Considerações sobre métodos de ajuste de bombas de roletes usadas em circulação extracorpórea: velocidade de queda e calibração dinâmica / Considerations on roller pumps setting methods used in cardiopulmonary bypass: drop rate and dynamic calibration

As bombas de roletes ocupam um papel de destaque entre os dispositivos utilizados na circulação extracorpórea, pois são responsáveis pela movimentação do sangue. O ajuste adequado desses equipamentos é fundamental para minimizar o trauma nas células sanguíneas. O presente trabalho analisou dois métodos para ajuste das bombas: o método de medida de velocidade de queda e a calibração dinâmica em dois modelos de bombas, com o objetivo de avaliar as suas variações e limitações práticas de uso em centro cirúrgico. A velocidade de queda foi medida em dois modelos de bombas de roletes e em três pontos do leito rígido com valor final calculado pela média entre eles. A calibração dinâmica foi medida sequencialmente às medidas de velocidade de queda, e os valores médios de pressão foram registrados em arquivo, com intervalo entre medidas de 20 ms. Os valores médios de velocidade de queda mostraram diferenças significantes (p < 0,0007), quando comparados com os valores mínimos e entre os dois modelos de bombas. Nos dois métodos analisados foram observadas variações de ajuste entre os roletes, com possíveis consequências para a hemólise. A bomba 1 mostrou descentralização do leito rígido entre os pontos medidos (p < 0,02). O método de ajuste por medida de velocidade de queda mostrou erros em seus valores absolutos e com dificuldade de repetitividade e não foi possível estabelecer correlação com a respectiva medida de calibração dinâmica.

Roller pumps have an important role among the devices used in cardiopulmonary bypass, being responsible for pumping blood. The setting of pumps is essential to minimize the trauma on blood cells. This study examined two methods for pump adjustment: the drop rate method and dynamic calibration method, applied to two different pumps in order to evaluate their variations and practical limitations of use in operating room. The drop rate was measured in the lowest point of pump raceway (0º) and in two other points close to it (–20º and +20º) and the average values of the three points was also taken. The dynamic calibration was measured sequentially, and the pressure average values were recorded on file with a sampling interval of 20 ms. There were significant differences (p < 0.0007) in drop rate averages when compared with the lowest point in the two types of pumps. In two pumps were observed variations in settings between rollers with possible consequences for the hemolysis. The pump 1 showed decentralization in raceway between points measured (p < 0.02). The drop rate method showed errors in their absolute values and with limited repeatability, and it was not possible to correlate with their dynamic calibration measurements.

Análise do perfil hidrodinâmico em diferentes modelos de bombas de rolete utilizadas em circulação extracorpórea / Analysis of the hydrodynamic profile in different roller pumps models used in cardiopulmonary bypass

OBJETIVO: Dentre os equipamentos utilizados em circulação extracorpórea, as bombas de rolete têm grande importância, com diversos modelos disponíveis de vários fabricantes. A calibração é um fator importante nas taxas de hemólise e o seu potencial difere em cada uma delas. Pesquisadores nem sempre abordam detalhes sobre os perfis do leito rígido, supondo que as formas padronizadas de calibração garantem valores iguais e comparáveis para todos os modelos de bombas de rolete. Dispomos principalmente de dois métodos para a calibração das bombas, o que também interfere com o potencial hemolítico. Nenhum dos métodos considera as características de impulsão do fluído, definido pela forma construtiva do leito rígido. O objetivo é avaliar o perfil hidrodinâmico de três modelos de bombas de roletes disponíveis no mercado brasileiro. MÉTODOS: A oclusão dos roletes foi feita por medidas de velocidade de queda e calibração dinâmica. Foram utilizados dois diferentes diâmetros de tubos de silicone (3/8 x 1/16 e 1/2 x 3/32 polegadas). RESULTADOS: Os perfis apresentaram diferenças em suas variâncias. P<0,01 para medidas de velocidade de queda e P<0,0001 para medidas de calibração dinâmica. Foram encontradas diferenças nas variações de pressão entre as bombas analisadas (P<0,002). CONCLUSÃO: As medidas de oclusão são dependentes da forma do leito rígido e comparações envolvendo bombas de rolete devem ser feitas com cautela. Testes com sangue deveriam ser realizados para verificar a influência das variações de pressão na hemólise.

