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Tecnico Perfusionista

La cardioplegia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Storia della Cardioplegia

 


 

In corso di CEC , l’assenza di flusso ematico nel cuore in seguito al clampaggio aortico , impedisce la circolazione coronarica . e in queste condizioni , il cuore , soffre per il mancato apporto di metaboliti e va incontro a ischemia .
Questa condizione , se prolungata , può portare a una irreversibile insufficienza contrattile del miocardio , con conseguente incapacità di ripresa della sua attività .
Nel corso del tempo si e’ cercato di sviluppare diverse soluzioni al problema , varie
tecniche perfezionate negli anni , fino alla odierna pratica della protezione sistematica
del miocardio e l’utilizzo di soluzioni cardioplegiche .
Risale a Gibbon , nel 1937 , la realizzazione del primo by-pass totale cardiopolmonare
con sopravvivenza dell’animale da esperimento .

Gibbon utilizzò pompe arteriose ideate da De Bakey e come ossigenatore un ingegnoso sistema

a reti metalliche .

Sempre Gibbon , nel dopoguerra , nel 1953 , utilizzò per la prima volta il bypass
cardiopolmonare su una giovane donna , per riparare una pervietà del setto interatriale .
Da traguardo di Gibbon , evocare la storia della CEC , significa evidenziare le tappe
evolutive della fisiologia , biochimica , chirurgia e tutte le odierne risorse della
biotecnologia .
Prima dell’avvento dell’ipotermia e dell’utilizzo della cardioplegia , la cardiochirurgia
era realizzata mediante diverse metodiche .
Una era quella di attuare una perfusione coronarica continua , con una derivazione dal
circuito arterioso , attraverso due cateteri introdotti negli osti coronarici .
Altra soluzione era quella di lasciare l’aorta declampata quando si operava su altre
valvole , esclusa quella aortica integra , ma in questo modo il cuore si muoveva
continuamente e la quantità di sangue fluente dal seno coronarico imponeva una forte
aspirazione con grandi difficoltà per il chirurgo .


Nel frattempo i pionieri della ipotermia Bigelow , Boerema , Lewis e Swan
dimostrarono che si poteva ridurre temporaneamente
l’intervento .
Le ricerche sperimentali sulla ipotermia corporea di superficie da parte di Bigelow
( Toronto 1949 ) hanno consentito l’applicazione clinica di questa metodica e la
successiva realizzazione di interventi cardiochirurgici a cuore aperto nell’uomo .
Boerema ( Amsterdam 1950 ) dimostrò che l’arresto cardiocircolatorio totale può essere
tollerato per 15 minuti senza effetto biologico morboso.
Mediante l’impiego
dell’ipotermia corporea di superficie , a 32° C , ebbero esito positivo i primi due
interventi correttivi a cuore aperto della storia , due comunicazioni interatriali , eseguiti
da Lewis il 2 settembre 1952 e da Swan il 3 gennaio 1953 .
Sealy , Brown e Young nel 1958 eseguirono molteplici interventi cardiaci associando
ipotermia e bypass cardiopolmonare con l’utilizzo di scambiatori di calore , per
permettere la realizzazione dell’ipotermia selettiva per il cuore .
Nel 1959 Drew riferisce i significativi risultati ottenuti con l’impiego della CEC
associata alla ipotermia corporea profonda a 12°-15° , che consentì un totale arresto di
circolo per 30-40 minuti ed una ripresa successiva di tutte le funzioni dopo il
riscaldamento fino alla normotermia .
Nello stesso anno , Norman Shumway arrivò a determinare che l’ipotermia miocardica ,
indotta dalla perfusione di sangue freddo o dalla irrigazione della superficie cardiaca
con soluzione fisiologica fredda , poteva causare l’arresto cardiaco .
Nonostante questa scoperta , il cuore poteva continuare a fibrillare , consumando
ossigeno .
Fu Houwenhover nel 1955 a dimostrare che un cuore fibrillante poteva essere convertito
in ritmo sinusale attraverso uno shock elettrico . La scoperta di Houwenhover diede vita
alla tecnica della fibrillazione indotta .
Metodiche alternative sono state la fibrillazione ventricolare con perfusione continua
delle coronarie attraverso l’aorta , e il clampaggio aortico intermittente .
Nonostante queste innumerevoli scoperte , alcuni problemi , quali la sindrome di bassa
portata o la sindrome del miocardio stuporoso , la “stone heart sindrome” ( Braunwald
e Kloner 1982 ) , complicavano la chirurgia cardiaca con aumento del tasso di mortalità
.Si arriva a focalizzare il problema , riuscire a fermare il cuore in diastole permettendo a
la temperatura corporea per diminuire il metabolismo e , di conseguenza , la perfusione

necessaria durante quest’ultimo di preservare le scorte energetiche e facilitare la ripresa

funzionale al termine dell’arresto indotto .

