两种心肌保护液对儿童心脏手术心肌保护的前瞻性研究

荣书函，李 炘，廖健毅，冉旭东

目前在儿童心内直视手术中，多数儿童心脏中心都是根据各自经验和偏好选择心肌保护液。一项全球多中心研究提示欧洲31%的儿童心脏中心选择HTK心肌保护液，8%的儿童心脏中心选择del Nido心肌保护液。美国32%的儿童心脏中心选择del Nido心肌保护液，4%的儿童心脏中心选择HTK心肌保护液［1］。目前国内儿童心脏中心使用较广泛的是HTK心肌保护液和del Nido心肌保护液。本研究通过对比国产HTK心肌保护液（赫特金，HTK）和del Nido心肌保护液在儿童心内直视手术中的心肌保护作用，为选择临床心肌保护液提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 将本院88例体外循环支持下室间隔缺损（ventricular septal defect，VSD）和房间隔缺损（atrial septal defect，ASD）手术患儿随机入组，采取单盲随机对照试验。将所有患儿分为HTK组和del Nido组，两组分别使用HTK心肌保护液和del Nido心肌保护液，每组44例患儿。本课题经医院伦理委员会批准（伦理号：2021CS026），所有患儿及家属均知情研究并签署知情同意书。排除标准：术前心功能Ⅲ～Ⅳ级、术前使用血管活性药物、术前有心肺复苏史和合并其他系统严重疾病者。两组患儿一般资料信息见表1。

表1 HTK组和del Nido组患者信息（n＝44）

1.2 麻醉及手术方法 常规方法按照患儿体重计算麻醉药物使用剂量后诱导麻醉，麻醉状态下由呼吸机辅助呼吸，正中切口切开胸骨后打开心包，建立体外循环。体外循环预充液为1～2个单位悬浮红细胞，白蛋白15 g，勃脉力溶液200 ml，5%碳酸氢钠15 ml，肝素5～10 mg。常规主动脉、右心耳、上下腔静脉插管建立体外循环。阻断升主动脉后在主动脉根部灌注心肌保护液，心脏停跳后修复心脏畸形，修复完成后开放主动脉。针对开放主动脉后发生室颤，需立刻进行电除颤，若因冠脉进气造成除颤效果不佳，需术者挤压冠脉或再灌注一次心肌保护液。针对复跳延迟的情况，本中心主要策略是等待心脏复跳。心脏成功复跳后结束体外循环，关胸转入监护室。

1.3 心肌保护 HTK组采用国产HTK心肌保护液灌注一次，灌注时间为5～8 min，灌注量为50 ml／kg，灌注压力80～100 mmHg。国产HTK液每1 000 ml中含有0.8766 g NaCl，0.6710 g KCl，0.8132 g MgCl2，0.0022 g CaCl2，27.9289 g组氨酸，0.4085 g色氨酸，0.1842 g 2－酮戊二酸－氢－钾和5.4651 g甘露醇。del Nido组采用del Nido心肌保护液灌注一次，灌注时间为1.5～2 min，灌注量20 ml／kg，若主动脉阻断时间大于90 min再灌注一次，若小于30 min灌注半量，灌注压力为100～150 mmHg。del Nido心肌保护液中晶体溶液配方：勃脉力溶液500 ml、20%的甘露醇8.15 ml、25%的MgSO44 ml、5%的NaHCO311 ml、10%的KCl 10 ml、2%的利多卡因3.25 ml。再将上述晶体液与患者自体氧合血以4∶1比例混合。灌注心肌保护液后使用冰泥辅助心脏停跳。

1.4 临床资料的采集

1.4.1 临床观察指标 术中记录体外循环时间、升主动脉阻断时间、主动脉开放后窦性心律恢复时间、正性肌力药物评分（vasoactive－inotropic score，VIS）。术后记录24 h VIS、机械通气时间、监护室停留时间、住院时间、24 h胸腔引流量、24 h尿量。［VIS公式［2］：多巴胺＋多巴酚丁胺＋10×米力农×100＋盐酸肾上腺素＋100×去甲肾上腺素。药物单位：μg／（kg·min）］

