IMPACT SUR LA RÉACTION INFLAMMATOIRE DE L’OPTIMALISATION DE LA PROCÉDURE DE CIRCULATION EXTRACORPORELLE EN CHIRURGIE CARDIAQUE

U. BORRELLI(5), M. DETROUX(1), P. SCHRAVERUS(1), P. NACKERS(2),

B. COLINET(2), S. NIKIS(2), M. JAKUBIAK(2), C. MIESSE(2),

G. SAÏDANE(2), B. GILLIEAUX(2), S. JENNES(2), A. BODSON(3),

M. BOEUR(3), P. STRUYVEN(3), A. DE CONINCK(4), J. FIJALKOWSKI(5)

(1). Département de Chirurgie Cardiaque

(2). Département d’Anesthésie Réanimation

(3). Département laboratoire de Biologie Clinique

(4). Statisticien

(5). Département de Perfusion

Département de Chirurgie Cardio-Vasculaire, Hôpital St-Joseph Gilly -Belgique

1. INTRODUCTION

Les différentes études réalisées sur la réponse inflammatoire chez les patients en postcirculation extracorporelle (CEC) ont mis en évidence une réaction en cascade très complexe et multifactorielle de l’activation du complément.

Depuis 1998, afin de réduire ce syndrome inflammatoire post-CEC, nous avons choisi par souci de sécurité et de polyvalence, une CEC en circuit ouvert ayant une petite surface de contact et un faible volume d’amorçage.

En janvier 2001, nous avons introduit dans notre stratégie de développement de la CEC, une CEC complètement traitée en surface (Phosphorylcholine, Dideco). Avec la méthode du priming rétrograde autologue sur la ligne artérielle et veineuse, celle-ci permet :

• D’utiliser cette méthode sans variation importante de la tension artérielle des patients.

• D’utiliser un volume d’amorçage de 500 ml.

• D’effectuer une hémodilution contrôlée des patients, avec pour conséquence immédiate la diminution des complications liées à l’hémodilution et des transfusions homologues de produits sanguins.

• D’extraire et d’isoler dans des poches de transfert le volume de sang se trouvant en excès dans le réservoir veineux au début de la CEC et de le réinfuser aux patients après la CEC.

2. PATIENTS ET MÉTHODE

Le but de cette étude prospective non randomisée est d’évaluer la réponse inflammatoire des patients en post-CEC. Elle a été réalisée sur un échantillon de 25 patients, au début de l’année 2001.

La CEC réalisée en normothermie était composée :

• D’une pompe systémique à galets.

• D’un oxygénateur traité en surface D903 Phisio (Phosphorylcholine, Dideco).

• D’un circuit de CEC avec filtre artériel traité en surface Phisio (Phosphorylcholine, Dideco).

• L’aspiration de champ est utilisée à la demande entre chaque cardioplégie, le sang épanché est récupéré dans la CEC. Les quantités récupérées sont toujours très faibles, en partie dues à la qualité de l’hémostase réalisée par les chirurgiens lors des prélèvements.

• D’une vidange du cœur gauche se trouvant dans une pompe à galets, le corps de pompe n’étant pas au contact des galets, celle-ci peut être utilisée en drainage par gravité, avec possibilité de l’utiliser à la demande en drainage assisté par la pompe à galets.

• D’une cardioplégie au sang discontinue en normothermie enrichie de potassium et de magnésium, adaptée suivant les patients et les pathologies rencontrées.

• D’un récupérateur sanguin laveur de globules rouges (RLG.Electa, Dideco).

Paramètres observés dans l’étude

Différents prélèvements sanguins ont été réalisés :

• Sur les patients avant l’intervention (T1).

• Sur les patients après CEC, une heure après l’administration de la protamine (T2).

• Le 1er (T3), 2e (T4), 3e (T5) et 5e (T6) jours post-opératoires.

Différents paramètres ont été analysés :

• La biologie et l’hémodynamique (T1 au T6).

• La courbe de distribution des globules rouges ou coefficient de variation du volume des globules rouges (T1 au T2).