OBJECTIVE: Among the equipments used in cardiopulmonary bypass the roller pumps have great importance with various models available from several manufacturers. The calibration is an important factor in hemolysis rates and its potential is different in each. Researchers do not always approach details on the pump bed profiles assuming that the standardized calibration settings ensure equal and comparable values for all models of roller pumps. We have mainly two methods for calibration of pumps which also interferes on the hemolytic potential. In both of them, the characteristics of fluid impulsion defined by the pump bed design are not considered. The aim of this study is to compare the hydrodynamic profile of three models of roller pumps available in the Brazilian market. METHODS: The rollers occlusion was performed by measures of drop and dynamic calibration. Two different silicone diameter tubes were used (3/8 x 1/16 and 1/2 x 3/32 inches). RESULTS: The profiles showed differences in their variances, P<0.01 for drop rate measures and P<0.0001 for dynamic calibration. Different changes in pressure were found between the pumps analyzed (P<0.002). CONCLUSION: The measures of occlusion are dependent on the design of the pump bed and comparisons involving roller pumps should be performed with caution. Blood tests should be performed to verify the influence of changes in hemolysis pressure.

Trimetazidina como aditivo em solução cardioplégica sem pré-tratamento não traz proteção adicional ao miocárdio isquêmico: estudo em modelo suíno de coração isolado / Trimetazidine as cardioplegia addictive without pre-treatment does not improve myocardial protection: study in a swine working heart model

OBJETIVO: Verificar, em modelo experimental de coração isolado de suínos, se a associação da trimetazidina à solução cardioplégica promove melhora no desempenho do coração. MÉTODOS: O modelo experimental utilizou suínos Large-White, com coração isolado perfundido por suporte de outro animal em modo de execução de trabalho ("working heart state"). Foram divididos em três grupos (n = 6), submetidos a isquemia regional seguida de isquemia global, que recebiam um dos três tratamentos: solução St Thomas (ST), solução St Thomas acrescida de trimetazidina (TMZ) e grupo controle (Co). Durante período de reperfusão, aos 30, 60 e 90 minutos, foram medidos parâmetros hemodinâmicos de contratilidade e metabólicos, obtendo-se assim a elastância máxima (Emáx), o índice de trabalho sistólico pré-recrutável (PRSW), "dureza" do ventrículo (EDPRV), fluxo coronariano, consumo de oxigênio e dosagens de lactato e glicose. Os resultados foram analisados estatisticamente. RESULTADOS: Em relação aos parâmetros hemodinâmicos de contratilidade, não houve diferença estatística significante entre os três grupos. Houve produção crescente de lactato nos três grupos de forma uniforme quanto maior o tempo de reperfusão. O fluxo coronariano, o consumo de oxigênio e o consumo de glicose tiveram grande variação entre os diferentes tempos medidos, mas sem diferença entre os três tratamentos. O peso final do ventrículo esquerdo foi significativamente menor no grupo trimetazidina (TMZ) do que nos demais. CONCLUSÃO: A administração da trimetazidina associada como adjuvante à solução cardioplégica, sem pré-tratamento, não demonstrou benefício hemodinâmico ou metabólico em modelo experimental "working heart" de coração isolado em porcos.

