氟碳停搏液对心肌的保护作用临床医学论文.doc

氟碳停搏液对心肌的保护作用_临床医学论文 【关键词】 全氟化碳关键词：全氟化碳；心脏停搏液；心肌保护　　 1 全氟化碳代血液 〖HT5SS〗全氟化碳（perfluorocarbons或perfluorochemicals, PFC）是将碳氢化合物中的氢原子全部由氟原子替代，形成的类环状或直链状有机化合物目前应用最多的有三种全氟化碳，分别是全氟萘胺（perfluorodecalin）、全氟三丙胺（perfluorotripropylamine）和全氟三丁胺（ perfluorotributylamine）全氟化碳代血液是以氟碳化合物为原料配制，与人体血液的pH、各种电解质、晶体和胶体渗透压相似，并具有良好载氧功能的氟化碳乳剂 ( fluorocarbon emulsion, 简称 FCE)PFC是一种不溶于水的惰性物质，除了能够溶解一些气体和极少数物质外，对蛋白质、脂类、糖类和无机盐完全不相溶，与血液也不相混合在配制成人造血液时，必须制成不溶于水的乳胶微粒，平均直径0.12μm, 90% 小于0.1μm, 最大直径0.6μm，为红细胞直径的1/70~1/80由于F-H键很牢固，其化学性质非常稳定，无毒，在体内不发生代谢转化。

其外观呈乳白色，略带莹光，pH 7.4， 总渗透压410mOsm， 胶体渗透压390 mOsm根据亨利定律，氟化碳人造血的氧含量与氧分压呈直线关系，氟化碳化合物并不象血红蛋白那样与氧气呈可逆行性化学结合，而只是单纯物理溶解，随着氧分压的高低，氟化碳化合物可以溶解或释放出氧气，且不受温度变化的影响在使用氟化碳人造血时，必须使用纯氧吸入才能有效发挥作用，其溶解氧的能力很强，三者在氧分压为760mmHg，温度37℃ 的条件下，溶解的氧量分别为450ml/L、480ml/L和384 ml/L，而血液在相同条件下氧含量却只有20 ml/L目前所用的氟化碳乳胶剂主要有两种：Fluosol-DA (20%) 和Fluosol-43 , 组成成分见表1表1 两种全氟碳代血液的组成成分（略）　　在国外，1966年由Clark 和Golla首创［1］，并做了相关动物实验，1979年，将FCE应用于临床在国内，1978年由上海有机化学研究所研制成功1980年，中山 医院 首次应用于临床PFC的毒性很低， Taka和Harumasa［2］等报告，给人体输注FCE一周或一个月后186例中有4例SGOT升高，而SGPT没变化，BUN和肌酸酐变化水平没有超过正常范围。

一般认为将单次用量控制在1000~1500ml以下，对肝肾功能影响不大，但反复输注有可能对人体造成不良影响，提示临床反复多次用药时，剂量应酌减FCE对患者的凝血机制没有明显影响，术后没有出血倾向，但却有实验观察到，给兔单次输注10ml/kg和20ml/kg的FCE后，即刻外周血中血小板明显降低，为输注前的38%，在输注30分钟后血小板有上升趋势，输注20小时后恢复正常静脉输注FCE 后，主要经肺呼出，少数经皮肤排出，剩余的FCE广泛滞留在网状内皮系统中，特别是肝、脾和淋巴结中Millow［3］等的研究结果表明，鼠脾中的巨噬细胞和单核细胞吞噬大量FCE，而体循环中的中性粒细胞吞噬较少FCE能够直接使网状内皮系统功能轻度抑制，还能直接损伤中性粒细胞膜的完整，这可能是FCE溶液的物理特性或所含的物质，而不是FCE本身引起的Peng［4］等实验表明，在输注浓度为15%的FCE后，检测主动脉和大血管的内皮细胞，发现FCE损伤了血管内皮细胞，而浓度为10%的FCE输注则没有造成明显损害，但多数实验证实FCE 对血管内皮细胞有保护作用FCE在血液中半衰期为30～60h，也有报道说其在血中有效作用时间仅有6h。

FCE 易于储存、消毒、避免了疾病的传播，在输注前无须做配型和交叉实验，不影响血液的氧离解过程，也不影响骨髓的造血功能　　 2　全氟化碳停搏液对心肌的保护作用 〖HT5SS〗冷晶体高钾停搏液在心脏阻断后缺氧停搏期间作为一种心肌保护的方法在临床上广泛应用，并为心脏手术的开展提供了前提和基本条件，但对于一些手术前心功能较差的、复杂的、长时间的心脏手术，其保护效果仍显不足冷血停搏液在低温状态下释放氧很少，且红细胞易发生凝聚，而温血停搏液又有造成高钾和中枢神经损害的危险，所以人们力求寻找一种更加安全高效的心脏停搏液近几年,PFC 在临床和实验研究中显示出良好携氧效果，被认为是一种有前途的作为心脏停搏液的介质1966年，Clark和Gollan［1］首先应用Langendorff 灌注模型，成功地完成了氧合全氟化碳溶液对离体鼠心灌注，并初步证实了全氟化碳溶液可作为一种人造血液使用1986年，Rousou和Engelman等［5］用Fluosol-DA配制心脏停搏液，与晶体和血液配制的心停搏液进行了对照研究，结果表明，在缺血停搏期间，氟化碳心脏停搏液较好保护了心肌细胞，缺血100分钟后，氟化碳组的心功能恢复较好，心脏水肿较轻且心肌内氧张力高。

