Development of cardioplegic solution without potassium: experimental study in rat / Desenvolvimento de solução cardioplégica sem potássio: estudo experimental em ratos

INTRODUCTION: Myocardial preservation during open heart surgeries and harvesting for transplant are of great importance. The heart at the end of procedure has to resume its functions as soon as possible. All cardioplegic solutions are based on potassium for induction of cardioplegic arrest. OBJECTIVE: To assess a cardioplegic solution with no potassium addition to the formula with two other commercially available cardioplegic solutions. The comparative assessment was based on cytotoxicity, adenosine triphosphate myocardial preservation, and caspase 3 activity. The tested solution (LIRM) uses low doses of sodium channel blocker (lidocaine), potassium channel opener (cromakalin), and actin/myosin cross bridge inhibitor (2,3-butanedione monoxime). METHODS: Wistar rats underwent thoracotomy under mechanical ventilation and three different solutions were used for "in situ" perfusion for cardioplegic arrest induction: Custodiol (HTK), Braile (G/A), and LIRM solutions. After cardiac arrest, the hearts were excised and kept in cold storage for 4 hours. After this period, the hearts were assessed with optical light microscopy, myocardial ATP content and caspase 3 activity. All three solutions were evaluated for direct cytotoxicity with L929 and WEHI-164 cells. RESULTS: The ATP content was higher in the Custodiol group compared to two other solutions (P<0.05). The caspase activity was lower in the HTK group compared to LIRM and G/A solutions (P<0.01). The LIRM solution showed lower caspase activity compared to Braile solution (P<0.01). All solutions showed no cytotoxicity effect after 24 hours of cells exposure to cardioplegic solutions. CONCLUSION: Cardioplegia solutions without potassium are promised and aminoacid addition might be an interesting strategy. More evaluation is necessary for an optimal cardioplegic solution development.

INTRODUÇÃO: Preservação do miocárdio durante cirurgias cardíacas abertas e de colheita para transplante são de grande importância. O coração ao final do processo tem de retomar as suas funções, logo que possível. Todas as soluções cardioplégicas são baseadas em potássio, para indução de parada cardioplégica. OBJETIVO: Comparar a uma solução cardioplégica sem adição de potássio à sua fórmula com duas outras soluções cardioplégicas disponíveis comercialmente. A avaliação comparativa foi baseada na citotoxicidade, preservação miocárdica (adenosina trifosfato, ATP) e atividade da caspase 3. A solução testada (LIRM) utiliza baixas doses de bloqueador de canal de sódio (lidocaína), abridor do canal de potássio (cromacalina) e inibidor da ponte actina/miosina (2,3-butanodiona monoxima). MÉTODOS: Ratos Wistar foram submetidos à toracotomia sob ventilação mecânica e três soluções diferentes foram utilizadas para perfusão in situ para a indução de parada cardioplégica: soluções Custodiol (HTK) Braile (G/A) e LIRM. Após parada cardíaca, os corações foram retirados e mantidos em câmara fria por 4 horas. Após esse período, o coração foi avaliado com microscopia de luz ótica, o conteúdo de ATP miocárdico e atividade da caspase 3. Todas as três soluções foram avaliadas quanto à citotoxicidade direta com células L929 e WEHI-164. RESULTADOS: A quantidade de ATP foi maior no grupo Custodiol em comparação às com outras duas soluções (P<0,05). A atividade de caspase foi menor no grupo HTK quando comparado às soluções LIRM e G/A (P<0,01). A solução LIRM demonstrou menor atividade da caspase em comparação à solução Braile (P<0,01). Todas as soluções não mostraram qualquer efeito de citotoxicidade após 24 horas de exposição das células às soluções cardioplégicas. CONCLUSÃO: Soluções cardioplégicas sem potássio são uma perspectiva e a adição de aminoácido pode ser uma estratégia interessante. Mais avaliações são necessárias para o desenvolvimento ideal da solução cardioplégica.