1.4.2 血液化验指标 取术前（体外循环开始前）、术后2 h、12 h、24 h和48 h等5个时间点中心静脉血检测白介素（interleukin，IL）－6、肌酸激酶同工酶（creatine kinase isoenzyme，CKMB）、肌钙蛋白（troponin，cTn）T、cTnI、肌红蛋白、血脑钠肽（brain natriuretic，BNP）、钠、钾、钙离子和乳酸水平。

1.5 统计分析方法 使用SPSS 23.0进行统计学分析，数据用均数±标准差（±s）表示，计量资料符合正态分布且方差齐的随机样本使用独立样本t检验，P＜0.05则差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般资料 两组患儿的性别、年龄、体重和体表面积均无显著差异，两组患儿病种均为VSD和ASD。见表1。

2.2 临床观察指标 体外循环时间、主动脉阻断时间、监护室停留时间、住院时间、术后24 h胸腔引流量和尿量和术后6 h至24 h的VIS，HTK组和del Nido组间差异均无统计学意义（P＞0.05）；心脏复跳时间、机械通气时间HTK组均低于del Nido组；术中至术后4 h VIS HTK组比del Nido组低，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 HTK组和del Nido组临床观察指标对比（n＝44，±s）

表2 HTK组和del Nido组临床观察指标对比（n＝44，±s）

注：VIS：正性肌力药物评分

项目 HTK组 del Nido组 P值体外循环时间（min） 58.8±16.7 62.6±16.0 0.392阻断时间（min） 36.2±13.5 36.5±14.1 0.297心脏复跳（s） 29.2±23.4 60.3±54.4 0.002呼吸机时间（h） 8.4±6.3 9.1±2.6 0.001监护室时间（d） 2.2±1.7 3.0±1.9 0.234住院时间（d） 11.9±3.0 13.2±4.7 0.105术后24 h胸腔引流量（ml） 141.9±73.1 110.6±57.8 0.087术后24 h尿量（ml） 802.2±227.1 732.2±252.5 0.380术后VIS 5.6±1.7 6.0±2.1 0.048 2 h（分） 5.4±1.2 5.6±1.7 0.049 4 h（分） 5.2±1.1 5.6±1.6 0.014 6 h（分） 5.3±1.1 5.3±0.9 0.754 12 h（分） 5.3±1.1 5.3±0.9 0.914 14 h（分） 5.2±1.0 5.2±1.1 0.603 16 h（分） 5.2±1.1 5.1±1.1 0.603 18 h（分） 5.2±1.0 5.3±1.3 0.120 20 h（分） 5.2±0.9 5.2±1.4 0.060 24 h（分） 5.2±1.5 5.2±1.5 0.930

2.3 血液化验指标 两组血清的各项化验指标术前无显著差异。术后2 h和24 h IL－6、术后24 h的cTnI、术后48 h的CKMB、术后2 h、12 h和术后48 h的BNP和术后2 h至48 h的肌红蛋白HTK组均低于del Nido组（P＜0.05），其他指标无显著差异，见表3。术后2 h至48 h的钠、钾、钙和乳酸等指标均无显著差异（P＞0.05），见表4。

