bypass Cardiopolmonare può essere definita come una tecnica in cui una macchina temporaneamente assume la funzione del cuore e dei polmoni durante l’intervento chirurgico, mantenendo la circolazione del sangue e il contenuto di ossigeno del corpo del paziente.
Le macchine di bypass cardiopolmonare sono gestite da perfusionisti per bypassare il cuore e i polmoni durante la chirurgia a cuore aperto. Il sangue che ritorna al cuore viene deviato attraverso una macchina cuore-polmone (una pompa-ossigenatore) prima di riportarlo alla circolazione arteriosa., La macchina esegue il lavoro sia del cuore (pompa sangue) che dei polmoni (fornitura di ossigeno ai globuli rossi).
L’ossigenatore è stato concettualizzato per la prima volta nel 17 ° secolo da Robert Hooke e sviluppato in pratici ossigenatori extracorporei da fisiologi sperimentali francesi e tedeschi nel 19 ° secolo. Gli ossigenatori a bolle non hanno alcuna barriera interposta tra il sangue e l’ossigeno; questi sono chiamati ossigenatori a contatto diretto. Il Dott., Clarence Dennis ha guidato il team che ha condotto la prima operazione nota che coinvolge cardiotomia aperta con acquisizione meccanica temporanea di entrambe le funzioni cardiache e polmonari il 5 aprile 1951 presso l’ospedale dell’Università del Minnesota. Il paziente non è sopravvissuto a causa di un difetto cardiaco congenito complesso inaspettato. La prima procedura a cuore aperto di successo su un essere umano che utilizza la macchina cuore polmone è stata eseguita da John Gibbon il 6 maggio 1953 al Thomas Jefferson University Hospital di Philadelphia. Ha riparato un difetto del setto atriale in una donna di 18 anni., I progressi nella chirurgia cardiaca sono stati possibili a causa dello sviluppo del bypass cardiopolmonare (CPB).
Citazione dal dottor Christiaan N. Barnard, il primo chirurgo ad effettuare un trapianto di cuore di successo.
Per una persona morente, un trapianto non è una decisione difficile. Se un leone ti insegue in un fiume pieno di coccodrilli, salterai in acqua convinto di avere la possibilità di nuotare dall’altra parte. Ma non accetteresti mai tali probabilità se non ci fosse un leone.,
Sinistra: Una macchina Cuore-polmone per la chirurgia di bypass coronarico.
CPB è una forma di circolazione extracorporea la cui funzione è il supporto circolatorio e respiratorio insieme alla gestione della temperatura per facilitare la chirurgia sul cuore e sui grandi vasi. La pompa CPB stessa è spesso indicata come una macchina cuore-polmone o”la pompa”. Le pompe di bypass cardiopolmonare sono azionate da perfusionisti in associazione con chirurghi che collegano la pompa al corpo del paziente. CPB è una forma di circolazione extracorporea., Il bypass cardiopolmonare è comunemente usato nella chirurgia cardiaca a causa della difficoltà di operare sul cuore pulsante. Le operazioni che richiedono l’apertura delle camere del cuore richiedono l’uso di CPB per sostenere la circolazione durante quel periodo. La condotta sicura di CPB richiede uno sforzo di squadra tra il chirurgo, perfusionista, e anestesista.
CPB può essere utilizzato per l’induzione dell’ipotermia totale del corpo, uno stato in cui il corpo può essere mantenuto fino a 45 minuti senza perfusione (flusso sanguigno)., Se il flusso sanguigno viene interrotto a temperatura corporea normale, il danno cerebrale permanente si verifica normalmente in tre o quattro minuti — la morte può seguire poco dopo.
L’ossigenazione extracorporea della membrana (ECMO) è una forma semplificata di CPB, a volte usata come supporto vitale per i neonati con i difetti alla nascita seri, o per ossigenare e mantenere i destinatari per il trapianto dell’organo fino a trovare i nuovi organi.
CPB circola meccanicamente e ossigena il sangue per il corpo mentre bypassa il cuore e i polmoni., Utilizza una macchina cuore-polmone per mantenere la perfusione ad altri organi e tessuti del corpo mentre il chirurgo lavora in un campo chirurgico senza sangue. Il chirurgo posiziona una cannula nell’atrio destro, nella vena cava o nella vena femorale per prelevare il sangue dal corpo. La cannula è collegata a tubi riempiti con soluzione isotonica di cristalloide. Il sangue venoso che viene rimosso dal corpo dalla cannula viene filtrato, raffreddato o riscaldato, ossigenato e quindi restituito al corpo. La cannula utilizzata per restituire il sangue ossigenato viene solitamente inserita nell’aorta ascendente, ma può essere inserita nell’arteria femorale., Al paziente viene somministrata eparina per prevenire la coagulazione e il solfato di protamina viene somministrato dopo per invertire gli effetti dell’eparina. Durante la procedura, viene mantenuta l’ipotermia; la temperatura corporea viene solitamente mantenuta a 28ºC a 32ºC (82,4-89,6 ºF). Il sangue viene raffreddato durante CPB e restituito al corpo. Il sangue raffreddato rallenta il metabolismo basale del corpo, diminuendo la sua richiesta di ossigeno. Il sangue raffreddato ha solitamente una più alta viscosità, ma la soluzione del crystalloid usata per innescare la tubatura di esclusione diluisce il sangue.,
Componenti principali
Il bypass cardiopolmonare è costituito da due componenti principali, la pompa e l’ossigenatore che rimuovono il sangue privo di ossigeno dal corpo di un paziente e lo sostituiscono con sangue ricco di ossigeno attraverso una serie di tubi. I componenti del circuito CPB sono interconnessi da una serie di tubi in gomma siliconica o PVC. La console della pompa comprende solitamente parecchie pompe motorizzate giranti che peristalticamente” massaggiano ” la tubatura . Questa azione spinge delicatamente il sangue attraverso il tubo. Questo è comunemente indicato come una pompa a rulli, o pompa peristaltica., Molti circuiti CPB ora impiegano una pompa centrifuga per la manutenzione e il controllo del flusso sanguigno durante CPB. Alterando la velocità di rotazione (RPM) della testa della pompa, il flusso sanguigno viene prodotto dalla forza centrifuga. Questo tipo di azione di pompaggio è considerato superiore all’azione della pompa a rulli da molti perché si pensa che produca meno danni al sangue (emolisi, ecc.).
