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Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery

Print version ISSN 0102-7638On-line version ISSN 1678-9741

Rev Bras Cir Cardiovasc vol. 12 n. 1 São Paulo Jan./Mar. 1997

http://dx.doi.org/10.1590/S0102-76381997000100013 

Uso de oxigênio puro e shunt veno-arterial nos oxigenadores de membrana

 

Domingos Junqueira de MORAES*, Mário Coli Junqueira de MORAES*, José Ronaldo J. DIAS*, Paulo MARTINS*, Zuleica Coli J. de MORAES*, Celita Geraldo de SOUZA*, Sérgio Lopes de AZEVEDO*, Madalena O. GATTI*, Maurício NOVAES*

 

 

RBCCV 44205-339


Moraes D J, Moraes M C J, Dias J R J, Martins P, Moraes Z C J, Souza C G, Azevedo S L, Gatti M O, Novaes M - Uso de oxigênio puro e shunt veno-arterial nos oxigenadores de membrana.  Rev Bras Cir Cardiovasc 1997; 12 (1): 77-82.

RESUMO: Cinqüenta pacientes (32 masculinos e 18 femininos) com idade variando entre 31 e 82 anos, peso entre 43 e 98 kg foram submetidos a perfusão normotérmica (34°C a 36°C) e hemodiluição, com o oxigenador de membrana (DMG). Empregou-se um shunt entre a linha arterial e venosa de modo que só uma porcentagem do sangue venoso passou pelo oxigenador. O volume do shunt foi controlado por torniquete graduado e o fluxo constantemente medido por um fluxômetro eletrônico (Biopump). Também a saturação arterial e venosa de hemoglobina foram constantemente medidas por um oxímetro (Oxisat Bentley) colocado na linha de perfusão. Além disso, foram realizadas gasometrias arterial e venosa, cada 20 a 30 min com aparelho de gasometria. O shunt foi colocado antes do filtro arterial, onde a mistura arteriovenosa se completa. O fluxo de perfusão foi mantido com drenagem livre das cavas atingindo em média 45 à 60 ml/kg de peso corporal. Obteve-se saturação arterial de hemoglobina em torno de 90% a 93% e saturação venosa entre 55% e 75%. O hematócrito foi mantido entre 25% e 35%, sendo o mínimo aceito de 20%. Para se obter esses números de saturação de hemoglobina bastou passar 50% do sangue venoso pelo oxigenador, à temperatura corporal entre 34°C e 36°C. Pelas dosagens da gasometria cada 20 min a 30 min, o PH se manteve normal em torno de 7,4, PCO2 entre 20 mmHg e 40 mmHg e PO2 arterial entre 70 mmHg a 90 mmHG. No final da perfusão, ao se aquecer o paciente para 37°C o shunt foi reduzido para ± 30%. A pressão arterial média manteve-se entre 60 mmHg a 80 mmHg. O tempo de perfusão variou de 65 min a 195 min. O sangramento pelos drenos nas primeiras 12 horas do pós-operatório foi entre 350 ml a 650 ml. Nenhum paciente apresentou qualquer grau de disfunção cerebral diagnosticado clinicamente. Houve 2 óbitos hospitalares: 1 paciente, na 2ª semana do pós-operatório, de insuficiência respiratória; outro, de infarto do miocárdio, na 4ª semana. Concluímos que o emprego do shunt veno-arterial e oxigênio puro nos oxigenadores de membrana mostrou ser método adequado para abolir o uso de ar comprimindo e blenders nesses oxigenadores, ao mesmo tempo que, teoricamente, reduz em 40% a 50% os efeitos deletérios ou inflamatórios causados pelos oxigenadores artificiais. Na hipotermia, o método pode ser usado com mais liberdade, conforme trabalho por nós publicado, utilizando oxigenadores de bolhas.

DESCRITORES: Derivação arteriovenosa cirúrgica, métodos. Oxigenadores de membrana. Perfusão. Hemodiluição. Circulação extracorpórea.


 

 

INTRODUÇÃO

Admite-se, atualmente, que a circulação extracorpórea com oxigenação artificial provoca uma reação inflamatória geral de intensidade variável, que poderia ser comparada a uma queimadura de extenção proporcional ao tempo de perfusão. Há alterações no sangue e nos tecidos, que são mais evidentes com os oxigenadores de bolhas, mas que também ocorrem com os oxigenadores de membrana. Essas reações podem ser demonstradas pelo aumento de C5 e C3 no sangue, bem como alterações na cascata da coagulação, na cascata fibrinolítica e da kalicreína. Também na depressão do sistema imunológico (1, 2).