表3 HTK组和del Nido组围术期血液化验指标对比（n＝44，±s）

表3 HTK组和del Nido组围术期血液化验指标对比（n＝44，±s）

注：cTnT：肌钙蛋白T；cTnI：肌钙蛋白I；CKMB：肌酸激酶同工酶；BNP：脑钠肽；IL－6：白介素－6

项目 分组 术前 术后2 h 术后12 h 术后24 h 术后48 h肌红蛋白（μg／L） HTK组 30.9±15.2 370.1±180.2 70.1±34.7 34.1±12.4 22.9±8.1 del Nido组 31.0±14.1 537.0±284.7 111.2±57.0 42.3±22.7 27.9±19.6 P值 0.903 0.002 0.014 0.001 0.007 cTnI（ng／L） HTK组 0.06±0.01 15.1±10.2 216.8±70.8 5.6±2.5 6.6±5.5 del Nido组 0.08±0.01 13.0±9.0 257.4±67.5 6.7±2.6 15.9±11.6 P值 0.739 0.703 0.284 0.034 0.144 cTnT（ng／L） HTK组 23.5±4.5 865.5±705.5 819.4±546.4 755.6±458.8 888.9±332.1 del Nido组 21.5±5.5 1 004.3±617.1 861.8±523.9 2 723.1±580 701.3±281.1 P值 0.696 0.377 0.902 0.115 0.431 CKMB（μg／L） HTK组 3.9±1.4 65.4±32.6 31.3±15.6 16.3±6.5 4.1±1.2 del Nido组 4.0±1.6 69.5±35.1 44.8±17.2 19.8±8.0 7.0±4.0 P值 0.101 0.447 0.347 0.144 0.001 BNP（ng／L） HTK组 1 573±924 1 167.6±677.0 5 394±4 280 1 167±677 4 875±2 682 del Nido组 1 643±1 004 2 047±1 539 10 894±9 439 2 047±1 539 8 072±7 524 P值 0.11 0.001 0.004 0.443 0.002 IL－6（ng／L） HTK组 3.8±1.8 47.1±24.9 84.6±20.4 44.7±41.2 24.7±14.3 del Nido组 3.6±1.5 67.1±51.4 111.0±27.5 89.7±81.3 29.3±35.6 P值 0.139 0.001 0.569 0.02 0.55

表4 HTK组和del Nido组围术期血液电解质指标对比（n＝44，±s）

表4 HTK组和del Nido组围术期血液电解质指标对比（n＝44，±s）

项目 分组 术前 术后2 h 术后12 h 术后24 h 术后48 h钠（mmol／L） HTK组 139.1±5.6 135.3±19.1 142.2±2.3 142.4±3.2 141.2±4.5 del Nido组 142.3±2.5 139.5±19.5 143.5±2.2 140.2±16.9 135.0±28.3 P值 0.090 0.949 0.685 0.205 0.270钾（mmol／L） HTK组 3.7±0.5 3.5±0.8 3.5±0.7 3.5±0.4 3.8±0.6 del Nido组 3.7±0.6 3.2±0.6 3.4±0.6 3.5±0.6 3.5±1.0 P值 0.765 0.186 0.711 0.480 0.375钙（mmol／L） HTK组 1.07±0.12 1.06±0.07 1.09±0.10 1.13±0.09 1.16±0.10 del Nido组 1.06±0.13 1.11±0.08 1.10±0.10 1.15±0.09 1.13±0.25 P值 0.834 0.584 0.978 0.883 0.403乳酸（mmol／L） HTK组 1.0±0.4 1.2±0.4 0.9±0.3 0.8±0.2 0.8±0.3 del Nido组 1.0±0.5 1.1±0.3 0.9±0.4 0.9±0.4 0.7±0.2 P值 0.063 0.641 0.481 0.510 0.508

3 讨 论

心肌保护液主要的作用是停止所有的心肌细胞电生理活动和心肌收缩，以达到减少心肌细胞能量损失的目的［3］。但目前心肌保护液的种类众多，心肌保护液的成分存在差异，差异原因是解决心肌细胞缺血再灌注的相关机制不同，主要机制包括升高渗透压防止心肌细胞水肿造成的心室顺应性降低、添加缓冲剂减少酸中毒和自由基损伤，以及减少机体复温和再灌注时的能量损失［4］。心肌保护液包括含血心肌保护液和晶体心肌保护液两大类。晶体心肌保护液又根据钠离子和钾离子浓度、对心肌细胞动作电位干预时相不同分为以HTK心肌保护液为代表的细胞内液型心肌保护液和St.Thomas心肌保护液为代表的细胞外液型心肌保护液；含血心肌保护液主要代表是del Nido心肌保护液。

