【摘要】： 研究背景：小兒先天性心臟病(congenital heart diseases, CHD)手術療效的提高不僅取決于臨床手術技術的提高,對于圍術期高危人群相關危險因素的分析以及采取相應的干預措施也是非常重要的。其中小兒體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass, CPB)后呼吸循環(huán)功能障礙是導致小兒心內(nèi)直視手術成功與否的關鍵因素。如何防止或減輕小兒CPB后心肺功能損傷是一項很重要的課題,也是引起心臟外科、麻醉科、體外循環(huán)科甚至術后ICU高度重視問題之一。圍術期采用合理的藥物干預措施,對于預防或減輕小兒CPB后呼吸、循環(huán)并發(fā)癥具有重要意義。 CPB是把雙刃劍,一方面可以幫助外科醫(yī)生完成心臟外科手術,另一方面由于CPB中低溫、血液稀釋、非搏動灌注等非生理因素的影響,血液與異物表面接觸,激活凝血系統(tǒng)、纖溶系統(tǒng)和白細胞,從而導致腸道、血管等組織器官通透性改變,產(chǎn)生內(nèi)毒素血癥和機體發(fā)生炎性反應。其中呼吸、循環(huán)是最易受累的重要系統(tǒng)。 大量離體和在體動物實驗及臨床研究都證實莨菪類藥物具有改善微循環(huán),細胞保護和抗再灌注損傷等作用。莨菪類藥物的細胞保護作用,可能與阻斷鈣離子內(nèi)流,抑制細胞膜的脂質(zhì)過氧化有關。研究證實山莨菪堿有一定的器官保護作用,但因山莨菪堿副作用大,限制了其在臨床的應用。鹽酸戊乙奎醚(penehyclidine hydrochloride, PHC)是我國自主研究的新型長效膽堿能受體阻滯藥。主要作用機制為選擇性阻斷中樞和外周的M1、M3和N1、N2受體,具有細胞保護作用,提高細胞對缺血缺氧的耐受性,穩(wěn)定溶酶體和線粒體等亞細胞膜結(jié)構(gòu),減少溶酶體酶的釋放,抑制花生四烯酸代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生和休克因子的形成,減少毛細血管壁的通透性,減少炎性因子的滲出,持久的中樞鎮(zhèn)靜以及改善微循環(huán)的作用。已經(jīng)廣泛應用于臨床。目前PHC對小兒CPB后呼吸、循環(huán)保護作用及機制相關報道甚少,本研究對比觀察PHC預處理是否對嬰幼兒CPB后呼吸循環(huán)功能具有保護作用及可能的作用機制,為臨床嬰幼兒CPB后重要臟器保護提供合適藥物、劑量及理論依據(jù)。首先通過PHC應用于大樣本小兒腹部手術麻醉前用藥,觀察與阿托品比較,不同劑量PHC在小兒腹部外科手術麻醉過程中的作用,為PHC預處理應用于內(nèi)毒素誘導大鼠急性肺損傷模型和嬰幼兒心內(nèi)直視手術劑量選擇提供依據(jù)；應用RT-PCR等技術對比觀察PHC對內(nèi)毒素誘導大鼠急性肺損傷的肺保護作用,為PHC預處理應用于嬰幼兒心內(nèi)直視手術呼吸功能保護提供實驗和理論依據(jù)；最后選擇不同劑量PHC預處理,觀察嬰幼兒CHD CPB后細胞因子、肺呼吸功能參數(shù)、血流動力學、應激反應和心肌損傷的變化,探討PHC預處理對嬰幼兒CPB后呼吸循環(huán)保護作用。 研究目的：探討鹽酸戊乙奎醚預處理對嬰幼兒體外循環(huán)后呼吸循環(huán)保護作用。 材料與方法： 第一部分鹽酸戊乙奎醚應用于小兒外科麻醉前用藥臨床研究 1535例小兒腹部手術(2008年1月～2009年12月,鄭州大學第一附屬醫(yī)院小兒外科),隨機分為三組：A組：靜脈注射阿托品0.01mg/kg198例；P1組：靜脈注射PHC0.02mg/kg608例；P2組：靜脈注射PHC0.04mg/kg729例。所有小兒入誘導間外周靜脈注射試驗藥物,30分鐘后靜脈注射氯胺酮2mg/kg,待患兒入睡后轉(zhuǎn)入手術間,靜脈復合全身麻醉,對比觀察三組麻醉前用藥唾液分泌量、體溫和血流動力學變化。 第二部分鹽酸戊乙奎醚對大鼠急性肺損傷修復的實驗研究 48例清潔級健康成年雄性SD大鼠(鄭州大學實驗動物中心),隨機分為4組：C組：尾靜脈注射生理鹽水1 ml/kg;M組：尾靜脈注射大腸桿菌脂多糖(Lipopolysacharide,LPS)5mg/kg; P1組：尾靜脈注射大腸桿菌LPS5mg/kg+PHC 0.25mg/kg;P2組：尾靜脈注射大腸桿菌LPS5mg/kg+PHC0.75mg/kgo每組12只。將RT-PCR等方法應用于動物實驗,建立內(nèi)毒素誘導大鼠ALI模型,與對照組和模型組比較,觀察血漿TNF-a和IL-6、血氣、肺含水量、濕／干重比值(W/D)、CD14mRNA灰度比值、光鏡和電鏡結(jié)果。 