La scoperta di questo processo e’ ad opera di Melrose , nel 1955 con la “cardioplegia chimica” ,

e di Bretshneider con la “cardioplegia farmacologia”.
Si accosta , nella pratica della circolazione extracorporea , il concetto di pretrattamento
del muscolo cardiaco , aumentandone o modificandone il metabolismo per resistere
meglio all’ischemia , con l’utilizzo di soluzioni ioniche .
Il sogno di una macchina che sostituisse le funzioni del cuore e dei polmoni esisteva da

tempo, ma i primi prototipi costruiti in Inghilterra dettero risultati disastrosi fino al 1958

quando furono perfezionate delle macchine cuore polmone efficienti ed il dott. De nnis Melrose

di Londra misea punto una tecnica che permetteva di iniettare nelle coronarie del paziente una

particolare soluzione che era in grado di fermare il battito cardiaco (cardioplegia).
Dubost , nel 1960 , si farà portavoce dell’uso dell’ipotermia profonda , nella chirurgia
cardiaca .
Risale al 1985 la tecnica della cardioplegia normotermica continua o intermittente di
Lichtenstein –Menaché (1985-1990) .
Le cardioplegie esistenti oggi sono diverse, ma si possono principalmente dividere in
due gruppi : cristalloidi ed ematiche.
Il sangue, come veicolo per cardioplegia, è associato al nome Buckberg , che la
introdusse nel 1978 ; la soluzione extracellulare cristalloide , nata nell’ospedale St.
Thomas , da cui prende il nome , nel 1987 .

 

 


C.E.C e Metodiche di protezione del miocardio :

  • 1955 fibrillazione ( KOUWENHOVEN)
  • 1957 arresto cardiaco provocato in distole  ( MELROSE-EFFLEN)
  • 1958 associazione cec+ipotermia + scambiatori termici (SEALY , BROWN)
  • 1958 Ipotermia selettiva irrigaz. fredda del pericardio (SHUMWAY)
  • 1959 ipotermia profonda generale a 15°-18° (DREW)
  • 1959 ipotermia selettiva + irrigazione fredda pericardio (SHUMWAY)
  • 1960 ipotermia profonda (DUBOST)
  • 1975 arresto cardiaco in diastole (BRETSCHNEIDER)
  • 1980 cardioplegia ipotermica anterogradac (BUCKBERG)
  • 1985 cardioplegia normotermica continua o interm (MENACHE’)

Metodiche di cardioplegia e diverse soluzioni adottate


Soluzioni cardioplegiche e vie di somministrazione


Varie sono le classificazioni entro le quali si possono considerare le differenti
“cardioplegie” ; in rapporto alla composizione si possono distinguere : cardioplegia
ematica o cristalloide , la prima costituita o da sangue in toto, o da sangue con agenti
farmacologic, , la seconda da una soluzione farmacologica cristalloide .
In rapporto alla via di somministrazione si distinguono :
1. anterograda : la soluzione cardioplegica è iniettata nel bulbo aortico ad aorta
clampata o direttamente nei seni coronarici ;
2. retrograda : la soluzione cardioplegica è iniettata nel seno coronarico , punto di
confluenza delle vene coronariche ad eccezione delle vene di Tebesio .
Nel primo caso la soluzione è somministrata attraverso una cannula situata nella radice
aortica ed è pertanto infusa negli osti coronarici mediante l’utilizzo di una pompa a rulli
o di una sacca a pressione . La tecnica della perfusione anterograda non è utilizzabile in
presenza di un’insufficienza significativa della valvola aortica . Vi è da registrare un
certo rischio di danneggiare gli osti coronarici a seguito dell’incannulazione diretta .