O maior potencial de dano ao sangue e aos tecidos é, provavelmente, conseqüência da grande dispersão do sangue na superfície não endotelial dos oxigenadores; daí porque, na circulação assistida, onde o sangue circula também artificialmente pelos tubos de plástico e é impulsionado por uma bomba mecânica, mas oxigenado pelos pulmões, essas alterações, tanto no sangue como nos tecidos e órgãos, são incomparavelmente menores (3, 4).

O conceito de transferir o oxigênio do sangue arterializado para a circulação venosa corresponde ao princípio da circulação fetal onde o débito das artérias uterinas é mais ou menos igual ao do débito cardíaco fetal (5). Por outro lado, devemos nos lembrar que as necessidades de oxigênio do feto são satisfeitas com saturação arterial menor que a saturação venosa da mãe, em torno de 62% na aorta torácica (Figura 1).

Nós já empregamos esse princípio em mais de 300 perfusões em hipotermia, usando oxigenadores de bolhas (6, 7).

 

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Fig.1 - Representação esquemática da circulação fetal humana. Adaptação de Rudolph citado no livro de Comroe: Phisiology of Respiration. Year Book Medical Publishers. 2 ed. p. 242.

 

CASUÍSTICA E MÉTODOS

Cinqüenta pacientes com idade variando entre 35 anos e 82 anos, peso de 43 kg ® 98 kg sendo 32 masculinos e 18 femininos foram prospectivamente estudados. Empregou-se oxigenador de membrana (DMG), normotermia (34°C ® 36°C), e hemodiluição com Ringer e Manitol. O gás do oxigenador foi oxigênio puro na proporção de 1/1. Foi estabelecio um shunt veno-arterial de modo que só uma percentagem do sangue venoso passasse pelo oxigenador (Figura 2).

 

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Fig.2 - Representação esquemática do circuito de perfusão indicando os monitores do fluxo do shunt, regulagem e saturação arterial e venosa.

 

Ao iniciar a perfusão progressivamente, foi-se abrindo o torniquete graduado que regula o shunt de modo que se pudesse alcançar um fluxo pelo shunt em torno de 30% ® 50% do débito da perfusão, ao mesmo tempo que se controlava pelo oxímetro na linha venosa e arterial medidas consideradas por nós dentro dos limites fisiológicos.

Uma vez estabelecido o volume do shunt, por exemplo 40%, essa mesma porcentagem acompanhou automaticamente, na mesma proporção, as variações que ocorriam no débito sistêmico dado pela bomba de rolete. A medida do volume do shunt foi feita por meio de fluxometro eletromagnético muito preciso (Biopump). O oxímetro empregado foi "Oxisat Bentley". O fluxo de perfusão foi feito com drenagem das cavas com cânula única ou separadas (lesões valvares) e de modo geral atingiu 50 ml ® 60 ml por kg de peso corporal. O retorno arterial foi feito pela aorta em todos os pacientes. O hematócrito foi mantido entre 20% ® 30%, sendo transfundido sangue ou concentrado de hemácias se tendesse a baixar aquém de 20%.

A anestesia foi realizada com fentanil e curarização completa para se manter mínimo o consumo de oxigênio. Na fase final de perfusão, quando se acionava o permutador de calor para se atingir temperatura de 36,5oC ® 37oC iniciava-se também a ventilação pulmonar e se reduzia o shunt, dependendo da oximetria venosa. Além da determinação da saturação arterial e venosa contínua, pelo oxímetro foram realizadas dosagens de gazes a cada 15 min ® 20 min, tanto do sangue arterial como venoso.

 

RESULTADOS

A maioria dos pacientes manteve pressão arterial em torno de 60 mmHg ® 80 mmHg, e apresentou boa diurese. Todos acordaram bem no final da operação, não tendo sido observados quaisquer sinais de disfunção cerebral diagnosticada clinicamente. Como não se utilizou o permutador de calor, a não ser no final da perfusão, a temperatura corporal progressivamente baixou para 34oC. Manteve-se essa temperatura com permutador de calor se tendesse para baixar aquém de 34oC.

As determinações dos gazes realizadas a cada 15 min a 20 min revelaram que, mantendo-se o shunt entre 40% à50% do débito circulatório, a saturação arterial e venosa podia permanecer dentro de limites por nós considerados como seguros ou fisiológicos, ao mesmo tempo que teoricamente houvesse a vantagem de se reduzir, nessa mesma porcentagem, os efeitos deletérios ou inflamatórios causados pelos oxigenadores artificiais. Na Tabela 1 estão os resultados em 10 pacientes nos quais se manteve o shunt entre 40% ® 50%.

 

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Verifica-se aí que a saturação arterial manteve-se em torno de 90% e a saturação venosa em torno de 65%.

