体外循环中肝素涂层管道对凝血系统的影响

【摘要】  目的探讨常规剂量肝素体外循环(Extracorporeal circulation,ECC)下使用肝素涂层管道(HCC) 对血小板计数(PLC)、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)和血浆α颗粒膜蛋白-140(GMP-140)的影响。 方法机械瓣膜置换术患者随机分为HCC组(n=8)和对照组(UCC，n=15)。分别在ECC前、ECC 60 min、肝素中和后30 min、60min及术后1 d测定血小板计数(PLC)、AT-Ⅲ、GMP-140的浓度及术后 1 d出血量。利用显微镜观察两组转流后微栓过滤网上沉积物的附着情况。结果对照组PLC在转流中、术后1d显著低于HCC组,差异有显著性(P<0.05)；血浆GMP-140浓度在ECC 60 min、中和后30 min、60 min显著高于HCC组，有极显著性差异(P<0.001)，术后 1 d的浓度有显著性差异(P<0.05)；两组AT-Ⅲ值无显著性差异；HCC组动脉过滤网表面光洁，网眼边缘清晰，偶见白细胞和血小板附着；对照组动脉过滤网表面可见纤维蛋白沉积，网眼边缘模糊，有大量白细胞及少数活化血小板粘附。结论HCC在ECC中对血小板具有保护作用，较好地改善ECC装置的血液相容性。

【关键词】  体外循环；肝素涂层体外循环管道；凝血

　　The Effects of Heparin-Coated Circuit on the Systemic Coagulation During Extracorporeal Circulation

　　Abstract: OBJECTIVETo evaluate the effects of heparin-coated circuit (HCC) on the platelet count (PLC) and the concentration of GMP-140 and AT-Ⅲ during extracorporeal circulation (ECC). METHODSTwenty-three patients prosthetic valve replacement were randomly divided into two groups: the heparin-coated circuit group (HCC, n=8), the uncoated circuit group (UCC,n=15)． RESULTSThe mean blood loss  of patients in the UCC was higher than that in the HCC (P<0.05) at the first day post-operative (PO 1d). At both 60 minutes ECC，30 minutes post protamine neutralization and PO 1d the PLC in the HCC was higher than that in the UCC (P<0.05). At both 60 minutes ECC and 30 minutes post protamine neutralization the GMP-140 in the UCC was higher than that in the HCC (P<0.001)， and at PO 1d the GMP-140 in the UCC was higher than that in the HCC (P<0.05). There was no difference in the concentration of AT-III in both groups. Electron microscopy shows that in the HCC, the arterial filter mesh edges and fringes were distinct. Occasionally, fragments and floccules could be seen. However, the fragments and floccules in the UCC were scattered frequently, causing blurring of the edges of the filter mesh and even blockage of the filter mesh. CONCLUSIONThis study suggested that using HCC in ECC is safe and protects systemic coagulation. HCC has a good biocompatibility.

　　Key words：Extracorporeal circulation； Heparin-coated circuit；Coagulation

　　1资料与方法

　　1.1临床资料

　　选取23例患者，术前无神经系统、肝、肾等疾病，患者未服用华法令，未接受肝素抗凝，五天内未服用抗血小板药物,术前一周未曾服用阿司匹林等影响血小板的药物，术前出、凝血指标均在正常范围，预计体外循环（Extracorporeal circulation，ECC）时间超过60 min人工机械瓣膜置换术患者被随机分配在HCC组和UCC组。UCC组：15例，其中男性患者6例，女性9例，年龄12～64（38.6）岁。HCC组(DurafloⅡ型肝素涂层管道)：8例，其中男性患者2例，女性6例，年龄31～58（41）岁。

　　1.2方法

　　两组患者均采用静脉复合麻醉，sarns 7400型滚压泵，膜式氧合器，预充液为林格液及血定安。4℃心停搏液。全身肝素化初始剂量为3 mg/kg，ECC开始后调整肝素用量使ACT＞480 s。ECC灌注流量1.8～2.4 L/（m2·min）。ECC时间为(92.4±26.5) min，升主动脉阻断时间(59.6±23.3) min。ECC结束后，肝素与鱼精蛋白1∶1.5比例中和，使ACT＜130 s。分别在ECC前、ECC 60 min、肝素中和后（Pro）30 min、60 min及术后（PO）1d测定血小板计数（PLC）、抗凝血酶Ⅲ（AT-Ⅲ）和血浆α颗粒膜蛋白-140(GMP-140)的浓度。利用电子显微镜观察两组转流后微栓过滤网上沉积物的附着情况。

　　1.3统计学处理

　　组间和组内比较运用方差分析和F检验，P<0.05为有显著性差异。两组之间的比较运用t检验，为消除血液稀释因素对各个指标(血小板除外)的影响，用Taylor公式(稀释后物质含量校正值=实测值×术前血细胞压积/取样时血细胞压积)校正数据，校正结果以均数±标准差表示，所有的试验资料均采用SAS专用统计软件进行分析，P＜0.05为有显著性差异，P＜0.01为有极显著性差异。