La perfusione antergrada è limitata anche nei casi di stenosi coronarica significativa o di
occlusione . Si debbono evitare valori di perfusione molto elevati , non più di 80/100
mmHg nella radice aortica per evitare lesioni anatomiche .
La perfusione retrograda , invece , è una tecnica utile nel caso di interventi che
comportino un lungo periodo di ischemia o negli interventi di rivascolarizzazione
coronarica . In soggetti con una grave e diffusa malattia coronarica , questa tecnica ,
associata alla perfusione anterograda , ci permette di proteggere un’ampia superficie di
tessuto miocardico , irrorando il tessuto a monte e a valle delle stenosi coronariche.
Nel caso di riparazione della valvola mitrale , l’esposizione chirurgica della stessa , produce
inevitabilmente un’insufficienza aortica , rendendo in questo modo difficile la
somministrazione attraverso la radice aortica di dosi cardioplegiche efficaci . Il cuore ,
con la cardioplegia retrograda si arresta più lentamente , rendendo più favorevole il
mantenimento dell’arresto . Pertanto , può essere utile somministrare una dose iniziale
per via anterograda , per poi successivamente passare all’infusione retrograda . Per la
cardioplegia retrograda , la pressione di perfusione , non deve superare i 60/80 mmHg ,
onde evitare lesioni al seno coronarico e al sistema di conduzione .
In rapporto alla modalità di somministrazione si distinguono due forme :
- intermittente , la più diffusa in cui la soluzione cardioplegica è infusa sistematicamente
a dose fissa ogni 15/20 minuti ;
- continua , in cui la perfusione cardioplegica avviene continuamente per tutto il tempo
dell’arresto cardiaco .
In relazione alla temperatura della soluzione somministrata si hanno :
- soluzione ipotermica , infondendo la soluzione a temperatura di 4°C ;
- soluzione normotermica , infondendo la soluzione a temperatura di 37°C .

 


Fasi dell’arresto cardioplegico :

Induzione : è la prima fase , in cui viene indotto l’arresto cardiaco in diastole .
Mantenimento : è la fase più prolungata durante la quale l’aorta è clampata e il cuore
non viene per fuso . La durata di questo periodo è pari al tempo tecnico della fase
centrale dell’intervento cardiochirurgico vero e proprio . La soluzione cardioplegica
viene somministrata regolarmente ad intervalli di 15/20 minuti .
Riperfusione : è la fase finale dell’arresto cardioplegico . Si induce la ripresa
dell’attività elettromeccanica del cuore , infondendo nel circolo coronarico , una
soluzione farmacologia contenente substrati energetici , ad una temperatura di 37° C .
In quasi tutti i centri di cardiochirurgia vengono impiegati , per l’infusione di
cardioplegia , appositi circuiti, così composti :

  • pompa roller
  • scambiatore di calore
  • doppia linea d’infusione
  • linee e di monitoraggio delle pressioni
  • trasduttore di pressione
  • Soluzione Custodiol

Indicazioni :
Nata come soluzione di scelta per
la conservazione di organi espiantati , è stata
successivamente utilizzata come soluzione cardioplegica .
E’ indicata per interventi di lunga durata ed estremamente complessi . Patologie
trivalvolari , malformazioni congenite cardiache , trapianti , resezioni tumorali ,
condizioni dove è richiesto un tempo di arresto cardiaco più prolungato . Questa
garantisce infatti , un tempo di protezione miocardica di circa 180 minuti .
La Custodiol è una soluzione cardioplegica di tipo intracellulare , contenente una
soluzione elettrolitica a bassa concentrazione di sodio e potassio e con il calcio alla
stessa concentrazione fisiologica intracellulare .
L’effetto della soluzione HTK ( Istidina – Triptofano – Chetoglutarato ) si basa
sull’inattivazione della funzione cellulare in virtù dell’estrazione di sodio e di calcio ,
combinato con l’intenso tamponamento dello spazio extracellulare tramite istidina
idrocloride , per ottenere una prolungata tolleranza ischemica . L’aggiunta di Triptofano
garantisce una protezione superiore alle membrane cellulari e aumenta la capacità di
tamponamento . L’alfa – cheto glutarato serve da substrato per produrre energia
aerobica durante l’induzione di cardioplegia e al momento del ripristino della
contrattilità cardiaca .
La pressione osmotica e’ bilanciata dall’aggiunta di mannitolo che contrasta l’edema
cellulare e rimuove o inibisce gli intermedi attivi dell’ossigeno come il superossido ed i
radicali liberi .