• L’index plaquettaire ou volume plaquettaire moyen (T1 au T2).

• Les facteurs du complément C3 et C4 (T1 au T2).

• L’interleukine 6 (T1 au T2).

• Les protéines sériques (T1 au T6).

• La troponine I (T1 au T6).

• Le bilan hydrique (T1 au T3).

• D’autres...

Bilan hydrique

Le bilan hydrique après intervention est estimé à partir des paramètres suivants :

• Bilan hydrique du T1 au T3 est estimé à partir des liquides administrés avant, pendant et après CEC complété du volume total du RBC BAG réinfusé après intervention et des liquides administrés en unité de soins intensifs.

• La diurèse mesurée aux mêmes instants.

• Il est à noter que le bilan hydrique ne tient pas compte des liquides plasmatiques éliminés par le récupérateur sanguin. Tous les patients ont reçu de l’aprotinine (Trasylol. Bayer, Allemagne) suivant le protocole de ROYSTON.

3. DESCRIPTION DE L’ECHANTILLON

Au total, 18 hommes (âge moyen 58,3 ans, Dev.std 8,7) et 7 femmes (âge moyen 67,2 ans, Dev.std 7,4) ont été enrôlés dans cette étude. Tous subirent une intervention en chirurgie cardiaque de type pontage coronarien, en moyenne les patients ont subi (4 anastomoses, Dev. std 1).

Le parsonet moyen des patients était de 13,8 (Dev.std 6,9), la majorité des patients avait d’autres pathologies associées à leur pathologie cardiaque.

Le débit moyen de la pompe systémique (4,366 litres par minute, Dev.std 1,041 litre par minute).

La durée de CEC moyenne (111,8 minutes, Dev.std 23,6 minutes).

Le temps de clampage aortique moyen (92,3 minutes, Dev.std 23,6 minutes).

La température corporelle moyenne des patients (35,6° C, Dev. std 0,3° C).

Le volume sanguin circulant des patients est calculé suivant la formule connue VSP = 70ml x kg de poids, celui-ci est en moyenne de (5,398 litres, Dev.std 0,957 litre).

Le volume moyen sanguin des patients se trouvant en excès dans le réservoir de cardiotomie et extrait au début de la CEC pour être ensuite réinfusé aux patients au T2 (0,966 litre, Dev.std 0,542 litre), donc 17,9 % du volume circulant initial des patients.

Le nombre de cardioplégie réalisée en moyenne 5 (Dev.std 1).

Etant donné que les pertes sanguines sont peu importantes, le volume de sang traité dans le RLG est très faible (317,9 ml, Dev.std 105,6ml).

4. RESULTATS

• Courbe de distribution des globules rouges ou coefficient de variation du volume des globules rouges, il n’y a pas de différence significative (Wilcoxon P-Value = 0,5004) entre le prélèvement du T 1 et du T 2 (évolution en moyenne 0,4% de la valeur avant intervention, dev std 1,9%).

• Index plaquettaire ou volume plaquettaire moyen, il y a une différence significative (Wilcoxon P-Value = 0,0021) la différence de volume moyen plaquettaire est en moyenne de 0,4 (IC à 95% 0,2-0,7) entre le prélèvement du au T 1 et du T 2.

• L’évolution moyenne de l’interleukine 6 des patients est au T1 de (3,9 pg / ml, Dev.std 3,2 pg / ml), au T2 (97,4 pg / ml, Dev.std 61,3 pg / ml), l’élimination après lavage de l’interleukine 6 du liquide hématique récupéré par le RLG.Electa est de 99,3% de la valeur initiale.

• L’évolution moyenne de la troponine I des patients est au T3 de 4,1 ng / ml (Dev.std 3,4 ng / ml). Un patient ayant de multiples pathologies cardiaques a présenté une valeur vraiment extrême de 16,5 ng / ml à cet instant, il n’a pas eu de complications post-opératoires. Hormis ce patient la moyenne serait de 3,6 ng / ml (dev Std 2,2).