Quando se reduziu o shunt para 30% ® 40%, verificou-se que houve uma pequena elevação na saturação (Tabela 2).

 

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Para exemplificar, damos as dosagens gasométricas de 2 pacientes considerados como de risco mais elevado, ambos submetidos a perfusão de duração além de duas horas.

Houve 2 óbitos nessa série, nenhum relacionado à perfusão: Um paciente faleceu na 2ª semana após a operação, de insuficiência respiratória e outro na 4ª semana, de infarto do miocárdio.

 

COMENTÁRIOS

A idéia de diminuir os efeitos deletérios ou inflamatórios da circulação extracorpórea com oxigenação artificial por meio de shunt veno-arterial, procurando imitar o princípio da circulação fetal, ocorreu-nos, há mais de 10 anos, quando fizemos trabalho apresentado em Munich no Simpósio Comemorativo de 30 anos do emprego da circulação extracorpórea. Continuamos a usar a técnica e a empregamos com bons resultados em mais de 300 perfusões com hipotermia (22°C ®   30°C) e oxigenadores de bolhas. Com o advento dos oxigenadores de membrana e a tendência de se usar mais perfusões normotérmicas, para diminuir o tempo de perfusão, passamos a usar um shunt veno-arterial nesses oxigenadores e, assim, evitar o emprego de blenders e ar comprimido no circuito. Há cerca de um ano, quando passamos a dispor de um fluxômetro preciso (fluxômetro eletromagnético da Biopump) e também monitorizar constantemente a saturação venosa e arterial, propusemo-nos a fazer o presente trabalho. Procurando-se equilibrar ou combinar a maior percentagem de shunt com a necessidade, ao mesmo tempo, de se evitar déficit do fornecimento de oxigênio à mitocôndria, isto é, manter o metabolismo aeróbico, poder-se-ia obter a máxima vantagem do método no que diz respeito a diminuir as reações inflamatórias provocadas pelos oxigenadores. Os resultados a que chegamos indicam que, nessas proporções usadas, houve sempre bons resultados do ponto de vista clínico e da gazometria. A saturação arterial da hemoglobina em torno de 90%, que consideramos adequada, está, na monografia "Oxygen Transport" de J.D. Edwards, W.C. Shoemaker e J.L. Vincent, considerada como normal no capítulo referente ao tratamento da insuficiência respiratória aguda S.A.R.A. Durante a perfusão, entretanto, a informação mais importante é fornecida pela saturação venosa que representa o balanço de oxigênio, devendo ficar acima de 55%, preferivelmente, em torno de 70% (8, 9). Levando-se em conta que, normalmente, o "Oxygen delivery" excede o consumo de oxigênio por um fator de ± 4 X 1, somente quando a saturação venosa baixa aquém de 40% existe uma situação de relativa emergência que pode ser perfeitamente reconhecida pelo perfusionista pela côr extremamente escura da linha venosa. Também se deve levar em conta que o consumo de oxigênio, no paciente paralisado, sem os batimentos cardíacos, e o esforço respiratório é em torno de 30% menor, mesmo em normotermia. Deixando-se a temperatura baixar espontaneamente para 34ºC, estamos ainda dentro do que se convencionou chamar de perfusão normotérmica, mas nessa temperatura também o consumo de O2 é em torno de 25% menor. Somando-se, representa em torno de 50% de redução de consumo de O2 nas condições em que o paciente está sendo operado.

Finalmente, devemos fazer considerações sobre a hemodiluição. O conteúdo de oxigênio do sangue é função linear do hematócrito, mas há uma relação exponencial entre o hematócrito e a viscosidade sangüínea: assim, uma queda do hematócrito pode produzir paradoxalmente um aumento no transporte de oxigênio (10-13). Nas temperaturas entre 32oC e 37oC, a capacidade máxima de transportar oxigênio se dá com hematócrito de 30%. Assim, o hematócrito entre 25% e 30% seria o mais eficiente e ideal nessas circunstâncias.

 

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CONCLUSÕES

  • O emprego de oxigênio puro e shunt veno-arterial mostrou ser método adequado e seguro para abolir o uso de ar comprimido e blenders nos oxigenadores de membrana.
  • Teoricamente pode-se reduzir em 40% a 50% os efeitos deletérios ou inflamatórios da oxigenação artificial, passando-se apenas um terço ou metade do sangue venoso pelo oxigenador, nas perfusões normotérmicas (34 ® 36ºC).
  • Na hipotermia, pela baixa do consumo de O2, o método pode ser usado com mais liberdade, conforme trabalho por nós publicado usando oxigenador de bolhas.

