Visualização de refluxo em aspirador de sangue e reservatório de cardiotomia usados em circulação extracorpórea / Flow visualization in blood aspirator and cardiotomy reservoir used in cardiopulmonary bypass

Objetivo: Um dos maiores danos causados pela oclusão em bombas de rolete é a hemólise. Estudos comparativos entre bomba de roletes com ajustes não oclusivos e bombas centrífugas têm sido realizados nas últimas décadas na tentativa de desenvolver novos produtos e ajustes que causem menos trauma aos elementos figurados do sangue. Comumente as bombas de rolete são ajustadas pelo método estático devido à preocupação com fluxos variáveis que podem ocorrer com ajustes não oclusivos. Folga excessiva nos roletes permite refluxo e pode acarretar erros no cálculo dos fluxos pela rotação da bomba, de acordo com os dispositivos adicionados ao circuito e a resistência sistêmica do paciente. O objetivo desse trabalho é avaliar o refluxo causado por dois modelos de bombas de rolete em aspirador de sangue e em reservatório de cardiotomia. Métodos: A visualização do refluxo foi realizada em aspirador de sangue e, em reservatório de cardiotomia, a visualização foi acompanhada de respectiva medida. Foram testados dois modelos de bombas de rolete de diferentes fabricantes, ajustadas pelo método de velocidade de queda e calibração dinâmica. Os testes foram conduzidos com tubos de silicone de 3/8 x 1/16 e 1/2 x 3/32 polegadas de diâmetro em água e solução análoga ao sangue. Resultados: Foram registrados visualmente os refluxos em aspirador de sangue e em reservatório de cardiotomia, com respectiva medida dos valores. As bombas apresentaram diferenças nos refluxos medidos ajustadas pelo método de calibração dinâmica. A bomba #2 apresentou refluxo, ajustada totalmente ocluída. Conclusão: Os refluxos medidos nos dois modelos de bomba apresentaram diferenças (P<0,008). Os resultados indicam diferenças nas características construtivas ocasionadas pelo processo de fabricação, projeto ou possíveis desgastes. Ajustes pouco oclusivos podem proporcionar variações nos fluxos com a resistência adicionada ao circuito, com dificuldade de correção do fluxo pelo incremento da rotação.

Objective: One of the major damage caused by occlusion in roller pumps is hemolysis. Comparative studies between roller pump with adjustments non occlusive and centrifugal pumps have been made in recent decades in an attempt to develop new products and adjustments that cause fewer traumas to the figurative elements of blood. Usually the roller pumps are adjusted by the static method due to concern variables flow that can occur with non-occlusive settings. Excessive slack in the rollers provoke back flow and can provides errors in the calculation of flow by the rotation of the pump, according to the devices added to the circuit and the systemic resistance of the patient. The objective of this study is to evaluate the back flow caused by two types of roller pumps in blood aspirator and cardiotomy reservoir. Method: Back flow visualization was performed in blood aspirator and cardiotomy reservoir. It was tested two different models of roller pumps, adjusted by drop rate and dynamic calibration. The tests were conducted with silicone tubes of 3/8 x 1/16 e 1/2 x 3/32 inches in diameter in water and solution similar to blood. Results: We recorded back flow visually in blood aspirator and in cardiotomy reservoir with their measure of values. The pumps had differences in refluxes measured adjusted by the dynamic calibration method. Pump#2 presents back flow adjusted fully occluded. Conclusion: The back flow measured in two models of pump present differences (P <0.008). The results indicate differences in its characteristics caused by the process of manufacturing, design or possible wear. Non-occlusive adjustments may cause variations in flow with the increase of resistance added to the circuit, with difficulty to fix the flow by increasing the rotation.

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.

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.

Alterações hemodinâmicas devido ao uso de estabilizadores em revascularização do miocárdio: estudo experimental / Hemodynamic disorders related to beating heart surgery using cardiac stabilizers: experimental study

OBJETIVO: Estudar, em suínos, as alterações hemodinâmicas secundárias ao uso de estabilizadores para operações de revascularização do miocárdio sem circulação extracorpórea, um por sucção (Octopus) e outro por compressão (Speroni). MÉTODOS: Dez suínos submetidos à esternotomia e monitorizados com eletrocardiograma, débito cardíaco contínuo e pressões: arterial média, pulmonar média, atriais médias direita e esquerda, ventriculares diastólicas direita e esquerda, calculando-se volume sistólico e resistência vascular sistêmica. Estudaram-se os estabilizadores posicionados em três artérias: interventricular anterior, interventricular posterior e ramo marginal da circunflexa. Para cada animal foi sorteada a ordem de aplicação do estabilizador com relação ao tipo e à artéria. As mensurações foram realizadas antes e após aplicar-se o estabilizador. RESULTADOS: Na artéria interventricular anterior, ocorreram alterações somente com o Speroni, havendo queda do débito cardíaco, do volume sistólico e da pressão arterial média, com aumento da resistência vascular sistêmica. Na artéria interventricular posterior, constatamos alterações com o Speroni, havendo queda do débito cardíaco e do volume sistólico, com aumento da freqüência cardíaca. Com o Octopus houve aumento da freqüência cardíaca e da resistência vascular sistêmica, com queda do volume sistólico. No ramo marginal da circunflexa, ocorreu queda do débito cardíaco, do volume sistólico e da pressão arterial média com os dois estabilizadores, havendo também queda na pressão arterial pulmonar média e aumento da pressão atrial direita média com o estabilizador por compressão. CONCLUSÕES: Ambos os estabilizadores causaram alterações hemodinâmicas. O que atua por compressão provocou mais alterações do que o que atua por sucção.

OBJECTIVE: To study in swine the hemodynamic changes secondary to the use of stabilizers for off-pump coronary artery bypass graft surgeries by means of both a suction device "Octopus" and a compression device (Speroni). METHODS: Ten swine underwent median sternotomy. Monitoring of ECG, continuous cardiac output, mean arterial pressure, mean pulmonary artery pressure, mean right and left atrial pressures, and right and left ventricular diastolic pressure were performed. Stroke volume and systemic vascular resistance were calculated. Both stabilizers were studied placed on three vessels: anterior interventricular branch, posterior interventricular branch, and marginal branch of the circumflex branch. Each animal was randomly designed to application regarding the type of stabilizer and the target artery. The measurements were carried out 5 minutes before and after the stabilizer application. RESULTS: In the anterior interventricular branch changes have occurred only with the compression device, thus reducing cardiac output, stroke volume, and mean arterial pressure, but increasing the systemic vascular resistance. In the posterior interventricular branch changes have occurred with the compression device (Speroni), reducing cardiac output and stroke volume, but increasing the heart rate. With the suction device (octopus) there was an increase of both heart rate and systemic vascular resistance, but a decrease in stroke volume. In the marginal branch of the circumflex branch there was a decrease of cardiac output, stroke volume, and mean arterial pressure with both stabilizers. Also, there was a decrease in the mean pulmonary artery pressure and an increase in the mean right atrial pressure with the compression device (Speroni). CONCLUSION: Both stabilizers have caused hemodynamic changes. The compression device (Speroni) is more associated with changes than the suction device (Octopus).