OBJECTIVE: The aim of this study is to verify in an isolated working heart swine model if the acute administration of trimetazidine to cardioplegia, without pre=treatment improves heart performance. METHODS: Eighteen pairs of swines were used in this working heart model, divided into three groups (n = 6) that underwent regional and global ischemia. Each group was selected to a different treatment: St Thomas cardioplegia (ST), St Thomas enriched with trimetazidine (TMZ) and control group (Co). Data was collected during reperfusion period at 30, 60 and 90 minutes. Hemodinamic parameters such as elastance contractility index (Emax), preload recruitable stroke work relationship (PRSW) and heart "stiffness" (EDPVR) were measured. Other data included coronary flow, lactate, oxygen and glucose consumption. Results were statistically analyzed. RESULTS: All contractility data were not significantly different among three groups. Lactate became constantly higher according to time uniformly in all three groups. Coronary flow, glucose consumption and oxygen consumption presented large variations during time periods but according to treatments showed no statistical differences in all three groups. Left ventricle final weight was significantly lower in trimetazidine group compared to both other groups. CONCLUSION: Administration of trimetazidine enhanced cardioplegia, without pre-treatment, showed no hemodinamic or metabolic improvement in swine isolated working heart model.

Padronização de modelo de coração isolado "working heart" com circulação parabiótica / Development of isolated swine "working heart model" with parabiotic circulation

OBJETIVO: Desenvolver modelo de coração isolado de suíno "working heart" sob suporte por circulação parabiótica e verificar se o mesmo é estável e se possibilitou de forma efetiva a mensuração dos dados propostos. MÉTODOS: O modelo foi padronizado durante preparação para estudo de associação de agente à solução cardioplégica. Foram realizados 18 experimentos com um animal suporte e um animal doador em cada. O coração do animal doador foi perfundido como coração isolado pelo animal suporte em modo de execução de trabalho ("coração ejetante"). O coração isolado foi submetido à isquemia regional por pinçamento da artéria interventricular anterior seguido de isquemia global. Durante reperfusão, com o coração ejetante (em modo "working heart"), aos 30, 60 e 90 minutos foram medidos parâmetros hemodinâmicos de contratilidade e metabólicos, obtendo-se assim a elastância máxima (Emáx), o trabalho sistólico pré-recrutável (PRSW), rigidez do ventrículo (EDPRV), fluxo coronariano, consumo de oxigênio e dosagens de lactato e glicose. RESULTADOS: Os animais suporte ficaram estáveis durante todo o experimento. O pH, a pressão parcial de oxigênio e o hematócrito foram mantidos estáveis e dentro da faixa fisiológica. O coração isolado foi perfundido de forma adequada durante todo o experimento. Os dados hemodinâmicos e metabólicos propostos puderam ser mensurados adequadamente e sempre com o coração ejetante, em modo de execução de trabalho ("working heart"). CONCLUSÃO: O modelo de coração isolado desenvolvido tipo "working heart" se manteve estável durante todo o experimento, sem a administração de drogas cardiotônicas e possibilitou a mensuração de todos os dados propostos de forma efetiva com o coração executando trabalho.

OBJECTIVE: To develop an isolated working heart model with parabiotic circulaton in swines and verify its stability and possibility to allow effective measurements of hemodinamic and metabolic data. METHODS: This model was developed during study of association of agents to cardiolegia. There were performed 18 experiments, each with a support animal and a donor animal. Donor animal heart was perfused as isolated working heart with parabiotic circulation from support animal. Isolated heart underwent regional ischemia by interventricular artery clamping, followed by global ischemia. During reperfusion in working heart state mode at 30, 60 and 90 minutes, contractility indices such as elastance, preload recruitable stroke work index and metabolic data were acquired. RESULTS: Support animals were kept stable throughout the procedures without use of blood transfusions or vasoactive drugs. pH, oxygen partial pressure and hematocrit were kept stable and within physiologic ranges. Isolated heart was perfused adequately throughout the experiment. All hemodinamic and metabolic data proposed were adequately measured in working heart state mode. CONCLUSION: This swine isolated "working heart" model was kept stable throughout the experiments with no administration of vasoactive drugs and it allowed adequate measurements of metabolic and hemodinamic data.