Soluzione Custodiol


La Custodiol viene infusa ad una temperatura di 4°C , sfruttando l’effetto ipotermico per ridurre il dispendio metabolico .
Composizione :
1000 ml contengono:
principi attivi
0,8766 g di cloruro di sodio 15,0 mnol
0,6710 g di cloruro di potassio 9,0 mnol
0,8132 g di cloruro di magnesio х 6 H²O 4,0 mnol
3,7733 g di istidina cloridrato monoidrato 18,0 mnol
27,9289 g di istidina 180,0 mnol
0,4085 g di triptofano  2,0 mnol
5,4652 g di mannitolo 30,0 mnol
0,0022 g di cloruro di calcio х 2 H²O 0,015 mnol
0,1842 g di potassio idrossi 2-chetoglutarato 1,0 mnol

 


Farmacodinamica :
1. Inibizione generale di tutti i processi di attivazione muscolare , nervosa a livello
delle strutture stimolabili di membrana .
2. Tamponamento intenso dell’intero compartimento extracellulare e conseguente
ritardo dell’istaurarsi di una critica acidosi intracellulare .
3. Prevenzione dell’edema intracellulare derivante dalla perdita della regolazione
osmotica cellulare .
PROTOCOLLO :
Il protocollo Custodiol prevede il monitoraggio di diversi valori indicativi . L’ infusione
avviene per via anterograda , a una temperatura di 4°C . Il volume della perfusione è di
1 ml di soluzione al minuto per grammo di peso stimato del cuore . La
somministrazione può avvenire con sacca di Custodiol infusa mediante pressione
idrostatica , a caduta , controllando il tempo e l’altezza sopra il livello del cuore .
Un’altra metodica e’ l’infusione mediante pompa a rulli , monitorando dosi e pressioni
d’infusione . Si infonde ad una pressione di 100 mmHg fino ad arresto del cuore ( 1000
ml circa ) ; si continua poi , sino a terminare la dose , infondendo ad una pressione di
40/50 mmHg .
Il tempo di perfusione con questo regime pressorio deve comunque raggiungere i 6-8
minuti complessivi , al fine di ottenere un equilibrio omogeneo nell’arresto del
miocardio di circa 3 ore .
DOSI SUCCESSIVE :
Qualora , le condizioni lo richiedano è possibile ripetere una dose successiva a una
pressione di 40/50 ml per 2/3 minuti , sempre per via anterograda .
Controindicazioni :
Per la sua composizione , la soluzione HTK , non ha mai mostrato effetti tossici .
Esistono comunque precauzioni d’impiego e avvertenze da seguire .
La Custodiol non e’ indicata per uso intravenoso o interatriale , ma è destinata
esclusivamente alla perfusione selettiva del cuore in stato di cardioplegia , non quindi
per infusione sistemica .
Per ovviare alla emodiluizione elevata , è opportuno che la soluzione cardioplegica
venga aspirata dall’atrio destro e dal ventricolo del cuore .
A seconda del vizio cardiaco sul quale si interviene , del metodo adottato , della durata
dell’intervento e della superficie corporea del paziente , si possono infondere fino ad un
massimo di 3 litri di soluzione cardioplegica ; ciò può comportare una diminuizione del
livello sierico di calcio ed è pertanto necessario eseguire gli opportuni controlli di
laboratorio .
L’ultilizzo di un emoconcentratore può rilevarsi utile in caso di elevate dosi di soluzione
somministrata .
 
Soluzione Buckberg


Indicazioni :
La cardioplegia Buckberg è una fra le metodiche più utilizzate nel mondo . La soluzione
ideata da Buckberg , offre il vantaggio di utilizzare un veicolo ematico per la
somministrazione della soluzione cardioplegica . Il protocollo di somministrazione

prevede l’impiego di tre diverse soluzioni con concentrazioni elettrolitiche differenti e
con relative fasi : induzione , mantenimento , riperfusione .
La soluzione è composta essenzialmente da sangue arterioso , prelevato da un’apposita
uscita dell’ossigenatore , e miscelato con una soluzione cristalloide in rapporto 4:1 .
Il protocollo risulta essere efficace soprattutto durante periodi ischemici lunghi ed in
pazienti con frazioni di eiezione ridotte . In queste situazioni i vantaggi
farmacodinamici , indotti dalla cardioplegia , risultano notevoli .
I presupposti per ottenere i vantaggi desiderati sono che la cardioplegia sia distribuita
uniformemente a tutte le regioni miocardiche , infondendola sia per via anterograda ,
che per via retrograda .

