Искусственное и вспомогательное кровообращение в сердечно-сосудистой хирургии (стр. 2 )

С 1991 года фирма Medtronic стала производить мембранные оксигенаторы с биосовместимьш по­крытием шведского производства Carmeda. Оно сни­жает травму форменных элементов крови за счет уменьшенного введения свободного гепарина, как в больного, так и в экстракорпоральный контур и пре­пятствует тромбообразованию.

Химический смысл этого покрытия заключается в фиксации молекулы гепарина к инородной поверх­ности мембраны с помощью ковалентной связи в не­скольких точках, что значительно прочнее ионной связи, которую используют с 1994 в биосовместимом покрытии Duraflow-2 на мембранных оксигенаторах фирмы Baxter.

В заключение, хотелось бы подчеркнуть, что сей­час у перфузиологов появилась возможность рабо­тать на любых оксигенаторах, которые представляют различные фирмы, но, несомненно, преобладает тен­денция приобретения мембранных оксигенаторов, как наиболее физиологичных, хотя и более дорогих.

При покупке оксигенаторов, во-первых, необходи­мо обращать внимание на заправочный объем при равных или почти равных газо-обменных характери­стиках, во вторых, - на вид теплообменника: метал­лический или пластиковый. Последний предпочтите­лен при равных коэффициентах теплообмена.

Особое внимание необходимо уделить целям и за­дачам, которые вы хотите решить с помощью того или иного оксигенатора: использовать ли его в кар­диохирургии взрослых, детей, или новорожденных, или использовать его в реанимационных целях для длительной поддержки дыхания.

Наконец, надо отнестись со вниманием к комплек-. тации экстракорпорального контура: его размерам, количеству соединительных трубок, катетеров, ка­нюль, фильтров, переходников, тройников и т. д.

Насосы

Насос - механическое устройство, предназначенное для перекачивания жидкости, в нашем случае, крови и кровезаменителей. В аппарате искусственного кро­вообращения артериальный насос исполняет роль искусственного сердца, которое во время основного этапа кардиохирургической операции обеспечивает адекватный возврат крови пациенту для питания его органов и тканей.

На сегодняшний день существует три типа насо­сов, применяемых в аппаратах искусственного и вспомогательного кровообращения. Это насосы роликовые, центрифужные и желудочковые. Наибо­лее распространенным видом насосов, применяемых в последние тридцать лет, являются роликовые насосы, которые и составляют основу современных аппа­ратов искусственного кровообращения (ДИК). АИК обычно оснащены 3-5 насосами. Основной насос - артериальный, который должен перекачивать не менее 6 литров в минуту, чтобы обеспечить пациентам различного веса необходимый минутный объем кровообращения. Второй насос необходим для дре­нажа левого желудочка, третий, а в некоторых кли­никах, и четвертый - коронарный, предназначен для забора крови из раны и обеспечения «сухого поля», позволяющего хирургу работать не в луже крови и
видеть структуры сердца для их коррекции. Пятый, а иногда и шестой насосы нужны для проведения кардиоплегии.

В последние годы в позицию артериального на­соса АИКа все чаще устанавливают центрифужный насос в силу тех преимуществ, о которых мы поговорим позже. Все же остальные насосы на АИКе оста­ются роликовыми. Что же касается насосов желудоч­кового типа, то их поле деятельности не искусствен­ное, а вспомогательное кровообращение, где требует­ся поддержка кровообращения в течение длительного времени, суток, недель, месяцев.

Роликовые насосы представляют механическое устройство, в котором вращение ротора электродви­гателя через систему редукторов (ременная или зуб­чатая передача) передается на головку насоса, пред­ставляющую горизонтальную штангу, на концах ко­торой располагаются два движущихся по радиусу ро­лика,

В этой" же штанге имеется механизм фиксации роликов. Помимо движущейся части головки насоса имеется и стационарная часть, которая представлена ложем, в которое укладывается насосная трубка од­норазовой системы. При вращении ротора насоса ролик прижимает сегмент трубки и толкает впереди себя кровь, выдавливая ее. Количество выдавливае­мой крови, то есть производительность насоса на­прямую зависит от диаметра трубки, длины сегмента трубки, то есть от диаметра ложа головки насоса и скорости вращения головки. Немаловажное значение имеет и величина окклюзии трубки роликами, чем больше она приближается к полной, тем больше про­изводительность. Таким образом, гипоокклюзия ве­дет к снижению производительности насоса, а гипе­рокклюзия опасна механическим повреждением труб­ки вплоть до полного разрыва ее Существует много способов выставления окклюзии трубки роликами насоса. Мы предлагаем два.

Первый - после наложения зажимов на артериаль­ную магистраль включаем насос на малых оборотах (10-20 мл/мин) добиваясь подъема перфузионного давления до рабочего уровня. Во время полного ис­кусственного кровообращения оно равно 250-ЗООмм рт. ст на объемной скорости 4,5-5,0 л/мин. Останав­ливаем ролики в горизонтальном положении таким образом, чтобы оба ролика пережимали трубку. Затем винтом фиксации роликов постепенно уменьшаем окклюзию и следим за падением давления.

