隊(duì)完成。

1.4觀察指標(biāo) 收集患者年齡、性別、體表面積、體質(zhì)量、HB、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）、活化部分凝血活酶時(shí)間（APTT）、尿素氮等基本資料；CPB時(shí)間、主動脈阻斷時(shí)間、停循環(huán)時(shí)間、尿量；出血量、用血量、凝血功能、肝腎功能、血常規(guī)；術(shù)后胸腔引流量、機(jī)械通氣時(shí)間、重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）停留時(shí)間、住院時(shí)間、并發(fā)癥。分別在麻醉誘導(dǎo)后（T1）、魚精蛋白中和后0.5 h（T2）、入ICU 4 h（T3）、入ICU 24 h（T4）、入ICU 48 h（T5）取靜脈血5 mL，3 000 r/min離心10 min，取上清液。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢測血小板α顆粒膜蛋白-140（GMP-140）、血小板因子4（PF4）水平，試劑盒購自科諾迪生物科技有限公司；電阻抗法（PLT-I）進(jìn)行血小板計(jì)數(shù)。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，不同時(shí)間點(diǎn)比較采用重復(fù)測量方差分析。偏態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)［M（P25，P75）］表示，組間比較用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組基線資料比較 2組患者年齡、性別、體表面積、體質(zhì)量，術(shù)前HB、LVEF、APTT、尿素氮比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見表1。

2.2 2組術(shù)中指標(biāo)比較 2組患者CPB時(shí)間、主動脈阻斷時(shí)間、停循環(huán)時(shí)間、術(shù)中尿量、出血量、用血量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

2.3 2組PF4、GMP-140和血小板計(jì)數(shù)比較 組內(nèi)比較：2組T2、T3、T4時(shí)PF4、GMP-140水平較T1時(shí)顯著升高，而血小板計(jì)數(shù)顯著降低（P＜0.05）；2組T5時(shí)上述指標(biāo)較T1時(shí)變化差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。組間比較：T2、T3和T4時(shí)離心泵組與滾壓泵組相比，PF4、GMP-140水平顯著降低，而血小板計(jì)數(shù)顯著升高（P＜0.05）；T1和T5時(shí)，2組上述指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

Tab.1 Comparison of general information between the two groups of patients表1 2組患者術(shù)前基本資料比較 （n=20）

Tab.2 Comparison of intraoperative indexes between the two groups of patients表2 2組患者術(shù)中指標(biāo)比較 （n=20）

Tab.3 Comparison of PF4,GMP-140 and platelet count between the two groups of patients表3 2組PF4、GMP-140和血小板計(jì)數(shù)比較（n=20，±s）

Tab.3 Comparison of PF4,GMP-140 and platelet count between the two groups of patients表3 2組PF4、GMP-140和血小板計(jì)數(shù)比較（n=20，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；GMP-140：F組間=17.597＊＊，F(xiàn)時(shí)間=780.967＊＊，F(xiàn)交互=5.394＊＊；PF4：F組間=63.820＊＊，F(xiàn)時(shí)間=1 875.586＊＊，F(xiàn)交互=23.049＊＊；血小板計(jì)數(shù)：F組間=6.803＊＊，F(xiàn)時(shí)間=330.769＊＊，F(xiàn)交互=3.802＊＊

組別滾壓泵組離心泵組t GMP-140（μg/L）T1 13.06±1.44 13.23±1.07 0.429 T2 26.84±2.63 24.32±1.71 3.588＊＊T3 35.98±2.03 33.16±2.21 4.239＊＊T4 27.88±2.25 26.24±2.04 2.417＊T5 12.91±1.48 13.23±1.21 0.745組別滾壓泵組離心泵組t PF4（μg/L）T1 4.39±1.16 4.45±1.14 0.153 T2 76.20±8.25 57.84±9.49 6.532＊＊T3 150.15±15.40 129.76±19.53 3.667＊＊T4 85.39±9.36 69.80±11.36 4.736＊＊T5 4.54±1.01 4.55±0.59 0.400組別滾壓泵組離心泵組t血小板計(jì)數(shù)（×109/L）T1 206.8±15.9 203.5±14.8 0.690 T2 166.4±10.0 176.6±10.4 3.139＊＊T3 125.6±9.8 134.5±9.8 2.900＊＊T4 145.4±9.5 157.3±8.6 4.174＊＊T5 199.6±14.4 197.9±15.6 0.357

2.4 2組預(yù)后指標(biāo)比較 2組48 h胸腔引流量、機(jī)械通氣時(shí)間、術(shù)后清醒時(shí)間、ICU停留時(shí)間、術(shù)后住院時(shí)間和并發(fā)癥差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。離心泵組4 h和24 h胸腔引流量、術(shù)后用血量明顯少于滾壓泵組（P＜0.05），見表4、5。

Tab.4 Comparison of prognostic indexes between the two groups of patients表4 2組患者預(yù)后指標(biāo)比較 （n=20）

Tab.5 Comparison of complications between t he two groups of patients表5 2組并發(fā)癥比較［n=20，例（%）］