Efeitos da ultrafiltração modificada na função pulmonar e necessidade de hemotransfusão em pacientes submetidos à revascularização do miocárdio / The effects of modified ultrafiltration on pulmonary function and transfusion requirements in patients underwent coronary artery bypass graft surgery

INTRODUÇÃO: A cirurgia cardíaca com circulação extracorpórea aumenta a permeabilidade vascular, com incremento da morbidade e da mortalidade pós-operatória. A ultrafiltração modificada na população pediátrica demonstrou melhora da função pulmonar e hemodinâmica, contudo benefício semelhante não está bem estabelecido em adultos. Nós temos a hipótese que a ultrafiltração modificada pode melhorar a função pulmonar, hemodinâmica e a coagulação no pós-operatório em pacientes adultos. MÉTODOS: Estudo prospectivo e cego para a equipe anestésica e da terapia intensiva em pacientes eletivos submetidos à revascularização do miocárdio. Todos os pacientes foram monitorados quanto à função hemodinâmica, pulmonar e hematológica no intraoperatório e até 48 horas de pós-operatório. Os pacientes foram divididos em dois grupos: um submetido à ultrafiltração modificada por 15 minutos após a saída de circulação extracorpórea e um grupo sem ser submetido à ultrafiltração. Os dados foram estudados com análise de variância com dois fatores para medidas repetidas. RESULTADOS: O grupo ultrafiltração modificada apresentou menor sangramento pós-operatório ao final de 48 horas (598 ± 123 ml vs. 848 ± 455 ml; P = 0,04) e menor necessidade de transfusão de unidades de hemácias (0,6 ± 0,6 unidades/ paciente vs. 1,6 ± 1,1 unidades/paciente; P =0,03). O grupo ultrafiltração apresentou menor resistência de vias aéreas quando comparado ao controle (9,3 ± 0,4 vs. 12,1 ± 0,8 cmH2O. L-1s-1; P =0,04) e menor complacência quando comparado ao controle (47,3 ± 2,0 mLcmH2O vs. 53,1 ± 3,1 mLcmH2O; P=0,04). CONCLUSÃO: O uso ultrafiltração modificada diminuiu o sangramento pós-operatório e a necessidade de transfusão, contudo sem diferenças no resultado clínico final. O uso da ultrafiltração modificada não foi associado com instabilidade hemodinâmica.

OBJECTIVE: The inflammatory response after cardiac surgery increases vascular permeability leading to higher mortality and morbidity in the post operative time. The modified ultrafiltration (MUF) had shown benefits on respiratory, and hemodynamic in pediatric patients. This approach in adults is not well established yet. We hypothesize that modified ultrafiltration may improve respiratory, hemodynamic and coagulation function in adults after cardiac surgeries. METHODS: A prospective randomized study was carried out with 37 patients who underwent coronary artery bypass graft surgery (CABG) were randomized either to MUF (n=20) at the end of bypass or to control (no MUF) (n=17). The anesthesia and ICU team were blinded for the group selection. The MUF were carried out for 15 minutes after the end of bypass. The patients data were taken at beginning of anesthesia, ending of bypass, ending MUF, 24 hours, and 48 hours after surgery. For clinical outcome the pulmonary, hemodynamic and coagulation function were evaluated. RESULTS: We observed lower drain loss in the MUF group compared to control group after 48 hours (598 ± 123 ml vs. 848 ± 455 ml; P=0.04) and required less red blood cells units transfusion compared to control group (0.6 ± 0.6 units/patient vs.1.6 ± 1.1 units/patient; P=0.03). The MUF group showed lower airway resistance (9.3 ± 0.4 cmH2O.L-1s-1 vs. 12.1 ± 0.8 cmH2O.L-1s-1; P=0.04). There were no deaths in both groups. CONCLUSION: The MUF reduces post operatory bleeding and red blood cells units transfusion, but with no differences on clinical outcome were observed. The routinely MUF employment was not associated with hemodynamic instability.