 

Composizione B 1:

pH 7.5-7.6
CPD 0.15 - 0.25 mnol/l
Citrati 25.6 mnol/l
Glucosio 4gr/l al 5%
Tham 200 ml
Kcl 30 mEq ( 15 ml )
mEq / l = Na 57.5 ; K 48.8 ; Cl 83,2


Composizione B 2 :
KCL 15 mEq/l
pH 7.5-7.6
CPD 0.15 - 0.25 mnol/l
Fosfati 1.3 mnol/l
Citrati 25.6 mnol/l
Glucosio 4gr/l al 5%
Tham 200 ml
mEq / l = Na 57.5 ; K 48.8 ; Cl 83,2

 

Composizione B 3 :
KCL 15 mEq/l
CPD0.15 - 0.25 mnol/l
pH7.5-7.6
Trometamolo 66.83 mnol/ l
Aspartato-glutammato 56.75 mnol/l
Citrati 70.80 mnol/l
Glucosio 4gr/l al 5%
Na1 77,98 mEq
K+ 27 mEq
Cl- 27 mEq

 


Farmacodinamica :
La cardioplegia Buckberg offre i seguenti vantaggi :

1 - capacità tampone ;
2 - reologia e benefici antiossidanti per la sua capacità di aumentare l’apporto di
ossigeno ;
3-  capacità di prevenire il danno ischemico con il costante apporto di metabolici ;
4 - maggiore pressione colloido-osmotica data dalla presenza delle proteine
plasmatiche ;
Modalità di somministrazione :
CIRCUITO :
Il circuito di somministrazione è composto da un apposito sistema concepito per la
somministrazione di fluido cardioplegico con sangue .
Vi sono due linee di diverso calibro , in rapporto 4:1 , che prelevano sangue e soluzione
; una pompa peristaltica che permette di avere il controllo totale dei parametri relativi
all’infusione ; un’unità caldo-freddo , dal quale dipende , attraverso uno scambiatore di
calore , la temperatura del fluido di perfusione ; e una linea di pressione per il
monitoraggio della pressione di infusione .
Le tre diverse fasi d’induzione sono :
INDUZIONE FREDDA ( 4/8° C ) :
Si utilizza la soluzione cardioplegica B1 , infondendo 250/350 ml/min per 3 minuti ( per
cuori ipertrofici anche 4 minuti ) : metà dose per via anterograda a una pressione di
80/100 mmHg , e metà per via retrograda a una pressione inferiore ai 50/60 mmHg .
In alcuni casi , se il cuore ha una funzione molto compromessa , oppure si è in presenza
di una coronaria destra completamente chiusa si può associare cooling esterno per
migliorare la protezione miocardica che non potrebbe essere ottimale neppure con la
perfusione retrograda .
MANTENIMENTO ( 4/8° C ) :
Si utilizza la soluzione cardioplegica B2 . Il mantenimento prevede la ripetizione di una
dose fredda ogni 15/20 minuti di clampaggio aortico : la quantità prevista per ogni dose
è di 200ml/min per 2 minuti , alternando la via retrograda a quella anterograda
mantenendo la pressione di perfusione corretta .
RIPERFUSIONE ( 37° C ) :
Viene utilizzata la soluzione B3 . Il riscaldamento del paziente dovrà essere iniziato 3-4
minuti prima della somministrazione della soluzione da riperfusione , che sarà
mantenuta intorno ai 37 gradi . Si dovrà quindi provvedere al riscaldamento della stessa
attraverso lo scambiatore di calore e allo spurgo della soluzione di mantenimento .
Si procede all’infusione a 150 ml/min per 3 minuti e poi , si continua la perfusione solo
con sangue caldo ( wash out ) , prima di declampare l’aorta .
INDUZIONE CALDA :
Nel caso di shock cardiogeno , o marcata instabilità emodinamica prima della C.E.C. , o
ancora di grave deterioramento ventricolare , è bene che il cuore venga rifornito di
substrati energetici prima di sottoporlo all’arresto ischemico .
Si utilizza la stessa soluzione usata per la riperfusione con aspartato-glutammato . In
questo caso , dovendo arrestare il cuore , la concentrazione di potassio sarà maggiore
( 50 mEq ) .
La soluzione deve essere calda e somministrata ad un flusso di 250/300 ml/min , senza
mai superare i 50 mmHg , per via retrograda . Quando il cuore cessa l’attività elettrica e
meccanica , si rallenta il flusso della somministrazione a 150 ml/min . Si continua cosí ,
poi con la soluzione fredda per induzione come da protocollo ( flussi di 250-300 ml per
3 minuti alternando la via anterograda a quella retrograda ) .
Controindicazioni :
Non sono stati riscontrati effetti tossici della soluzione Buckberg nell’attività clinica .
Tuttavia esistono svantaggi da un punto di vista economico e tecnico nell’utilizzo di
questa pratica . Il costo delle soluzioni è elevato in rapporto alle altre in uso .
Da un punto di vista tecnico è opportuno osservare come sia importante la temperatura
della soluzione ematica . La maggior viscosità del sangue a bassa temperatura , riduce la
capacità di raffreddare alcune zone di miocardio sottese a coronarie stenotiche ,
attraverso vie collaterali .


