体外循环期间肺动脉灌注含前列腺素E1氧合血对肺保护作用的研究

摘要

背景：体外循环肺损伤是心脏直视手术后的常见并发症。肺损伤程度多表现为亚临床症状，但体外循环术后肺功能障碍的发生率可高达15～30%，有不到2%的患者发展为急性呼吸窘迫综合症（ARDS）而引起死亡。因而体外循环肺损伤是心脏直视手术后死亡的主要原因之一。目前，体外循环肺损伤已引起广泛的重视，各种有关体外循环对肺保护的方法应运而生。本研究紧密结合临床，从体外循环术后肺损伤发生的主要机制出发，探讨在体外循环期间肺动脉持续灌注氧合血和前列腺素E1对肺的保护作用。
　　 目的：在体外循环心脏直视手术期间，建立肺动脉灌注技术平台，分析应用氧合血肺动脉持续灌注加机械通气对肺的保护作用，在此基础上通过氧合血中加入前列腺素E1肺动脉持续灌注加机械通气，探讨前列腺素E1对体外循环中肺的保护作用，进一步说明体外循环期间干预性治疗措施—前列腺素E1的作用机制。
　　 方法：选择45例择期行瓣膜置换手术的患者，采用临床对照研究，随机分成三组，每组各15例，对照组常规体外循环加机械通气，灌注组肺动脉持续灌注氧合血加机械通气，加药组肺动脉持续灌注含前列腺素E1（300μg/L）的氧合血加用机械通气，进入手术室后给予生命体征监测，常规静脉加吸入复合麻醉，采用单腔气管插管，接呼吸机控制呼吸，三组患者均采用常规体外循环，灌注组和加药组在体外循环主动脉和肺动脉同时阻断瞬间，从肺动脉持续灌注氧合血和含前列腺素E1的氧合血，温度在28-32℃，灌注速度15ml·kg-1·min-1，肺动脉灌注压力维持在10-20mmHg，通过肺动脉灌注系统接Y型管监测肺动脉灌注压。由体外循环泵调节、控制灌注流量及压力。灌注组氧合血和加药组含前列腺E1注射液（300μg/L）（注射用前列地尔注射液、南阳普康药业有限公司生产，批号H41024187）氧合血持续灌注直到主动脉开放后结束。三组患者体外循环阻断腔静脉之前及开放腔静脉之后的麻醉机管理：潮气量（VT）10ml/kg，呼吸机频率（RR）12次/min，吸入氧浓度（FiO2）100%，呼气末正压（PEEP）5cmH2O，呼吸比（I∶E）1∶2；体外循环期间维持机械通气：VT 5ml/kg，RR12次/min，FiO2 100%，PEEp5cm H2O，I∶E=1∶2；回ICU后呼吸机管理：VT 10ml/kg,RR 12次/min，FiO2 50%，PEEp5cm H2O，I∶E=1∶2。分别在麻醉后，回ICU30min和拔除气管插管前采桡动脉血进行血气分析，并计算呼吸指数（RI）评估肺换气功能。分别在麻醉后，开放主动脉1h、开放3h、开放6h、开放12h，开放24h取桡动脉血，采用双抗体夹心法酶联免疫吸附试验（ELISA法）测定肿瘤坏死因子（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）、白细胞介素-10（IL-10）、丙二醛（MDA）、脂质过氧化物（LPO），可溶性P-选择素（sPselectin）、可溶性细胞间粘附分子-1（sICAM-1）的表达。征得患者本人及家属同意并签字后，于体外循环结束后30min取1.0cm×1.0cm×1.0cm右下肺组织，做成切片进行免疫组化检查，显微镜下观察金属蛋白酶（MMP-2，MMP-9）在肺血管内皮细胞的表达。以出现棕黄色为阳性，阳性反应的强弱由细胞黄染的数量，分别计数为+（0～25%）、++（25%～50%）、+++（25%），依次表示染色弱阳性、阳性和强阳性。光镜及透射电镜观察肺组织超微结构的变化。
　　 结果：（1）对照组和灌注组RI值较麻醉后升高明显（P＜0.05），加药组RI值在麻醉后无明显增加（P＞0.05），但低于对照组和灌注组（P＜0.05）；（2）主动脉开放后1h、3h、6h、12h，加药组和灌注组血浆IL-6、IL-8、TNF-α水平明显低于对照组（P＜0.05），在主动脉开放后6h、12h加药组低于灌注组（P＜0.05），IL-10水平加药组和灌注组均较对照组高（P＜0.05），加药组在麻醉后各时点均高于灌注组（P＜0.05）；主动脉开放后各时点sICAM-1、sPselectin、MDA、LPO值灌注组和加药组均较对照组低（P＜0.05）；（3）肺组织免疫组化检查，光镜下对照组MMP-2、MMP-9的表达呈强阳性，灌注组呈阳性，加药组呈弱阳性；（4）肺组织形态改变：光镜下对照组肺间质水肿，肺泡内渗液积聚，灌注组间质淋巴细胞浸润，肺泡毛细血管轻度充血，加药组间质轻度水肿，肺泡，毛细血管基本正常。透射电镜观察见对照组肺泡渗出积液，滤过膜增厚，Ⅱ型肺泡上皮细胞脱落，灌注组Ⅱ型肺泡上皮细胞绒毛减少，肺泡腔轻度渗液，加药组肺泡壁轻度充血，肺泡腔无渗液，Ⅱ型肺泡上皮细胞基本正常。
　　 结论：体外循环期间肺动脉持续灌注氧合血，可以改善肺脏缺血，缺氧状态，保持能量生成稳定，避免肺小血管内皮细胞缺血缺氧状态，改善通气/血流比例，减轻肺的再灌注损伤，同时可以抑制致炎因子的释放，促进抗炎因子的生成，减轻炎症反应对肺的损伤，证明了体外循环期间肺动脉持续灌注氧合血的肺保护作用。前列腺素E1通过其舒张肺小血管，降低肺血管阻力，抑制中性粒细胞聚集和肺内滞留，抑制中性粒细胞与内皮细胞相互作用，抑制血小板聚集等作用，减轻炎症反应和肺的缺血-再灌注损伤，因而，前列腺素E1在体外循环期间肺动脉持续灌注中可发挥肺保护作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：中英文缩略词对照表

声明

前 言

第一部分 持续肺动脉灌注氧合血肺保护方法的建立

第二部分 体外循环期间持续肺动脉灌注氧合血对肺保护作用的研究

第三部分 体外循环期间持续肺动脉灌注含前列腺素E1氧合血对肺损伤保护作用研究

全文总结

致 谢

参考文献

综述 体外循环肺保护的研究进展

攻读博士学位期间发表的学术论文

个人简历