HTK心肌保护液是利用低钠使细胞钠离子无法内流产生动作电位，是目前临床上儿科心内直视手术中具有代表性的晶体心肌保护液［5］。HTK心肌保护液主要成分是在细胞内液成分的基础上增加了组氨酸、α－酮戊二酸、色氨酸和甘露醇等组成成分。HTK心肌保护液溶液黏度低，能利用平衡作用充分有效的灌注血管以及组织间隙，最终使心肌细胞内外环境达到离子、温度和氧代谢平衡来降低心肌耗氧量。其特点是“低钠微钙”和“平衡作用”，“低钠”可以平衡细胞内外钠离子浓度，减少细胞水肿。“微钙”可以有效防止细胞内钙超载，更好保护细胞微观结构和减少线粒体能量损耗［6］。

del Nido心肌保护液是利用高血钾影响心肌细胞动作电位去极化，是一种是专为儿科心脏手术设计的含血心肌保护液［7］。del Nido含血心肌保护液特点是含有自体含氧血这一天然缓冲剂，溶液含氧量高且含有丰富的葡萄糖等有机物质，可以有效改善心肌血液微循环和清除氧自由基，减少氧化应激损伤。血液中的胶体缓冲系统和生理浓度的电解质也可以保护心肌细胞的正常生理特性和代谢，减少心肌细胞缺血再灌注造成的心肌损伤。

关于哪种心肌保护液更适合儿童心内直视手术的研究，既往的文献实验设计的观察指标较少，且多为回顾性研究［8－9］。本研究采用前瞻性研究且术后采用多个时间点的多个指标综合评估，减少变量和保证数据的完整，减少偏倚，使结论更具有科学性。

在本研究中发现两组术后心肌损伤指标都有显著上升，证明手术存在缺血再灌注损伤。肌红蛋白、cTn和CKMB都是传统的心肌损伤标记物；BNP是心衰指标。肌红蛋白和BNP在2 h，12 h和48 h HTK组均低于del Nido组（P＜0.05），其他cTnI、CKMB指标仅在术后部分时间点HTK组低于del Nido组（P＜0.05）。VIS能反映患者对血管活性药物依赖程度，分数越低心功能恢复越好［2］。术中至术后4 h内HTK组的VIS均低于del Nido组，但术后6 h至术后24 h内VIS表现并无显著差异。在术中和术后早期HTK心肌保护液对心功能恢复更加有利。此外HTK组心脏复跳时间与del Nido组存在显著差异（P＝0.002），术中使用HTK心肌保护液比del Nido心肌保护液心脏更容易复跳，两组均未出现心脏复跳失败或室颤。机械通气时间可以反映术后心肺功能的恢复情况［10］，术后HTK组的机械通气时间短于del Nido组（P＝0.001）。一些研究表明HTK心肌保护液容易造成术后稀释性低钠血症［11］；del Nido心肌保护液钾离子含量高，容易造成术后高血钾［12］。所以针对这点实验设计了术后血液中离子浓度对比，但结果表明两组术后并未出现难以纠正的低钠和高钾，且两组离子水平差异不具有统计学意义。

有研究表明手术血管内皮损伤与缺血再灌注有关［13］，而IL－6可以反映冠脉内皮细胞功能［2］，结果术后2 h和24 h的IL－6 HTK组与del Nido组存在显著差异（P＝0.001和P＝0.02），这点表明HTK心肌保护液在保护血管内皮细胞方面优于del Nido心肌保护液，考虑可能与del Nido心肌保护液的高钾影响内皮细胞功能有关［14］，一篇随机对照研究［15］也证明在保护血管内皮功能方面，HTK心肌保护液比含血心肌保护液更具优势。但此项指标最佳的样本是取自冠状窦处的静脉血［2］，但由于条件限制本研究只能取中心静脉血液进行检测，这也是此研究的局限性之一。

在临床上HTK心肌保护液优点是已商品化，相比于需要灌注师配置的del Nido心肌保护液来说使用更加方便。但HTK心肌保护液灌注时间5～8 min长于del Nido心肌保护液的1.5～2 min，这是较多术者在意的一点。总体来说本研究中指标出现显著差异的连续性变化较少，大多数指标仅在部分时间点表现出显著性差异。因此两种心肌保护液效果总体相仿，但HTK心肌保护液在主动脉阻断时间约半小时的简单先天性心脏病手术中相对具有优势。本研究对象为主动脉阻断时间较短的VSD和ASD患儿，可能对临床观察指标和生化指标影响并不明显。若要得出更加具有说服力的结论则需要进一步进行大样本的多中心临床随机试验。