1989年，Gohra和Mori等［6］将离体犬心脏，在4℃低温下保存24小时，分别用冷晶体液+氟碳乳剂和冷晶体液作为心脏保存液，结果显示氟化碳乳剂明显提高了晶体液对心脏的保护作用同年，Tsukamoto S等［7］把氟化碳乳剂加入到心脏停跳液中，利用离体犬心脏进行灌注实验，证明氟化碳乳剂强大的携氧能力有助于心肌保护，并可以作为心脏停跳液使用1993年，Guyton［8］将氟化碳乳剂作为心脏停跳液灌注离体犬心脏，缺血5小时，结果表明含氟化碳乳剂的停博液极大地减轻了缺血对心肌的损害2000年，Bito和Inoue等［9］ 应用Langendorff 灌注模型，用加入利多卡因和FC-43的H-K缓冲液灌注离体鼠心脏，结果表明FC-43为离体鼠心提供了更好的心肌保护，并满足了心肌在长时间的阻断期间对氧的需求　　 3 全氟化碳停搏液保护心脏可能的机制 　　3.1　PFC具有较高携氧能力，促进组织对氧的摄取和利用在37℃，PO2为760 mmHg的条件下，每100毫升Fluosol-DA大约可携带65ml氧气，Fluosol-43约为56 ml氧气其所携带的氧气与乳剂中所含的 PFC 总量呈正比，但摄取与释放氧的速率与FCE 的粘滞性及其颗粒大小呈反比。

乳化后的 FCE 单位容积所含的气体交换面积为血液的100~170倍Fluosol-DA 对氧的溶解和释放只需14~26毫秒，交换速度比血红蛋白快一倍目前，多数学者认为向缺血心肌提供更多氧是PFC 保护心肌缺血损伤的主要作用所在有人认为正是由于 PFC 所携带的这部分氧改善了缺血心肌内的氧的供需不平衡状态，从而保证了心肌能量代谢的正常进行PFC粘滞性低，为2.7cp, 而血液为4~6cp 乳化颗粒小，平均直径只有红细胞的1/70，易于通过水肿的小动脉和毛细血管，促进侧枝循环的建立，改善缺血局部的微循环灌注，使更多氧进入缺血区供组织利用在低温情况下，血红蛋白氧离曲线左移，使氧的释放减少，且低温情况下红细胞易于发生淤滞和凝集,而PFC 释放氧基本不受温度的影响，在很宽的温度范围，其保持高效率的氧溶解和氧释放能力　　3.2 防止缺氧造成小血管损伤，降低冠状动脉内血流阻力，减少缺血心肌细胞内氧自由基产生PFC通过稀释作用降低了血液粘滞性，可降低冠状动脉内血流阻力Menasche等［10］根据其试验结果推测，PFC还能增强冠状动脉内纤维蛋白溶解过程防止心肌细胞再灌注时Ca2+超载，从而维持了心肌细胞电生理功能和线粒体活动功能正常。

PFC 不仅通过携带更多氧，增加组织供氧和减弱无氧代谢，避免产生过多的酸性代谢产物，而且能够溶解大量二氧化碳，并将细胞代谢产物带走氧自由基产生是造成缺血心肌损害的一个重要原因，Casale等［11］比较了单纯应用PFC 与PFC 加氧自由基清除剂（超氧化物歧化酶和过氧化物酶）对兔心缺血再灌注的心功能影响，结果发现，在PO2为150mmHg时，前者的心功能指标较后者明显降低；在PO2为590 mmHg时，两组对照无统计学意义由此表明，氧合PFC可向心肌提供更多氧，维持有氧代谢，减少了氧自由基产生缺血心肌再灌注时，大量白细胞堵塞在缺血局部的毛细血管内，不仅释放大量氧自由基，也产生大量白三烯和释放出溶酶体酶，进一步加重心肌损伤，Virmani等［12］证明PFC可以抑制白细胞的趋化和吞噬作用，减慢集聚，延长激活时间，从而加强了对心肌的保护作用综上所述，氟化碳停搏液对心肌保护的研究已经取得了令人瞩目的成绩，在动物实验和临床研究中显示出良好的心脏保护作用由于 PFC 价格昂贵，主要研究和应用集中在日、美等发达国家但随着PFC的国产化与生产成本的下降，以及对PFC 的研究不断深入，氟化碳停搏液的应用和 发展 有着广阔的前景。

　　 参考 文献 ： 　　［1］Clark LC, et al. Theoretical and practrial consideration of fluorocarbon emulsion in the treatment of shock.in Cowley RA and Trump BF［J］. Pathysiology of shock, anoxia, and ischemia, Baltimore, Williams wilkins,1982,507.　　［2］Takao Mitsuno MD, Harumasa Ohyanagi MD, et al .Clinical studies of perfluorochemical whole substitute (Fluosol-DA)［J］.Ann Surg Jan,1982,195:60. 　　［3］Miller ML,Wessler EP,et al.Some morphologic effects of "inert" particulate loading on himopoietic elements in mice［J］. J Reticuloedothel sic,1976,20:385 　　［4］Peng H, Gu Z, Liu Y. Oxidative properties and chemical stability of fluoronanotubes in matrixes of binary inorganic compounds［J］. J Nanosci Nanotechnol. 2003,3(1-2):87-92. 　　［5］ Rousou JA, Engelman RM, Anisimowicz L et al. Metabolic enhancement of myocardial preservation during cardioplegic arrest［J］. J Thorac Cardiovasc Surg. 1986,91(2):270-276. 　　［6］Gohra H, Mori F, Esato K et al. The effect of fluorocarbon emulsion on 24-hour canine heart preservation by coronary perfusion［J］. Ann Thorac Surg. 1989,48(1):96-103.　　［7］Tsukamoto S, et al. Experimental study on myocardial preservation with perfluorochemical Nippon Kyobu Geka Gakkai Zasshi［J］. 1989,37(9):1880-1888 　　［8］ Guyton RA. Warm blood cardioplegia:benefits andrisks。