常 温 性 筋保 護液 関 術中 筋保 護 関す 法 研 究

金沢大 学十 全 医学 会 雑誌 第1 0 3巻 第2 号 2 9 3 ^‑3 0 9(1 9 9 4)

常温^血性^心筋 保護液^{に よ る}関心術 中^の心筋保護法^に関 す^る研究

金 沢 大学 医学 部 外 科学 第 ^一講 座 (^主任^: 渡 辺 洋宇 教 授)

藤 井 奨

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現在用^いら れ^{て い}る関心術心停 止 中^の心筋保 護 法^ほ, 低 温^心筋 保 護 液^を使 用し たもの で, そ^の目的は 心筋 代 謝 抑制であ る. これ^に対^し常 温 好 気性 心 停^{止 は}十 分な^エネルギ ^ー を 心掛^こ供 給 する^こと が できる た め 心筋 代謝^の面か ら は有 利^であ^{る･ こ}

の常 温 好 気性心停 止を関心術 時^の大 動 脈 遮 断 中^の心筋 保 護^に適 応さ せ たのが常 温血性心筋 保 護 液 持 続 冠 港 流 法 (c o ntin u o u s

w a r m blo od c a rdioplegia, C W B C) である^. 本 研 究^では, C W B C が従来^の低 温 品 質液^の間歓 的 投与^{によ る}心筋 保 護 液 法 (^{c old}

c rysta1loid c a rdioplegia,C C C) ^{よ り}優^{れ た 心}筋保 護 効 果を有する か を 心筋 代 謝と 心機 能^の両面か ら検 討^{し た･} 雑種 成 熟イ^ヌを 用

い_, 完 全 体 外 循 環下に1 2 0分の大 動 脈遮 断を行った. 大動 脈 遮 断 中, C W B C 群で は3 7 ℃^の血性心筋保 護 液を, 心停止導入時に カリ ウム濃 度^{を 21 土2mE}q/^{l と し毎 分1 0 0ml の速 度で, 心停 止 維 持には 1 2 土2mEq}/^{l と し毎分4 0ml の速 度で, 大 動 脈 基部}

よ り持 続 的^に注入 し た^{. 一}方,C C C 群^{で は 4 ℃の}品 質性^心筋 保 護 液で心停 止を導入 し,2 0分 間毎^の間歓 的 投 与^で心停 止を維持 し, 同時^に心 筋 局 所冷 却を併 用し, 心筋 温を1 1 士 4 ℃に維 持^した. 大 動 脈遮 断解 除 後^{は9 0}分 間^の補 助 体外 循 環^{によ る}再 濯 流^を 行っ た^. 大動 脈 遮 断 中^の心筋 内^{A T P} 含 量は C W B C 群で は大 動 脈 遮 断 開 始時と同^{レベ ル}で推移し た が, C C C 群^では大 動 脈遮 断 時 間^の経 過に連 れて低 下した^. 心筋 内^{A D P}, A M P 含 量^は, C W B C 群^で大 動 脈 遮 断 時と同レ ベル であった が,C C C 群^では 大 動脈 遮 断^{1 2 0}分 後^{には そ}れ ぞれ 1 4 8^.9% , 28 0^.1% と急 激^に増 加した^. 自 己心拍再 開^{は C W B C} 群^{で8 3}% ,C C C 群^{で1 3}% ^に認^め ら れ た^. 再 濯 流 後^の心拍 出 量, 左 室 仕 事 量, + d P/^{dt, ‑d P}/^{dt の回復 率ほいず れ もC W B C 群が有 意に優っていた･ C W B C 群}

で は再港 流後, 体血管 抵抗が有 意^に低 下し,心 拍 出 量^は大動 腋 遮 断 前 値^{の1 2 0}% ^と増 加傾 向^にあ^った■ 以上の研 究 結 果^{か ら}次^の よう^に結 論^{し え た. C W B C} 群^{では 心}筋の^エ ネ^ルギ ^ー産 生 ^･ 消 費バ ラ^{ン ス}が保た れてお り, C C C 群でほ^エネルギ ^ー 消費^が産 生 を 上 回 ^{って い}る^. 心筋^に酸素や基質を持 続 的^に供給 す^る常 温 好 気 性^心停^{止 は 心}筋 代謝や 心機 能^の温存^に有 効^である^･ 2時 間^の 大 動 脈 遮 断^に対し^て C W B C は従 来^の C C C を 上 回 る 心磯 能回復 率を 示す^･

K ey ^{w o r}ds w a rm blood cardioplegia_, C Old c rysta1loid c a rdioplegia

, 好 気 性代謝, 心 筋 保護

現 在, 関心術^にお^いて広 く用^い ら れ て^いる 心筋 保 護 法^は, 高

カリ ウム液を 主体とする低温 品質 性心筋 保 護 液 (c old c ry^st_allo‑

id c a rdioplegia, C C C) ^の間 歓的 投 与^{と 心}筋 局 所 冷 却^を併 用 する

も^{の で}ある^{1 ト 3).} こ の心筋保 護 法はt 高^カリ ウ^ム液^によ る急 速心

停^{止 と その}維 持^{によ る}高^{エ ネルギ ー}燐 酸 化 合 物^の温存, 低 温^に よ る虚血中^の心筋^エネ^ルギ ^ー 代謝^の抑 制, 虚血中^の代 謝産 物^に よ る 心筋 障 害^の防止 を 主 た る 目的と し たも^のである^. そ^の優れ た 心筋 保 護 効 果^によ り臨 床 成 績^は向^{上 し たユ) . 一} 方, 手 術 成 績