第三部分本部分共分為兩節(jié) 第一節(jié)鹽酸戊乙奎醚預處理對嬰幼兒體外循環(huán)后呼吸功能保護研究 第二節(jié)鹽酸戊乙奎醚預處理對嬰幼兒體外循環(huán)后循環(huán)功能保護研究 65例CHD手術(鄭州大學第一附屬醫(yī)院心臟外科),隨機分為三組：P1組：靜脈注射PHC0.04mg·kg-125例；P2組：靜脈注射PHC0.08mg·kg-129例；C組：同一時點靜脈注射等容量生理鹽水11例。頸內(nèi)靜脈穿刺成功后自右頸內(nèi)靜脈緩慢注入。年齡范圍：8月～35月。男37例,女28例。體重6-16kg。所有患兒心功能Ⅱ-Ⅲ級,術前無肝腎功能及凝血功能異常,無肺動脈重度高壓。射血分數(shù)(EF)≥60mmHg。各時點抽取左側(cè)橈動脈血4ml,肝素抗凝。lml用于監(jiān)測血氣分析,3ml立即在4℃下以3000r/min離心10min,取上層血漿,置入-80℃冰箱內(nèi)保存待測。各時點記錄氣道峰壓。與常規(guī)組比較,觀察不同劑量PHC血流動力學、Cd、RI、OI、Pmax、TNF-α、IL-6皮質(zhì)醇、乳酸、血糖、cTn-Ⅰ、CK-MB結(jié)果。 所有數(shù)據(jù)應用SPSS17.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計學處理,計量資料以均數(shù)±標準差(x±s)表示,組內(nèi)及組間比較采用方差分析,結(jié)果有差異后,采用LSD法進行兩兩比較,CPB前后比較采用配對t檢驗,計數(shù)資料采用x2檢驗,等級資料比較采用非參數(shù)檢驗,以a=0.05為顯著性檢驗水準。 結(jié)果： 第一部分： 1.各組間性別、年齡、體重、麻醉時間(入誘導間至出蘇醒室時間)、手術時間和蘇醒時間(手術結(jié)束至出蘇醒室時間)差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。 2.唾液分泌物量的分級構(gòu)成比較：采用非參數(shù)檢驗進行組間比較,兩兩比較采用Mann-Whitney檢驗,由于組間要進行3次兩兩比較,故對α進行校正,α'=0.05/3=0.0167。氣管插管時,各組分泌物量差異有統(tǒng)計學意義(x 2=3342.76,P0.01),A組和P1組比較有差異(Z=46.26,P0.01),A組和P2組比較無差異(Z=2.25,P=-0.0250.0167),P1組與P2組之間有統(tǒng)計學意義(Z=47.98,P0.01)；氣管拔管時,組間有統(tǒng)計學意義(x 2=3607.57,P0.01),A組和P1組比較有差異(Z=37.64,P0.01),A組和P2組比較有差異(Z=52.12,P0.01),P1組與P2組之間有統(tǒng)計學意義(Z=47.07,P0.01)。 3.體溫比較：三組體溫差異有統(tǒng)計學意義(x2=3407.82,P0.05),基礎體溫差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05),組內(nèi)比較,阿托品組在用藥后30min升高,(P0.05)。與A組比較,P1組、P2組在T1時點降低(P0.05) 4.心率(HR)、平均動脈壓(MAP)比較： HR：三組HR差異有統(tǒng)計學意義(x 2=3278.17,P0.05),基礎HR差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。與基礎HR比較,阿托品組在用藥后5 min,30min,60min明顯上升(P0.01)；PHC低劑量和高劑量組比較無差異(P＞0.05)。與阿托品組比較,PHC低劑量和高劑量組在用藥后5 min,30min,60min明顯下降(P0.01)。PHC低劑量和高劑量組比較無差異(P0.05)。 MAP：三組MAP比較無差異(x 2=263.19,P0.05)。 第二部分： 1.四組血漿TNF-α比較：與對照組比較,模型組、PHC低劑量和高劑量組顯著升高(P0.01)；與模型組比較,PHC低劑量和高劑量組顯著降低(P0.01)；與低劑量組比較,高劑量組降低(P0.05)。 2.四組血漿IL-6比較：與對照組比較,模型組、PHC低劑量和高劑量組顯著升高(P0.01)；與模型組比較,PHC低劑量和高劑量組顯著降低(P0.01)；與低劑量組比較,高劑量組降低(P0.05)。 3.四組PaO2、PaCO2比較： PaO2與對照組比較,模型組、PHC低劑量和高劑量組顯著降低(P0.01)；與模型組比較,PHC低劑量和高劑量組顯著升高(P0.01)；與低劑量組比較,高劑量組無差異(P0.05)。 PaCO2與對照組比較,模型組升高(P0.01)；與模型組比較,PHC低劑量和高劑量組降低(P0.05),與低劑量組比較,高劑量組無差異(P0.05)。 4.四組大鼠肺含水量比較：與對照組比較,模型組、PHC低劑量和高劑量組升高(P0.05)；與模型組比較,PHC低劑量和高劑量組降低(P0.05)；與低劑量組比較,高劑量組無差異(P0.05)。 5.四組濕/干重比值(W/D)比較：與對照組比較,模型組、PHC低劑量和高劑量組升高(P0.05)；與模型組比較,PHC低劑量和高劑量組降低(P0.05)；與低劑量組比較,高劑量組無差異(P0.05)。 6.四組大鼠CD14mRNA灰度比值(A值)：與正常對照組比較,模型組、低劑量組和高劑量組升高(P0.05)；與模型組組比較,低劑量組和高劑量組降低(P0.05),與低劑量組比較,高劑量組降低(P0.05)。 7.肺組織病理改變光鏡結(jié)果(200×) 對照組為正常大鼠肺組織,肺泡結(jié)構(gòu)清晰,肺泡壁薄,未見炎性細胞浸潤；模型組肺組織高度水腫、出血,肺間質(zhì)增寬,肺泡腔和肺間質(zhì)內(nèi)可見大量紅細胞,肺泡明顯萎陷,炎癥細胞大量浸潤,肺泡完整性破壞；低劑量組肺組織水腫,肺間質(zhì)增寬不明顯,肺泡萎陷減輕,少量炎性細胞浸潤,肺泡結(jié)構(gòu)較完整；高劑量組肺組織輕度水腫,見炎性細胞浸潤,肺泡結(jié)構(gòu)完整。 8.肺微血管內(nèi)皮細胞及基底膜形態(tài)電鏡結(jié)果(6000×) 對照組肺微血管內(nèi)皮細胞及基底膜形態(tài)和結(jié)構(gòu)正常；模型組肺微血管內(nèi)皮細胞腫脹嚴重,基底膜缺損、模糊、疏松,肺毛細血管壁電子密度明顯降低；低劑量組肺微血管內(nèi)皮細胞輕度腫脹,基底膜較疏松,毛細血管壁電子密度大致正常；高劑量組肺微血管內(nèi)皮細胞稍有腫脹,基底膜較完整,毛細血管壁電子密度大致正常。 9.肺泡Ⅱ型上皮細胞(ATⅡ)形態(tài)電鏡結(jié)果(6000×) 對照組ATⅡ微絨毛排列整齊,呈細長指狀突起,胞漿內(nèi)有大量線粒體和板層小體,板層小體結(jié)構(gòu)清晰,基膜完整；模型組ATⅡ微絨毛大片脫落,板層小體空泡化,微絲縮短變粗,模糊,斷裂,線粒體空泡變性,基膜不完整；高劑量組ATⅡ微絨毛排列較整齊,線粒體及板層小體略有腫脹,基膜較完整；P2組ATⅡ微絨毛排列較整齊,線粒體及板層小體大致正常,微絲清晰,基膜較完整。 第三部分： 1.各組間性別、年齡、體重、手術時間、轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間、心臟復跳情況,術后隨訪患兒機械通氣及ICU停留時間差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。 2.肺順應性(Cd)：與基礎值比較,常規(guī)組在各時間點升高(P0.05)；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組轉(zhuǎn)流前、主動脈開放后、停機時降低(P0.05)。 3.呼吸指數(shù)(RI)：與基礎值比較,常規(guī)組各時間點升高(P0.05)；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在氣管插管后、轉(zhuǎn)流前、主動脈開放后、停機時點降低(P0.05)。 4.氧合指數(shù)(OI)：與基礎值比較,常規(guī)組在各時間點降低(P0.05)；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在氣管插管后、轉(zhuǎn)流前、主動脈開放后、停機時點升高(P0.05)。 5.氣道峰壓(Pmax):與基礎值比較,常規(guī)組在各時間點升高(P0.05)；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在轉(zhuǎn)流前、主動脈開放后、停機時點降低(P0.05)。 6.TNF-α：與基礎值比較,常規(guī)組在各時間點升高；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組轉(zhuǎn)流前、主動脈開放后、停機時點降低(P0.05)。 7. IL-6：與基礎值比較,常規(guī)組在各時間點升高；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組轉(zhuǎn)流前、主動脈開放后、停機時點降低(P0.05) 8.血流動力學： HR：與基礎值比較,三組患兒HR在氣管插管后1min升高(P0.05)。常規(guī)組在切皮后1 min、劈胸骨后1min增加(P0.05)。與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組切皮后1 min、劈胸骨后1min下降(P0.05)。 MAP：與基礎值比較,三組患兒MAP在氣管插管前下降(P0.05)。常規(guī)組在切皮后1 min、劈胸骨后1min增加(P0.05)。與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組切皮后1 min、劈胸骨后1min下降(P0.05)。 9.應激反應： 9.1皮質(zhì)醇：與基礎值比較,三組患兒在轉(zhuǎn)流即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h升高(P0.05)。與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在轉(zhuǎn)流即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h降低(P0.05)。 9.2乳酸：與基礎值比較,三組患兒在主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h升高(P0.05)。與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h降低(P0.05)。 9.3血糖：與基礎值比較,三組患兒在主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h升高(P0.05)。與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h降低(P0.05)。 10.肌鈣蛋白(cTn-工)：與基礎值比較,三組患兒在轉(zhuǎn)流即刻、主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h升高(P0.05)；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在轉(zhuǎn)流即刻、主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h降低(P＜0.05)。 11.乳酸脫氫酶(CK-MB):與基礎值比較,三組患兒在轉(zhuǎn)流即刻、主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h升高(P＜0.05)；與常規(guī)組比較,PHC低劑量和高劑量組在轉(zhuǎn)流即刻、主動脈開放即刻、主動脈開放后2h、主動脈開放后24h降低(P＜0.05)。 結(jié)論： 1. PHC 0.04mg/kg應用于小兒腹部手術麻醉前用藥,能夠有效抑制唾液腺分泌,維持體溫和血流動力學穩(wěn)定,為PHC 0.04mg/kg廣泛應用于小兒心內(nèi)直視手術麻醉前用藥提供依據(jù),同時為PHC預處理應用于內(nèi)毒素誘導大鼠ALI模型治療和嬰幼兒心內(nèi)直視手術呼吸循環(huán)保護提供實驗和理論依據(jù)。 2.建立了內(nèi)毒素誘導大鼠ALI模型,靜脈注射PHC0.25mg/kg和0.75mg/kg均能有效減輕膿毒癥大鼠肺組織炎性反應,并且在一定劑量范圍內(nèi)呈劑量效應關系。 3.嬰幼兒CPB前應用PHC 0.04mg/kg能有效抑制細胞因子TNF-α和IL-6,增加肺動態(tài)順應性和氧合指數(shù),減低呼吸指數(shù)和氣道峰壓,血流動力學平穩(wěn),抑制應激反應,改善微循環(huán),降低受損心肌細胞CK-MB和cTn-Ⅰ,具有一定的呼吸循環(huán)保護作用。 4.減輕炎癥反應是PHC預處理減輕嬰幼兒CPB后呼吸、循環(huán)障礙的重要機制。PHC 0.04mg/kg和PHC 0.08mg/kg預處理應用于嬰幼兒心內(nèi)直視手術無劑量效應關系。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：R726.5

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4 劉威;體外循環(huán)術中局部腦氧飽和度與術后譫妄關系[D];福建醫(yī)科大學;2011年

5 梁東科;馬凡氏綜合征心血管病變手術治療的體外循環(huán)管理[D];廣西醫(yī)科大學;2007年

6 陳燕樺;體外循環(huán)肺損傷的研究現(xiàn)狀[D];廣西醫(yī)科大學;2009年

7 吳道立;心臟瓣膜置換患者圍術期腦鈉素的變化[D];浙江大學;2006年

8 蔡大升;鹽酸戊乙奎醚對大鼠體外循環(huán)肝臟損傷的保護作用的研究[D];中國醫(yī)科大學;2007年

9 曹惠鵑;鹽酸戊乙奎醚對體外循環(huán)大鼠腦保護作用的研究[D];大連醫(yī)科大學;2008年

10 常慶龍;體外循環(huán)紅細胞內(nèi)外血氣及電解質(zhì)變化的研究[D];河北醫(yī)科大學;2005年

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