• Tous les patients ont repris un rythme sinusal au déclampage, un patient a reçu un soutien inotropique transitoire à l’USI.

• La durée de ventilation post-opératoire des patients (3,48 heures, Dev.std 1,48 heure).

• Les pertes sanguines du T1 au T3 dans les drains (328 cc, Dev.std 131,3 cc), 15 patients ont eu un système de drainage aspiratif de type redon, 1 patient a eu un système de drainage aspiratif mixte de type redon + un pleurévac et 9 patients de type pleurévac.

• Au total, 3 patients (12 %) ont reçu une transfusion sanguine de globules rouges concentrés homologues pendant leur séjour à l’hôpital, 2 ont reçu 1 unité et 1 a reçu 2 unités à l’USI.

• La durée moyenne de séjour à l’USI des patients (2,5 jours, Dev.std 0.620 jours), ce séjour est influencé par la capacité de transfert des patients vers le service de cardiologie ou les hôpitaux satellites.

• Le bilan hydrique est en moyenne de 94,3 ml (Dev std 756.9ml, min -1 560 ml - max 1254 ml). Il est à noter que le bilan hydrique ne tient pas compte des liquides plasmatiques éliminés par le récupérateur sanguin.

5. CONCLUSION ET DISCUSSION

Les résultats obtenus dans cette étude sont supérieurs aux résultats d’une étude réalisée dans notre département durant l’année 2000, nous avons remarqué une réduction :

• Des pertes plaquettaires.

• Des pertes sanguines post-opératoires.

• De la durée de ventilation post-opératoire des patients.

• De la durée moyenne de séjour à l’USI des patients.

• Des transfusions sanguines de globules rouges concentrés homologues, aucun autre produit sanguin n’a été administré. Le taux d’hémoglobine et la numération plaquettaire sont plus élevés en post-opératoire.

L’optimalisation de la circulation extracorporelle et de son utilisation ont un impact direct sur la réponse inflammatoire des patients. Cette stratégie de développement de la CEC, nous permet d’opérer les patients avec des pathologies cardiaques plus complexes.

Les résultats obtenus sont encourageants, ils peuvent être assimilables à une réduction du temps CEC. Afin de les confirmer, il faudrait effectuer une étude prospective randomisée.

6. REFERENCES

Hannu J.Penttilä, MD, Martti V.K. Lepojärvi. - Myocadial preservation during coronary surgery with and without cardiopulmonary bypass. Ann. Thorac. Surg. 2001; 71: 565-71.

Christophe Baufreton.- Réponse inflammatoire en chirurgie cardiaque et évolution des pratiques en circulation extracorporelle. Sang Thrombose Vaisseaux ; octobre-novembre 2001; n° 8-9, volume 13.

Gérard Janvier, Jean-Jacques Lehot.- Circulation extracorporelle principes et pratique; 2000; Arnette. Groupe liaisons S.A.

Etienne-Paul D’alché.- Comprendre la physiologie cardiovasculaire; 1999; Médecine et Sciences, Flammarion.

Gu Yj, Boonstra PW, Rijnsburger AA, Haan J, Van OeverenW.- Cardiopulmonary bypass circuit treated with surface modifying additives: a clinical evaluation of blood biocompatibility. Ann. Thorac. Surg. 1998; 65: 342 - 47.

Yu. J, Lamba NMK, Cortney J. M, Whateley TL, Gaylor J.D.S, Lowe G.D.O, Ishihara K, Nakabayashi. N. J. Artif. Organs 1994; 17: 499-504. - Polymeric biomaterials : influence of phosphorylcholine polar groups on protein adsorption and Complement activation; Organs 1994; 17: 499-504.

Jaques Pam Schöberger, MD, Perter AM, Peter A.M. Everts, Johan J.Bredée. - The effet of postoperative normovolemic anemia autotransfusion on blood saving after internal mammary artery bypass surgery; Perfusion 1992; 7: 257-262.