3 討論

3.1 CPB對血小板的激活和消耗 獲得性血小板功能障礙是CPB后凝血功能紊亂最主要的原因［5-6］。CPB過程中損傷血小板的因素眾多，包括血小板與膜肺、管道等異物表面接觸；心內(nèi)、外負(fù)壓吸引在液-氣交界面產(chǎn)生剪切力；低溫、藥物、庫血輸入、炎癥反應(yīng)、中性粒細(xì)胞激活、補(bǔ)體激活等［2-3，7］。既往有關(guān)不同血泵對血小板影響的報(bào)道較少且結(jié)論并不一致。Saczkowski等［8］分析總結(jié)了1966—2011年所有離心泵和滾壓泵的成人心臟手術(shù)隨機(jī)對照試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPB中使用這2種血泵的患者在實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)、術(shù)后失血量、輸血量、預(yù)后等方面無明顯差異，考慮與該Meta分析納入文獻(xiàn)的Jadad評分偏低且入選病例均接受CPB時(shí)間短、低風(fēng)險(xiǎn)的冠狀動脈旁路移植術(shù)（CABG）有關(guān)?；诖?，本研究入選病例均為CPB時(shí)間超過2 h的夾層手術(shù)。

3.2 血小板激活的標(biāo)志 GMP-140是高度糖化、富含半胱氨酸的整合蛋白質(zhì)，它僅表達(dá)于活化血小板表面，是血小板活化程度和血栓形成的標(biāo)志物［9-10］。PF4是血小板α顆粒中所含的特異蛋白質(zhì)，血小板激活后，大量PF4由血小板釋放至血漿，其水平增高提示血小板激活及釋放反應(yīng)亢進(jìn)［3］。本研究發(fā)現(xiàn)，魚精蛋白中和后0.5 h、入ICU 4 h、入ICU 24 h時(shí)離心泵組GMP-140、PF4水平較滾壓泵組顯著降低，說明滾壓泵組更易激活血小板，與Moen等［11］報(bào)道一致。Kehara等［12］通過模擬豬體外循環(huán)后發(fā)現(xiàn)，離心泵和滾壓泵對PF4的影響無明顯差異。Onoda等［13］發(fā)現(xiàn)，在CPB過程中，離心泵、生物泵和滾壓泵均可導(dǎo)致血小板計(jì)數(shù)下降，但是組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，PF4和β-血栓球蛋白（β-TG）水平也無明顯差異，原因可能是CPB時(shí)間較短，離心泵優(yōu)勢沒有充分體現(xiàn)。

3.3 CPB中血小板的消耗 本研究發(fā)現(xiàn)，魚精蛋白中和后0.5 h、入ICU 4 h、入ICU 24 h時(shí)離心泵組血小板計(jì)數(shù)高于滾壓泵組，說明離心泵組血小板消耗少。Yoshikai等［14］指出離心泵和滾壓泵在血小板減少方面無明顯差異。而Jakob等［15］指出離心泵較滾壓泵明顯減少血小板破壞和溶血，與本研究結(jié)果一致。

3.4 滾壓泵較離心泵更易激活血小板的原因（1）兩泵結(jié)構(gòu)和工作原理不同。滾壓泵工作時(shí)血液在泵流入端所承受的負(fù)壓比離心泵大，同時(shí)滾壓泵具有阻閉特性，將泵管壓在槽內(nèi)，雙滾壓軸輪流碾壓泵管，壓縮管腔，推動血液流動，產(chǎn)生高剪切應(yīng)力和摩擦力，容易破壞血小板。離心泵利用磁性傳動使錐形泵頭高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生巨大離心力，促使血液流動，非阻閉性是其最大特點(diǎn)，不機(jī)械擠壓血液，故血小板破壞?。?6-17］。（2）離心泵內(nèi)壁光滑，由肝素涂層生物材料制成。當(dāng)血液經(jīng)過離心泵頭時(shí)，由湍流變成渦流，血液與泵表面接觸減少［18］。（3）離心泵可節(jié)省循環(huán)管道，減少血液與循環(huán)管道接觸。（4）滾壓泵可能更易激活補(bǔ)體和炎癥反應(yīng)［19］。

本研究結(jié)果顯示，無論離心泵還是滾壓泵，CPB前后血小板計(jì)數(shù)、GMP-140、PF4濃度的變化趨勢相似，僅是影響程度有差別，說明CPB時(shí)血泵類型確實(shí)對血小板有影響。本研究顯示，離心泵可減少血小板破壞，但是臨床結(jié)果無明顯優(yōu)勢，僅是術(shù)后引流量和用血量減少。上述結(jié)果與Klein等［20］研究一致，Klein等對1 000例CABG患者進(jìn)行前瞻性研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，離心泵可以降低術(shù)后胸腔引流量，減少輸血量，改善預(yù)后。

綜上所述，在Stanford A型主動脈夾層術(shù)中，離心泵較滾壓泵CPB能明顯減少血小板激活和消耗，減少術(shù)后引流量和用血量，有一定血液保護(hù)作用。在長時(shí)間CPB或危重患者手術(shù)中，離心泵的優(yōu)勢可能更顯著。但是，本研究為單中心研究、樣本量小，且離心泵在CPB中應(yīng)用時(shí)間短，故還需大樣本的前瞻性研究來證實(shí)其遠(yuǎn)期效果。