 

 

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Moraes D J, Moraes M C J, Dias J R J, Martins P, Moraes Z C J, Souza C G, Azevedo S L, Gatti M O, Novaes M - The use of pure oxygen and venous arterial shunt in membrane oxygenators.  Rev Bras Cir Cardiovasc 1997; 12 (1): 77-82.

ABSTRACT: Fifty patients, age from 32 to 82 years, were submitted to extracorporeal circulation using a membrane oxygenator (D.M.G.) in which a venous arterial shunt was employed so that only one third to one half of the venous blood were gone through the oxygenator. The gas used in the oxygenator was pure oxygen. The patients were kept with temperature of 34 to 36°C, anestetized with phentanil and full curarization, to decrease to a minimum the O2 comsumption. The average arterial SO2 was ± 90% and the venous saturation ± 70%. There were no significant variations in PCO2 and PH. During perfusion the arterial and venous saturations were monitored with an oxymeter and also the volume of the shunt measured by an electromagnetic flowmeter (Biopump). There were two deaths in the post operative period (two weeks and three weeks after surgery) not related to the perfusion method. We conclude that the use of a venous arterial shunt and pure oxygen in membrane oxygenators can substitute the gas mixture routinely used in these devices and has as advantage to reduce in theory the inflamatory responses produced by the artificial oxygenators.

DESCRIPTORS: Arteriovenous shunt, surgical methods. Oxygenators, membrane. Perfusion. Hemodilution. Extracorporeal circulation.


 

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1 Blackstom E H, Kirklin J W, Stewart R W, Chenoweth D E - Damaging effects of cardiopulmonary by pass. In Prostaglandins in clinical medicine. Keneth K W V & Rossi E C eds. New York: Year Book Medical Publishers Inc., 1982.         [ Links ]

2 Graulle G P, Davis R F, Utley Z R eds. - Cardiopulmonary bypass principles and practice. Philadelphia: Willians and Wilkins Co., 1980: 249.         [ Links ]

3 Moraes D J, Abilio F M, Cunha M F et al. - Perfusion for myocardial revascularization without an artificial oxygenator. Cardiovasc Bull Texas Heart Inst 1979; 6: 144.         [ Links ]

4 Killen D A, Pichler J M, Borkon A M, Reed W A - Biomedicus assist devices for salvage of cardiac surgical patients. Ann Thoracic Surg 1991; 52: 230-5.         [ Links ]

5 Medeiros Sobrinho J H - Fisiologia cardiovascular. Circulação fetal e neonatal. São Paulo: Fundo Editorial Bick Procienx, 1965: 303.         [ Links ]

6 Moraes D J, Moraes M C J, Dias R et al. - Extracorporeal circulation with venous arterial shunt. In: Hagh S, Klavekon W P, Mayr N, Sebening F eds. Thirty years of extracorporeal circulation. Munich, 1984.         [ Links ]

7 Moraes M C J - Oxigenação autógena e mistura arteriovenosa em circulação extracorpórea [Tese. Mestrado] Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1984

8 Daravic G O - Hemodynamic Monitoring. 2 ed. Philadelphia: W B Saunders, 1985: 231.         [ Links ]

9 Ciley E R & Barlett R H - Extracorporeal life support for respiratory failure. In: Gravlee GP, Davis RF, Utley JR, eds. Cardiopulmonary bypass: principles and practice. Philadelphia: W B Saunders, 1974: 65.         [ Links ]

10 Mesmer K - Hemodilution. Surg Cln N. Am 1975; 55: 659-78.         [ Links ]

11 Moraes D J, Jasbik W, Coutinho H, Zima A, Braga D S, Franco S - Hemodilution in extracorporeal circulation using plasma and dextram as diluent. J Cardiovasc Surg 1963; 4: 36-8.         [ Links ]

12 Gollan F - Optimal blood perfusion. In: Litwak R S & Jurado R A eds. Care of the cardiac surgical patient. New York: Appleton, 1982:1.         [ Links ]

13 Moraes D J, Jasbik W, Franco S - Perfusão prolongada com hemólise mínima: uso de plasma em substituição ao sangue do oxigenador. Rev Bras Cir 1960; 39: 129-32.         [ Links ]

 

Trabalho realizado no H. A. Silvestre e H. U. A. P. da U. F. F.; Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Apresentado ao 23º Congresso Nacional de Cirurgia Cardíaca. Recife, PE, 20 a 23 de março, 1996.

* Do Hospital A. Silvestre e H. U. A. P. da U. F. F.

Endereço para correspondência: Domingos Junqueira de Moraes, Rua Ramon Franco, 66. Urca, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. CEP: 22290-290. Tel. (021) 295-5044/295-5690. Fax: (021) 542-0114.

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