Soluzione Saint Thomas


Indicazioni :
La cardioplegia St.Thomas è la soluzione più diffusa e utilizzata nella pratica chirurgica
, soprattutto negli Stati Uniti .
La facilità di preparazione , la composizione costante , la minor viscosità sono parametri
indicativi dell’efficacia della soluzione St. Thomas . Il suo uso risulta semplice
economico ed efficace .
La razionalità nell’uso della cardioplegia fredda , per la protezione miocardica , è che
con questa tecnica , durante il clampaggio aortico , il consumo di ossigeno viene ridotto
a livelli cosi bassi che l’energia di scorta dei tessuti è sufficiente a mantenere la struttura
cellulare e le pompe energetico-dipendenti delle membrane cellulari .
La cardioplegia cristalloide si è dimostrata sicura ed efficace nel proteggere il miocardio
dall’insulto ischemico ed è tuttora utilizzata largamente . Nella sua formulazione ,
diverse sostanze , quali ossigeno , fosfati , aminoacidi , glutammato , aspartato , calcio
antagonisti , sono state proposte come additivi per migliorare gli effetti cardioprotetivi ,
con risultati non sempre convincenti . La St.Thomas è una soluzione ionica , il cui
effetto si basa sulla variazione delle concentrazioni extracellulari . Essa agisce
principalmente per mezzo di un aumento della concentrazione di potassio , producendo
una iperpolarizzazione di membrana che arresta il cuore in diastole e mantiene uno stato
di riposo elettrico di membrana . Bloccando la contrazione fibrocellulare si viene a
ridurre la spesa energetica .
Si trovano in commercio soluzioni già pronte oppure si possono preparare modificando
delle soluzioni elettrolitiche bilanciate . Le soluzioni pronte commercializzate riducono
il rischio di errore nella preparazione farmacologia della soluzione stessa . Alcune
soluzioni disponibili in commercio sono a pH variabile e a queste possono essere
aggiunti bicarbonato o Tham . Le concentrazioni potassio variano tra i 20/25 mEq/L e .
Una pratica è quella di ossigenare la soluzione con ossigeno al 100% ; altri studi
promuovono un mix di gas contenente una piccola quantità di biossido di carbonio che
conferiscono un pH più fisiologico . Infine la soluzione viene raffreddata a 2/4°C ,
attraverso l’impiego di uno scambiatore di calore .

 

Composizione :
Composizione della soluzione cardioplegia St. Thomas Hospital
Na+ 110
K+ 16
Ca++ 1.2
Mg++ 16
Cl- 160
S. Bicarbonato 10
pH 7.8

Osmolarità ( m. osmol/Kg H²O ) 320

 

 

Farmacodinamica :
La soluzione cristalloide basa il suo effetto cardioplegico sulla variazione delle
concentrazioni ioniche extracellulari , agendo principalmente mediante un aumento
della concentrazione del potassio .
I sistemi di azione sono i seguenti :
1. temperatura della soluzione > 4°C , impedendo il deterioramento dell’ATPasi ( 10°C
media ) , mantenendo la temperatura corporea in C.E.C. a 28-32°C ;
2. iperpolarizzazione di membrana con arresto del miocardio in diastole ;
3. mantenimento costante dello stato di riposo elettrico di membrana .
La presenza del magnesio offre i seguenti vantaggi :

  • riduzione del gradiente transmembrana ;
  • riduzione della fuga del K+ e del conseguente ingresso del Ca++ ;
  • riduzione degli eventi aritmici ;
  • concentrazione ottimale del Mg++ 16 mnol/l ;
  • concentrazione ottimale della procaina 0,05 mnol/l .
  • Modalità di somministrazione :
  • Temperatura della soluzione : 2 / 4° C .
  • Infusione per via anterograda e retrograda .