Как только отмечено его медленное падение 1-3мм рт. ст. за 10 секунд мы прекращаем снижать окклю­зию, и фиксируем ролики в этом положении.

Второй - это гравитационный метод. После выстав­ленной заранее полной окклюзии трубки роликами и пережатия артериальной магистрали после места ее разгерметизации мы отсоединяем трубку сброса крови из фильтра в кардиотомический резервуар. Таким образом, создается водяной столб в 60-80 см. Это расстояние от мениска жидкости в трубке до артери­альной трубки в насосе, пережатой роликами. Посте­пенно уменьшая окклюзию, мы смотрим за мениском жидкости в верхней трубке. Как только он начинает двигаться вниз со скоростью 1-3 см в минуту, мы прекращаем снижать окклюзию, и фиксируем ролики в этом положении. Таким образом, мы считаем опти­мальным незначительную гнпоокклюзию насосной трубки роликами.

Центрифужный насос. В последние время в каче­стве артериального насоса АИКа в крупных клиниках используют центрифужные насосы. Наибольшую по­пулярность приобрели насосы Biopump фирмы Bio-Medicus и Delphin фирмы Saras, которые действуют по единому принципу, но имеют конструктивные различия, позволяющие менять функциональные свойства исполнителных устройств.

Как показано на рисунке, одноразовая часть насоса Biopump представляет собой конусообразное устрой­ство с двумя штуцерами для входа в центре й для вы­хода крови по касательной. Внутри этого конуса на­ходится конусовидный ротор, в основании которого расположен магнитный диск. Последний вращается индуктивно с Металлического диска исполнительного устройства консоли насоса. Скорость ротора насоса может достигать 5000 оборотов в минуту, что позво­ляет перекачивать кровь с объемной скоростью до 10 литров в минуту. Емкость одноразового конуса фир­мы Bto*Medicus равна 80 мл, емкость конуса фирмы Sams равна 48 мл, емкость конуса фирмы Jostra равна 32 мл. В отличие от роликовых центрифужные насо­сы зависимы от преднагрузки и при одних и тех же оборотах в минуту могут давать различную произво­дительность, которую измеряют встроенным в кон­соль флоуметром. Это считается основным положи­тельным качеством центрифужных насосов, позво­ляющим им автоматически подстраиваться^ под. при­ток крови. При этом значительно снижается вероят­ность присасывания венозной канюли, попадания воздуха извне в экстракорпоральный контур, исклю­чается образование мельчайших пузырьков кавитаци-онного происхождения, уменьшается повреждение элементов крови (эритроцитов, тромбоцитов и т. д.).

Центрифужные насосы зависимы и от постнагруз­ки: чем она больше, тем меньше их производитель­ность при тех же оборотах. При этом происходит автоматическое снижение производительности до нуля. При пережатии выходной магистрали экстра­корпорального контура никогда не произойдет ее разрыв и разгерметизация контура, что чревато ката­строфой при использовании роликовых насосов.

Еще .одно преимущество центрифужных насосов перед роликовыми в плане их безопасности заключа­ется в отсутствии возможности массивной воздушной эмболии при резком снижении притока крови в ве­нозный резервуар. Как только попадает 32 мл воздуха в систему Saras и 52мл в систему Bio-Medicus, насос перестает функционировать как перекачивающее уст­ройство, потому что не способен качать воздух.

При всех вышеперечисленных достоинствах, ко­торые приобретают огромное значение при длитель­ных перфузиях, не столько при искусственном, сколько при вспомогательном кровообращении, надо отметить и недостатки центрифужных насосов: это - их дороговизна, сложность заправки системы, не­предсказуемость объемной скорости, сложность или невозможность генерации хорошего пульсового по­тока

МИКРОФИЛЬТРЫ

Одним из осложняющих факторов искусст­венного кровообращения является микроэмболизация практически всех органов. Уже на первых аутопсиях больных, погибших после операций на открытом сердце, в капиллярах головного мозга обнаруживали микроэмболы из инородных частиц, пузырьков газа, клеточных и белковых элементов.

Последующие исследования показали влияние перфузии на неврологический дефицит, а также ее отрицательное воздействие на интеллект и психику больных.

Помимо центральной нервной системы осо­бенно подверженными микроэмболизации являются легкие, почки, печень.

Кратко перечислим характер и источники мик­роэмболизации в"О время искусственного кровообра­щения. В результате работы коронарного отсоса в контур аппарата попадают из операционного поля фрагменты костной ткани и жира из средостения, частицы шовного материала, денатурированные бел­ки и т. д. Денатурация белков и клеточных элементов крови происходит при интенсивной работе коронар­ного отсоса, когда отсасываемая кровь смешивается с большим количеством воздуха

Неизбежным источником образования микро­агрегатов (особенно тромбоцитов) является контакт крови с внутренней поверхностью физиологического блока аппарата искусственного кровообращения. Да­же ультрасовременные системы, покрытые содержа­щими гепарин соединениями, не предотвращают об­разования микроагрегатов.