　　2结果

　　2.1PLC和GMP-140ECC过程中两组PLC明显下降，ECC 60 min 时达到最低；UCC组PLC在ECC 60 min、Pro 30 min、PO 1 d时与术前值相比有极显著性差异；HCC组PLC在ECC 60 min、Pro 30 min均明显低于术前值，差异有显著性。HCC组在ECC 60 min、Pro 30 min、PO 1d时间点的PLC值明显高于UCC组，有显著性差异。而两组中GMP-140的浓度在ECC时持续增高，并在Pro 30 min时达到高峰；UCC组在ECC 60 min、Pro 30 min GMP-140的浓度与术前值相比P<0.001，并且在PO 1 d时浓度仍明显高于术前值；HCC组GMP-140在ECC 60 min、Pro 30 min、PO1d的浓度与术前值相比有极显著性差异。两组间相比UCC组在ECC 60 min、Pro 30 min GMP-140浓度明显高于HCC组的浓度，有极显著性差异；在PO 1d的浓度也明显高于HCC组。见图1，2。
  
　　2.2AT-Ⅲ两组ECC中，同样由于血液的稀释作用，AT-Ⅲ较术前都降低，两组都是ECC 60 min时AT-Ⅲ值最低，两组相比在任何时间点上都无显著性差异。UCC组中AT-Ⅲ值在ECC 60 min和Pro 30 min、60 min时与术前值相比有显著性差异(P<0.05)；但HCC组中的AT-Ⅲ值在任何时间点与术前值相比都没有显著性差异， HCC组在以上时间点的AT-Ⅲ值比UCC组高。见图3。
 
　　2.3动脉微栓过滤器内网的电镜观察ECC结束后，取动脉微栓过滤器内网进行扫描和透射显微镜观察，HCC组的网眼清晰，偶见有块状过滤物(Ⅰ-A)，网丝边缘清楚，其它网眼通畅(Ⅰ-B)，见图4。UCC组有块状物和絮状物散在分布网眼边缘(Ⅱ-A)，致使网眼边缘模糊不清甚至堵塞网眼(Ⅱ-B)，见图5。

　　3讨论

　　ECC所涉及最主要的问题是血液的抗凝。ECC作为非生理状态的机械循环过程，以及血液与ECC管道等人工材料的接触导致血液有形成分破坏、凝血和纤溶机制紊乱、白细胞和补体激活等炎性介质释放为特征的系统性炎性反应综合征(SIRS) 等病理生改变，可导致术后多器官功能不全［1-2］ 。

　　本组资料显示，UCC组在转流过程中AT-Ⅲ因血液稀释而显著下降。因此，肝素的抗凝作用受到不同程度的影响，尽管机体处于低凝状态，但由于ECC和手术对机体的损伤，大量的凝血因子被激活，故仍有血栓形成的条件和微血栓形成。而HCC可吸附较多的AT-Ⅲ［3］ 。HCC组尽管在ECC时AT-Ⅲ浓度也因血液稀释而显著下降，但是要比UCC组高，并且从电镜结果、PLC结果都可以证实在此组里只有极少量的微血栓形成，这说明由于各种因素激活凝血因子所产生的凝血酶也减少；图1、2表明ECC中两组PLC明显下降，在ECC 60 min 时达到最低；而两组中GMP-140的浓度持续增高，并在Pro 30 min时达到高峰。表明ECC过程中血小板持续被活化，并且一直持续到术后早期，ECC后引起血小板活化的主要原因是血液与人工异物表面接触［4］ 。这说明由于HCC对凝血机制具有保护作用，从而减少对血小板的激活和术后的引流量，减轻术后凝血功能障碍。

　　由于HCC的材料表面张力减小，易排气，使血小板不易在动脉微栓过滤网上停留，血液经过滤网表面时亦容易通过［5-6］ ，并且预充排气明显比非肝素涂层动脉过滤器容易，滤网不残存细小气泡，在转流中有减少气栓形成的可能性。HCC可减少血栓形成，增加过滤效果，而对血液不增加损伤作用［7］ 。

　　两组的扫描和透射电镜结果显示，HCC组比UCC组动脉微栓过滤器网眼清晰、网丝边缘清楚、并且过滤物很少；而UCC组动脉微栓过滤器网与血液接触，使纤维蛋白聚集、血小板黏附、脱落形成血小板细胞膜碎片，导致过滤物阻塞网眼。以上说明HCC在对血小板保护方面要明显优于UCC组。

　　通过以上的观察可以说明HCC在ECC过程中使用是安全的，是提高生物相溶性的有效方法之一，在ECC中应用HCC可减轻由于血液与大面积人工材料接触，诱发血液生物学性质改变而引起的出血、渗血、全身炎性反应等并发症和功能失调。HCC对机体的凝血系统具有保护作用，它可以减少血栓的形成，对提高转流过程的安全性，具有一定的临床意义。

【】
  　　［1］Woodman RC. Bleeding complications associated with cardiopulmonary bypass［J］. Blood,1990,76:1680-1697.

　　［2］Taylor K. The systemic inflammatory response syndrome after cardiac operation［J］.Ann Thorac Surg,1996,61:1607-1608.

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　　［5］Jansen PGM,Tevelthuis H,Huybregts RAIM,et al. Reduced complement activation and improved postoperative performance after cardiopulmonary bypass with heparin-coated circuits［J］. J Thorac Cardiovasc Surg,1995,110:829-834.

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　　［7］Sellevold OF, Berg TM, Rein KA,et al. Heparin-coated circuits during Cardiopulmonary bypass. A clinical study using closed circuit,centrifugal pump and reduced heparinization［J］. Acta Anaesthesiol Scand,1994,38: 372-379.