La modalità di somministrazione può avvenire attraverso due tecniche :
Infusione idrostatica con sacca a pressione ;
Infusione mediante pompa di perfusione con controllo del tempo e della
pressione nella radice dell’aorta .
PRIMA DOSE :
La prima infusione è di 10-12 ml/Kg ( 1l di soluzione circa ) che porta la temperatura
miocardica ad un minimo di 15°C .
Pressione di perfusione a 100/110 mmHg nella radice dell’aorta .
Il tempo di perfusione con questo regime pressorio deve essere di circa 2–3 minuti fino
ad arresto cardiaco , per via anterograda , poi si continua per via retrograda sino a
completare la dose . Una ipotermia sistemica moderata ( 33/34°C ) aiuta il
raffreddamento miocardico e ne previene il riscaldamento .
DOSI SUCCESSIVE :
Durante la fase di arresto cardioplegico , il cuore , per la presenza del circolo collaterale
non coronarico e delle collaterali bronchiali , tende a riscaldarsi ed a riacquistare attività
elettromeccanica .
Per questo motivo quando , per esigenze chirurgiche , sono richiesti tempi lunghi di
clampaggio aortico , si rendono necessarie periodiche reinfusioni di cardioplegia ( ogni
15/20 minuti circa ) .
Controindicazioni :
Le complicanze della cardioplegia sono principalmente correlate agli effetti
concentrazione-dipendenti sulla depolarizzazione di membrana .
Una concentrazione inadeguata di potassio extracellulare determina un’incompleta
inattività cardiaca ed una minima conservazione di energia . Una eccessiva
concentrazione di potassio extracellulare promuove l’ingresso di calcio intracellulare e
favorisce pertanto la contrazione miocardica , l’aumento della tensione di parete e
l’utilizzazione delle scorte energetiche .
Nella pratica clinica non è ancora possibile calcolare la precisa concentrazione di
potassio necessaria per raggiungere l’inattività elettromeccanica .
Altro fattore aggravante è l’eccessiva emodiluizione che comporta la cardioplegia
cristalloide .
Questa caratteristica la rende meno consigliata in pazienti che hanno valori di
ematocrito ridotti nel preoperatorio


Cardioplegia Ematica Calafiore


Indicazioni :
La metodica Calafiore è oramai una pratica in uso in molti centri , alcuni dei quali ne
hanno apportato delle modifiche , riguardanti i tempi di somministrazione e l’utilizzo di
farmaci ( magnesio ) .
Prerogativa di questa metodica è la sua applicazione esclusivamente nella warm –
surgery , in quanto l’infusione viene attuata in condizioni normotermiche ( 37° C ) .
La cardioplegia ematica calda iperpotassica , prevede un’infusione di sangue caldo con
aggiunta di potassio , per via anterograda e retrograda . Si basa sul principio della
prevenzione dell’ischemia e sulla resuscitazione dei miociti ischemici , storditi , ma
ancora vitali .
Infatti , con l’utilizzo di questa cardioplegia , si è riscontrata una riduzione
nell’incidenza di infarti perioperatori e di sindromi da bassa portata cosi come un ridotto
utilizzo del contropulsatore aortico , rispetto alla cardioplegie ematica fredda .
La cardioplegia ematica a 37°C ottimizza la biochimica e le proprietà biofisiche del
sangue . La migliore cessione dell’ossigeno dall’emoglobina avviene a 37°C . Quindi la
somministrazione della cardioplegia normotermica ematica è preferita per la migliore
utilizzazione dell’ossigeno , per i processi riparativi e lascia potenzialmente spazio per
la ripresa ( resuscitation ) del cuore danneggiato durante il clampaggio aortico .
Questa metodica trova il fondamento teorico nel fatto che il solo arresto
elettromeccanico del cuore a 37°C , diminuisce in modo sostanziale le richieste
miocardiche di ossigeno ( da 10 ml/100g/min a 1 ml/100g/min ) . Viene dunque
preservato il metabolismo aerobico e evitato il problema della formazione dei radicali
liberi .
Modalità di somministrazione :
La tecnica di somministrazione di questa soluzione può avvenire attraverso due diverse
metodiche :
Perfusione Continua ;
Perfusione Intermittente .