Fransen E.J., Maessen J.G., Dentener M.A., Senden N.H.M., Geskes G.G., Buurman W.A.- Sytemic inflammation present in patients having CABG without extracorporelle circulation; Chest, 113: 1290-1, 1998.

K. Mc Cusker,V. Vijay, W. Debois, R. Helm and D Sisto.- Mast system : a new condensed cardiopulmonary bypass circuit for adult cardiac surgery; Perfusion 2001; 16: 447-452.

Erik J. Fransen, Jos G. Maessen, Mieke A. Dentener, Nicole H.M. Senden, Wim A. Buurman.- Impact of blood transfusions on inflammatory mediator release in patients undergoing cardiac surgery; In press Chest.

A. Pierangeli, V. Masieri, F.Bruzzi, E. De Toni, G. Grillone, P. Boni and A. Delnevo. - Haemolysis during cardiopulmonary bypass: how to reduce the free haemoglobin by managing the suctioned blood separately; Perfusion 2001; 16: 519-524.

U. Borrelli. M. Detroux - Récupérateur cellulaire sanguin laveur de globules rouges : Etude des résidus ; 3es Journées du Collège Français de Perfusion à Tours : 15 -16 mai 1998.

Okies J.E, Goodnight S.H, Litchford. B, Connel R.S, Starr. A. J. - Effects of infusion of cardiotomy suction blood during extracorporeal circulation for coronary artery bypass surgery; Thorac Cardovasc. Surg; 1977 sep; 74: 3 440-4.

Erik J. Fransen, Jos G. Maessen, Wim T. Hermens, Jan F.C. Gatz. - Demonstration of ischaemiareperfusion injury separate from postoperative infarction in coronary artery bypass graft patients; Ann. Thorac. Surg. 1998; 65: 48-53.

Jaques Pam Schöberger, MD, Perter AM, Peter A.M. Everts, Johan J.Bredée. - Autotransfusion of shed blood may contribute to blood saving in patients receiving aprotinin (2 million KIU); European Journal of Cardiothoracic Surgery.

U. Borrelli - Séparateur cellulaire sanguin à capacité variable ; Belgican Society of Extracorporeal Technology : juin 1996.

Von segesser L.K, Tonz. M, Leskosek . B, Turina.- M Evaluation of phospholipidic surface coating ex-vivo; J. Artif. Organs 1994 ; 17: 294-300.

Erik J. Fransen, Jos G. Maessen, Mieke A. Dentener, Nicole H.M. Senden, Wim A. Buurman. - Preoperative soluble TNF-receptor levels as risk factor in coronary artery bypass graft partients; Submitted, 1998.

U. Borrelli, M. Detroux, J. Filjakowski. - Stratégie d’utilisation de la cardioplégie discontinue en normothermie au sang enrichi de potassium et de magnésium; Seventh Symposium on Perfusion Belgican Society of Extracorporeal Technology : 21 october 2000.

Hansbro S.D, Sharpe D.A, Catchpole. R, Welsh K.R, Munsch C.M, MC.Goldrick J.P. et al.- Haemolysis during cardiopulmonary bypass: An in vivo comparison of standard roller pumps, nonocclisive roller pumps and centrifugal; Perfusion 1999; 14. 1: 3-10.

Prof A.M. Calafiore. - Ischemic-reperfused human myocardium; J Thorac Cardiovasc Surg, 1995 Apr, 109, 787-95.

Prof A.M. Calafiore. - Intermittent antegrade warm blood cardioplegia; Ann Thoracic Surg, 1995 Feb, 59:2,398-402.

Prof A.M. Calafiore. - Intermittent antegrade warm blood cardioplegia in valve replacement; J. Card 1996 Sep, 11:5, 348-54.

L’analyse des échantillons fut réalisée par M. A. Bodson, Melle M. Boeur et M. P. Struyven du laboratoire de biochimie de l’Hôpital St-Joseph Gilly (Belgique).

L’analyse statistique fut réalisée par M. A. De Coninck de la société EXIMA de Nalinnes à Charleroi (Belgique).