Ossigenatore: L’ossigenatore è progettato per trasferire l’ossigeno al sangue infuso e rimuovere l’anidride carbonica dal sangue venoso., La chirurgia cardiaca è stata resa possibile dal CPB utilizzando ossigenatori a bolle, ma gli ossigenatori a membrana hanno soppiantato gli ossigenatori a bolle dagli anni ‘ 80. Gli ossigenatori a membrana sono costituiti da fibre di polipropilene microporose cave (diametro interno 100-200 µm). Il sangue scorre all’esterno della fibra mentre i gas passano all’interno della fibra, separando così le fasi del sangue e del gas. Hanno minore propensione per l’embolia gassosa e danno una maggiore precisione nel controllo dei gas nel sangue. I progetti più recenti hanno un filtro integrato per gestire gli emboli, rendendo così inutili i filtri arteriosi aggiuntivi., Un altro tipo di ossigenatore guadagnando favore recentemente è l’ossigenatore del sangue rivestito di eparina che si crede di produrre meno infiammazione sistemica e diminuire la propensione per il sangue a coagulare nel circuito CPB. Uno scambiatore di calore è integrato con l’ossigenatore e posto prossimale ad esso per ridurre il rilascio di emboli gassosi a causa di alterazioni della temperatura del sangue saturo.
Durante il CPB, il sangue venoso viene drenato per gravità in un serbatoio. La pompa sposta il sangue dal serbatoio all’ossigenatore attraverso uno scambiatore di calore, prima di riportarlo alla circolazione arteriosa., Ulteriori componenti includono ventose (per rimuovere il sangue dal campo chirurgico), prese d’aria (per decomprimere il cuore), emofiltri (per ultrafiltrazione) e sistema cardioplegia. Vedere’ Macchina di bypass cardiopolmonare ‘ qui sotto.
Cannule multiple sono cucite nel corpo del paziente in una varietà di posizioni, a seconda del tipo di intervento chirurgico. Una cannula venosa rimuove il sangue privato di ossigeno dal corpo di un paziente. Una cannula arteriosa viene cucita nel corpo di un paziente e viene utilizzata per infondere sangue ricco di ossigeno., Una cannula cardioplegia è cucita nel cuore per fornire una soluzione cardioplegia per causare il cuore a smettere di battere.
Un circuito CPB consiste in un circuito sistemico per ossigenare il sangue e reinfondere il sangue nel corpo di un paziente (bypassando il cuore); e un circuito separato per infondere una soluzione nel cuore stesso per produrre cardioplegia (cioè per fermare il cuore dal battito) e per fornire protezione miocardica (cioè per prevenire la morte del tessuto cardiaco). Un circuito CPB deve essere innescato con fluido e tutta l’aria espunta prima del collegamento al paziente., Il circuito viene innescato con una soluzione cristalloide e talvolta vengono aggiunti anche prodotti sanguigni. Il paziente deve essere completamente anticoagulante con un anticoagulante come l’eparina per prevenire la massiccia coagulazione del sangue nel circuito.
CPB viene utilizzato solo durante le diverse ore che può richiedere un intervento cardiaco. La maggior parte degli ossigenatori viene fornita con la raccomandazione del produttore che vengono utilizzati solo per un massimo di 6 ore, anche se a volte vengono utilizzati per un massimo di 10 ore, con cura per garantire che non si coagulino e smettano di funzionare., La pompa a rulli ha due rulli posizionati su un braccio rotante, che comprimono una lunghezza del tubo per produrre il flusso in avanti. Questa azione può produrre emolisi e detriti di tubi, la cui incidenza aumenta con il tempo. Quindi, l’uso di pompe a rulli per procedure più lunghe è scoraggiato. La pompa centrifuga è costituita da giranti / coni impilati all’interno dell’alloggiamento. Quando viene ruotato rapidamente, la pressione negativa viene creata in un ingresso e la pressione positiva nell’altro, spingendo così il sangue in avanti., Sono dipendenti dal postcarico, quindi se la resistenza vascolare sistemica del paziente (SVR) aumenta, la gittata cardiaca generata diminuirà a meno che il flusso attraverso la pompa non venga aumentato. Le pompe centrifughe possono migliorare la conservazione delle piastrine, la funzionalità renale e gli esiti neurologici nei casi più lunghi. Per periodi più lunghi di questo, viene utilizzato un circuito ECMO (ossigenazione della membrana extra-corporea) o VAD (ventricular assist device), che può essere in funzione fino a 31 giorni.
Fonti: