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编号:10503945
胎儿心脏外科研究进展
http://www.100md.com 国外医学儿科学分册 2000年1月第27卷第1期
     黑飞龙(综述) 龙村(审校)

    中国医科科学院阜外心血管研究所(100037)

    中国协和医科大学阜外心血管病医院

     摘 要 近年来国际上对胎儿先天性畸形进行外科治疗及其研究工作已成为一个十分引人注目的课题。本文介绍了胎儿心脏外科的实验研究进展。

     关键词:胎儿心脏 心脏缺损,先天性 心脏外科手术 体外循环 胎盘功能不全

    自70年代首次报道了超声诊断宫内胎儿先天畸形以来,胎儿影像技术取得了迅速发展,许多胎儿解剖畸形产前发即可获得准确诊断。近年来国际上对胎儿先天畸形进行外科治疗及其研究工作已成为一个十分引人注目的课题。现就胎儿心脏外科的进展综述如下。
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    1 概述

    从外科学考虑,胎儿作为一个病人已成为外科领域的一个新概念[1]。目前成功地进行了胎儿先天膈疝,胎儿膀胱出口梗阻,先天性肺囊性腺瘤样畸形,骶尾部畸胎瘤,乳糜胸等疾病的手术矫治[2]。专家们认为胎儿心脏外科将是下一个世纪外科最具挑战性的课题之一,胎儿以及外科的实验研究已经开始了好几年,完成这项技术所需的生理要求已取得较大进展[3]

    先天性心脏病(先心病)可早在妖娠12周通过超声发现[4],简单的先天性畸形如瓣膜狭窄或闭锁可使心内血流改变,并影响房室发育,如不进行早期干预,这些畸形不但影响胎儿发育,而且在胎儿出生后还要求更大的外科工程矫治这些先天性畸形,手术的危险性更大。

    进行胎儿心脏外科的先决条件是必须建立胎儿安全有效的循环支持系统。现在胎儿体外循环已由最初的使用滚压泵、鼓泡式氧合器、母体血预充,发展为使用轴流泵把右房到肺动脉或主动脉连成一起的胎儿体循环技术。低预充的轴流泵系统避免了胎儿使用母体血,改善了术后结果。胎儿体循环改进后,胎儿心输出量和气体交换的改善使胎儿应激反应明显减轻[5]
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    胎儿心脏外科面临的另一个难题是术中胎儿机能不良的处理,新近的研究表明,合适的麻醉方法,使用消炎痛等药物对胎盘机能不良有很好的改善作用。目前胎儿心脏外科多以羊等哺乳动物为模型,在人类进行胎儿心脏外科手术前,还必须用灵长类进行实验研究,以进一步确定术中胎儿病理生理学变化。当胎儿心脏外科所面临的问题被彻底解决,严重复杂的先天心病经早期胎儿心脏外科干预,出生后小儿的复杂先天畸形将大大减少。

    2 胎儿心脏外科循环支持

    胎儿血液循环与出生后有很大不同,气血交换是通过胎盘来进行,因而一些早期简单的胎儿体外循环以胎盘作为氧合器,不需要人造氧合器,但这种方法的缺点在于需要很高的流量才能满足胎儿对氧的需求,而这样往往对胎盘造成强烈的刺激,引起严重的胎盘机能不良,更合理的胎儿体外循环包括一个人造氧合器和一个较为复杂的循环管路,这样,流量更易管理,对胎盘血管的刺激更小[6],在胎儿体外循环中可使用滚压泵和离心泵,还有报道在胎儿体外循环中应用搏动灌注[8]
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    由于胎儿体表面积相对较大,所以需要更高流量才能满足机体对氧供的需求。Hawkins等[9]研究在体外氧合器支持下流量对胎儿氧合、代谢以及胎盘机能的影响。18只妊娠126~140天的胎羊常温下进行胎羊体外循环30分钟研究期间阻断上升主动脉,灌注心脏停搏动液使胎羊心脏停跳。将其分为二组:低流量组(n=9)流量为(109±20)ml(/Kg min),高流量组(n=9)流量为(324±93)ml/(kg min)。结果:低流量组与体外循环前相比其动脉压、动脉血pH、PO2降低,PCO2和乳酸水平增加;高流量组与体外循环前相比其动脉压,pH、PO2、PCO2和乳酸水平相似。

    最近Reddy等[10,11]报道一种新型的胎儿体外循环,不需要预充,同时在管路中装入一个轴流泵,其对胎盘机能改善有良好的效果,轴流泵最先是被设计用于心室辅助,把左室的血液泵到主动脉以减轻左室负荷。在胎儿体外循环中使用轴流泵把右房的血液泵到肺动脉或主动脉。Reddy给9只122~126天胎羊采用经胸胎儿体循环方法,用16F单根右房导管和12F主动脉导管,持续常温体外循环30分钟,流量为(320±32)ml/kg,结果9只胎羊中一只于胎儿体外循环后4天是产死亡,8例(89%)度过乳期后顺利分娩。
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    3 胎盘机能不良

    3.1 胎盘机能不良的机制

    胎盘机能不良是胎儿体外循环中最大的不良反应.早期研究认为认为胎儿心脏外科在技术上是可行的,但却常出现显著的胎盘机能不良,致术后死亡较高。近几年对引起胎盘机能不良的因素又有了新的认识包括:(1)胎儿应激反应;(2)胎儿在母体外暴露的面积;(3)预充物质(母体血);(4)流血特点[10]。这些应激因素常致胎儿心输出量减少,出现进行性胎儿供血不足,气体交换障碍,表现高碳酸血症和酸中毒,胎盘机能不良。最终致胎儿室息和死亡[12,13]。血管活性物质氧合酶释放能介导这种反应,消炎痛(环氧合酶抑制剂)能阻止胎盘机能不良,并使胎儿长期存活[14]。Reddy等[15]研究表明血管内皮产生的内皮素和一氧化氮是胎盘机能不良的重要调节因素。Reddy等[16]研究发现白介素-6在胎儿体外循环期间持续显著增加,并与胎盘血管阻力的增加及胎盘血流减少相关,作者认为白介素-6增加是造成胎盘机能不良的一个重要原因。
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    3.2 麻醉对胎盘不良的作用

    急性实验研究证明,全脊髓麻醉和消炎痛的应用能抑制这种反应,使胎儿维持正常的血气水平、心输出量、胎盘血流和酸碱代谢,在胎儿旁路后几小时达到正常。Fenton等[14]采用全脊髓麻醉和消毒技术进行长期研究,12只妊娠120天的胎羊暴露进行胎羊心脏旁路,通过静脉给与消炎药。在常温下流量250~300ml/(kg*min)进行胎心旁路20分钟,子宫和腹部缝合。结果母羊一只死于肺炎,一只(双胎)早期流产,一只胎羊死于分娩,9只顺利分娩。这种方法抑制了应激反应的发生和胎盘收缩,该研究单胎存活率达80%,双胎死亡率高的原因尚不清楚。

    虽然胎儿的应激反应能通过胎儿的脊髓麻醉而得到完全控制,使血流动力学得到很好的改善,但这项技术不但复杂,而且对人类胎儿存在潜在的危险。大剂量的麻醉药对婴幼儿在心脏手术期间非常有效,能抑制应激反应,维持心功能,作为一种有效的方法,这种技术也被用于阻止人胎儿应激反应的发生,并且没有引起心肌抑制和影响周围血管阻力。然而因为羊没有阿片受体,故无法在一种合适的胎儿模型中试验这种麻醉,如进一步通过灵长类模型和大剂量麻醉药镇静,将提供解决这一问题有关的重要信息[6]。此外也有在胎心科研究中使用氟烷麻醉减轻胎盘机能不良的报道[17]
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    3.3 药物对胎盘机能不良作用

    3.3.1 消炎药

    Sabik等[7]研究前列腺素在胎儿体外循环中的作用.观察10只胎羊,分别在体外循环前1小时、旁路30分钟、旁路后2小时取血样。体外循环使用离心泵,流量高整到400ml/(kg.min)其中6例加入消炎痛(3mg/100ml)到预充液中。结果消炎痛组胎盘血管阻力没有增加,胎盘血流没有减少,在胎儿体外循环期间和其后血气保持体循环前水平,作者认为前列腺素在胎儿体外循环中增加胎盘血管阻力,减少胎盘血流,而消炎痛有抑制前列腺素的这种作用,但也有人认为虽然消炎痛有效,但其潜在的副作用对胎盘的血管床仍然有害[6]

    3.3.2大剂量类固醇
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    消炎痛能阻止胎心旁路中胎盘血管阻力的增加。其机制是前列腺素从环氧合酶到脂氧合酶通路的传递物质被抑制,使胎盘血管扩张剂白三烯产量增加。Sabik等[12]报道,给6只动物用消炎痛,4只用大剂量类固醇,结果两组对胎盘机能不良的改善作用相似。大剂量类固醇在磷脂酶阶段能抑制前列腺素的合成。

    3.3.3 硝普钠

    Bradly 等[13]研究硝普钠溶液对胎儿体外循环中胎儿血气和血流动力学改变,18只胎羊全麻 ,其中7只不用硝普钠,6只用硝普钠,5只既不用硝普钠,也不用体外循环。结果不用硝普钠组心输出量增加15%~25%时胎盘血流却减少25%~60%,而流向其它组织的血液增多或保持不变,胎盘血流减少伴随有PO2降低和PCO2增加。而硝普钠组和血流、心输出量和体外循环后的血气都得到改善。硝普钠能部分阻止体外循环所致的胎盘血流向其它组织的再分布。改善胎盘血液重新分布是体外循环成功的重要因素。
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    3.3.4 L-精氨酸

    Vedrinne等[18]研究表明,在胎儿体外循环中使用L-精氨酸,可使母体血流动力学波动减轻.

    3.4 胎盘旷置

    对胎儿进行体外循环时,胎盘的血流约占胎儿心输出量的40%,通常要求胎儿心输出量达到400ml/(kg*min)才能满足机体的需要,而胎儿体外循环时所需的高流量常受到插管过小的限制而致手术失败[6]。Fenton等[19]在以前研究的基础上设计使用了一种胎盘隔离模型。研究显示,胎盘能在常温下母体血停止供应后至少耐受30分钟从胎儿体外循环中把胎盘旷置,将可减少胎儿心输出量一半,使全身能得到更好的灌注而不危及胎盘功能。5例胎盘参加胎儿体外循环者,于体外循环开始后胎儿很快出现高碳酸血症和低氧血症,胎盘流量减少。5例胎盘旷置羊血三氧化碳轻微缓慢上升,并且体外循环结束后,胎盘血流明显较好,体外循环后给消炎痛,结果两组血气分析结果二氧化碳张力轻度增加,胎盘血流相似。消炎痛能阻止胎儿体外循环时胎盘血管收缩反应,提示环氧合酶产物的释放是结果改善的一个因素。与胎盘旷置相比,不用消炎痛,胎盘保留组将导致严重的胎盘机能不良,消炎痛改善了两组胎儿体外循环后胎盘机能不良,其对胎盘保留组影响更大。在胎儿体外循环期间进行胎盘旷置是一个新思路,它可能将会成为胎儿以及旁路设计的一种新方法。
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    参考文献

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