La perfusione continua si basa sul concetto teorico che un flusso ematico continuo
potrebbe evitare il processo ischemico .
Questo vantaggio teorico non è stato confermato nel tempo e la tecnica è stata
abbandonata a favore della cardioplegica ematica normotermica intermittente .
Quest’ultima può essere utilizzata anche immediatamente prima dell’avvio della C.E.C.
come induzione calda allo scopo di precondizionare attivamente il cuore ad aumentare
la sua tolleranza all’intervento ischemico successivo .
La somministrazione avviene attraverso l’utilizzo di un circuito , con pompa roller , a
cui viene collegata una pompa-siringa per regolare l’infusione di potassio .
L’infusione è realizzata per via anterograda e per
di potassio da somministrare .
via retrograda ., seguendo un
protocollo , che ne regola la velocità e il tempo di somministrazione , correlato alle dosi

 

Dose Sangue ml/min Pompa siringa ml/h Durata min. mEq/l
1 300 bolo 2 ml più 150 2 18-20
2 200 120 2 20
3 200 90 2 15
4 200 60 3 10
5 200 40 4 6.3
6 200 40 5 6.3


Farmacodinamica :
I vantaggi indotti dalla cardioplegia ematica sono :
1. La possibilità di mantenere una C.E.C. normotermica elimina i possibili effetti
deleteri sulla coagulazione e sulla funzionalità multiorgano ;
2. La retroperfusione continua consente di mantenere le condizioni di normotermìa e di
aerobiosi ;
3. Possibilità di evitare il processo di liberazione dei radicali liberi dell’ossigeno .
Controindicazioni :
L’utilizzo della warm surgery deve essere valutata anche in relazione agli effetti
sistemici che questo tipo di strategia può determinare . Alcuni autori hanno riportato un
maggior numero di eventi neurologici , mentre altri hanno segnalato un incrementato
uso di farmaci vasopressori . Inoltre la normotermìa non consente periodi sicuri di
arresto della perfusione locale o sistemica , con un aumento del rischio di ischemia
miocardica , celebrale e di disfunzione multiorgano .
Alcuni casi clinici hanno riportato situazioni di iperpotassiemìa , successivamente
curate con l’utilizzo di diuretici e soluzioni glucosata-insulina .
Conclusioni
Dallo studio descrittivo di questo elaborato è apparso evidente come sia possibile
ottenere un’adeguata protezione miocardica mediante diverse soluzioni cardioplegiche .
Ogni soluzione presenta differenti caratteristiche e include differenti vantaggi e limiti .
Alla base della scelta della soluzione cardioplegica più adatta , vi deve essere un attento
e meticoloso studio preoperatorio del paziente . Sapere se si prevede un intervento , di
breve o lunga durata , è fondamentale per la scelta del tipo di protezione miocardica .
Nel primo caso infatti la scelta verterà sulla Buckberg , sulla Calafiore o sulla St.
Thomas , mentre escluderemo a priori la Custodiol . Al contrario la previsione di un
intervento di lunga durata ed estremamente complicato , predispone all’utilizzo della
Custodiol , per le sue caratteristiche di preservazione del cuore per un tempo di 180
minuti . Altri fattori determinanti nella scelta della cardioplegica sono i parametri
ematochimici del paziente . Un valore di ematocrito basso è un fattore che indica
l’utilizzo della Buckberg o della Calafiore , a discapito della St.Thomas e della
Custodiol , cosi come in presenza di un’insufficienza renale , è consigliabile utilizzare
una cardioplegia con ridotti volumi di soluzione . Valori ematochimici che presentano
una condizione di iperpotassiemìa inducono alla esclusione della Calafiore .

Laconduzione della C.E.Cin ipotermia moderata predispone alla scelta di unacardioplegia

fredda . Mentre con una C.E.C. normotermica la cardioplegia ematica
calda è sicuramente la soluzione più logica . In presenza di pazienti in stato di shock
cardiogeno o di marcata instabilità emodinamica , cardioplegie come la Buckberg o
l’ematica calda , permettono di rifornire il miocardio di substrati energetici , prima
dell’arresto ischemico . La scelta ottimale della soluzione cardioplegica , si ottiene
solamente attraverso l’attenta analisi di ogni singolo caso clinico e una precisa
conoscenza dei principi fisiologici di base .
Occorre pertanto che tutti i principali metodi di protezione , debbano fare parte della
preparazione tecnica di ogni perfusionista .
Per ottenere una cardioprotezione ideale , sarebbe utile adattare , ad ogni singolo caso
un tipo specifico e personalizzato di protezione del miocardio in rapporto alla patologia
cardiaca individuale .

 

 

 

di: Myocardial Protection . Thorac. Surg . 28:295; 1980 .

 

Pubblicato da: Dr. Mauro Di Marino

 


 

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