体外循环中肝素涂层管道应用的进展

卢  蓉，范慧敏（综述），刘中民（审校）
（同济大学附属东方医院心胸外科，上海 200120）

    最好的血液相容表面莫过于血管内皮细胞。有研究表明，微血管内皮细胞表面
存在着肝素样分子和其他生物活性物质，可防止局部血栓形成。如能把肝素结合在
人工材料的表面，有可能使人工材料部分模拟人体血管内皮功能，避免血栓的形成
，增加人工材料的生物相容性。1963年Gott等［1］首次采用离子结合方式将肝素
与合成材料结合，以增加人工血管的抗血栓特性。此后人们发现肝素涂层材料可有
效提高聚合材料的生物相容性，从而减轻术后全身炎症反应。

1  肝素涂层材料的原理与构造

    1.1  离子结合方式  是利用肝素本身含有大量负电荷，用阳离子表面活性剂
或含有阳离子的聚合物涂抹于材料表面，通过电荷来吸附肝素分子。目前市场上的
Duraflo II表面（Baxter Healthcare Corp，Bentley Laboratories Divition，
Irvine,Calif.）即是采用离子结合方式。

    1.2  共价结合方式  是通过特殊共价键使肝素分子结合于材料表面。使用碳
化二亚胺把肝素连接到水解聚甲基丙烯酸甲酯上；肝素再通过戊二醛以共价键结合
在聚乙烯醇上。共价键结合需要特殊的化学反应，把肝素结合到聚合材料表面。对
CPB用品来说，每个部分材料的表面均需独立地进行肝素涂层。此种方法可使肝素
活性降低，随使用时间延长逐渐损耗，在某些情况下可能导致设备表面物理性损害
。其可能的原因是肝素作为一种粘多糖在共价键结合的过程中活性常发生改变。目
前市售Carmeda生物活性表面（Carmeda BioActive Surface, Carmeda, Stockhol
m, Sweden，CBAS）即是采用共价结合方式。

    1.3  物理结合方式  是用肝素分子与聚合材料混合，在血液接触面缓慢释放
肝素分子，达到抗血栓形成的作用。

    1.4  结合方式的评价  从现有的报道来看，共价键结合的材料性能可能更好
一些。研究发现，与Duraflo II相比，CBAS能显著降低常温CPB中组织纤溶酶原激
活物，补体及白细胞激活也明显减少［2-4］。Moen等［3］ 研究了两种表面对血
液激活的影响。与CBAS组相比，Duraflo II组乳铁蛋白及MPO的释放明显增加；且
前者TCC形成及白细胞激活最少。关于肝素涂层管道（heparin-coated circuits,
 HCC）对术后结果的影响，研究表明，Carmeda组在术后拔管时间、住院时间和节
约费用方面都显著低于Duraflo II组［5］。Ovrum等报道［6］在常规冠状动脉搭
桥术中减少全身肝素用量，使用这两种类型管道，均有良好临床效果，但两者相比
并无明显差异。

2  肝素涂层管道的临床应用

    初期临床应用中仅能在膜肺上涂抹肝素。单纯应用肝素涂层膜肺（HCO）可减
轻纤维蛋白原、凝血因子XII和高分子激肽原消耗，减少血浆补体C3a和游离血红蛋
白水平，并且不影响气体交换［7］。目前已有完全肝素涂层的CPB管道、氧合器、
过滤器、插管等，使得正确评价和临床应用肝素涂层管道成为可能。

    人们最初使用HCC主要是为了减少肝素用量以便于减少术后失血及需血量。研
究表明肝素本身可以引起纤溶和血小板的功能障碍［8］，这些副作用是剂量依赖
性的；肝素-鱼精蛋白复合物可以通过经典途径激活补体［9］。应用肝素涂敷管道
是减少肝素用量的唯一方法，从而有效地减少肝素和鱼精蛋白带来的副作用。对于
HCC时肝素减量问题，目前尚无统一意见，然而多数作者认为使用HCC时减少全身肝
素用量是安全的。

    2.1  肝素用量  关于采用小剂量全身肝素化的肝素涂层管道（LSH-HCC）时的
肝素用量及ACT时间，各家报道不一。肝素剂量在1~1.5mg/kg之间，ACT时间在150
 ~280s之间［10-15］。

    qvrum等［12］ 在CPB中所用标准为：（1）LSH-HCC：肝素：100IU/kg； ACT
>250s；（2）全剂量全身肝素化的肝素涂层管道（FSH-HCC）：肝素：400IU/kg ；
ACT>480s。Seggesser等［16，17］所用的标准为：（1）FSH-HCC：体内肝素用量
为300IU/mg；预充液内为 5000IU/L；ACT>480s；（2）LSH-HCC：体内肝素用量为
100IU/mg；预充液内为1000IU/L；ACT>180s。

    2.2  临床研究  研究结果表明，肝素涂层管道可减少病人术后失血和库血用
量［16,18］，缩短拔管时间［30］，在减少肝素用量时更明显［15-17］。应用小
剂量肝素化的HCC时，能抑制补体激活［11,13］，使粒细胞激活减少［19］，对纤
维蛋白原、D-二聚体、b-TG及血小板计数等方面的影响与FSH无差异［18］；并能
明显减少心律失常发生率［32, 33］。病人在ICU停留时间及住院时间缩短，住院
费用减少［15］。从而抵消了使用HCC增加的费用。在儿童，HCC时病人术后中心体
温明显下降［29］，与减少IL-6与循环中补体水平，降低炎症反应有关［34］。也
有报道肝素涂层管道可减轻冠脉搭桥对病人术后认知能力的损害，可能因为减少白
细胞粘附聚集于脑血管床［37］。Ranuci等［38］比较了鼓泡式氧合肺、常规膜肺
和肝素涂沫膜肺的效果。结果表明，肝素涂沫膜肺可以减轻肺的功能失常。Hamad
a等［43］报道冠状动脉搭桥手术中肝素管道与去白细胞滤器同时使用能减轻炎症
反应和肺功能的损害。Jansen［42］ 研究认为，抑肽酶预充的HCC管道明显减少病
人在ICU停留时间，降低并发症的发生率，减少住院费用。

    qvrum等［14］观察到LSH-HCC组的β-TG及TAT复合物在CPB结束时明显低于标
准剂量组，PF1,2、纤维蛋白原、D-二聚体及血浆纤溶酶-抗纤溶酶复合体各组无差
别；认为与FSH-HCC相比，LSH-HCC并不增加血栓形成的机会，小剂量全身肝素化的
HCC是安全的。对于凝血酶来说，目前所用小剂量肝素在允许的范围内；标准剂量
肝素对凝血系统没有任何有益的影响。

    有学者对高危病人术中使用HCC进行评价［40］。并以ICU停留时间、术后住院
时间及是否出现严重并发症作为评价术后病人整体情况的指标。从全组病人或MV组
病人来看，HCC均明显改善了这些指标。McCarthy［41］探讨再次心脏手术病人使
用HC
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