の向上^に伴^い! よ り重症 例^の関心術が増 加し て^いる. そ れ ら^に 対処す^{る た め},Follet te ら^{4 )}が 血液^の持つ酸 素供 給 能, 緩 衝 能な どの有 利な点を活か し, 虚血中^の好 気 性 代 謝^を維 持 す^る低温^血 性心筋 保 護 液を提 唱し た^. しか し, 低 温 環 境 下^の心筋 細 胞^では ホメオス タシ スが変 化^し, エネ^ルギ ^ー 塵 生 能 力^が低^{い. ま た,} 大 動脈 遮 断 中^の細 胞^の電 解質^{バ ラ ン スの}崩 壊や細 胞 内^{ア シドー}

シスの結 果, 再 潜 流^{においてエネルギ ー} 塵 生 能^の低 下, 心筋細 胞 内^{への カ ルシ}ウ^ムイ オ^ンの流入 が起^こり, これ よ り 心機 能^の 低 下や 不整 脈が誘 発さ れ る, いわゆる虚血再 准 流 障 害が起^こ る. 再 准流 障害を軽 減^し, 高^{エネルギ ー} 燐 酸 化 合物^の産 生を促 す目的で常温 血性 高^カリ ウ^ム心族 保 護 液を大 動 脈 遮 断解 除 直 前 に 心筋^に濯 流 す^る終 末 常 温^血性^心筋 保 護 法 (^{te r min al w a r m}

blo od c a rdioplegia,T W B C ) が提 唱さ れ, 良 好な成 績^が報告さ れ て い る^珊 . さ らに, 常 温 好気 性^心停止 が高^エ ネルギ ^ー 麟 酸 化 合 物を良 好^に温 存 すること, ま た 心臓^の酸素 需 要 量^ほ電 気 的機 械 的^心停 止^{によ り}拍 動^{心の1 0}% ま^で減 少 すること を跨ま え^{T) 8)},

To^ro nto 大学か ら常温血性心筋 保 護 液 持続冠濯 流 法(^{c o nt}in u o‑

u s w a r m b lo od c a rd ioplegia, C W B C ) が提唱さ れ た^{9). r}常温 下で 心筋 代 謝を変化^{さ せ るこ}と な く, ま た常温^血液を持 続冠濯 流さ せ ること^によ り 心筋 虚血 が生じ な^い. 従っ て虚血 再催流 障 害^は 発生^{し ないため}, 理想 的^{な 心}筋 保護 法と考え ら れ る^. し か し常 温^で心停止状態^を保^つた め^には大量^{の カ リウム}投 与^を余儀^{な く} さ れ, ニ の大 量^{の カ}リ ウムが 心筋収 縮 力を低 下さ せ^怖, 循 環 動 態^へ悪 影 響を及^ぼす^{こと が}懸 念^{さ れ る1 1 ). そこ で}本 研 究で ほ,

イヌの体 外 循 環モデ^ルを 用い, C W B C ^の心筋 保 護 効 果を 心筋 代 謝な ら び^に心機能^の両面か ら現 行^の C C C と比 較 検 討し, さ らに こ の C W B C が循環 動 態^に与え る影 響^を検 討^{し た.}

対 象お よび 方 法

Ⅰ^. 実 験動 物

実 験 動 物^{と して}体重^{9 k}g ^〜2 6 kg(平 均1 2^･8 士3^･9 kg) ^の雑 種 成 熟イ ヌ28頭を用いた^. 実 験 群は常 温血性心筋保 護液^の持続 的冠

平 成⁵ 年^{1 2}月^{28 日}受 付, 平 成⁶ 年¹ 月^{25 日}受 理

A b br e viatio n s : B P, blo od _pr ess u re; C C C, C Old c ry^stalloid cardioplegia; CI, Cardiac index; C P B,

eardiop^ulm o n a ry b_{y p}a s s一^{; C W B C, CO ntin u o u s w arm blo od ca rdioplegia; S V R, SySte mic v卑SCular r e sistan c e}

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濯 流^を用いた C W B C 群^と, 低 温 品質 性心筋 保護 液^の間歓 的 冠 濯 流と 心筋 局所 冷 却を併 用し た C C C 群^に分け た^. 心筋 代 謝^の 測 定に 8 頭 (^{C W B C} 群⁴頭, C C C 群⁴頭), 心機 能^の測 定^に2 0 頭 (^{C W B C} 群1 2頭, C C C 群8頭) を 用^いて比 較し た^.

Ⅰ^. 実 験イ ヌ の作 成

塩 酸^{ケ タ ミソ 2 0m}g/^kg の筋 肉 内投 与^によ る麻 酔導^入後▲ パ ン ク ^ロニ ウ^ム 0^.1 mg/^kg を静 脈 内 投 与し, 気 管 内挿 管を行^い,

Ha r v a rd 型 従 量 武 人^工呼^{吸 器}(^{Bodin e E le ctric Co m}p^{a n}y^, C hic ag^o, 米 国) を用^いて純 酸 素^{によ る}調 節 呼吸を行^った^. 四肢 誘 導^で心電 図を^モニ タ ^ー した. 左 大 腿 動 脈^{よ り}腹 部 大 動 脈 内^に

カ テ ^ー テ ルを挿入 し動 脈 圧を^{モニ タ ー} し た^. 胸 骨 傍 切 開^によ り 心臓を露 出し た後, 右 鎖 骨 下 動 脈, 上下 大静 脈, 上行 大 動 脈^の 順^に剥 離^{しテ ー} プ を かけ^た. 次^いで右心耳よ り右 房 内に, 右側 左 房^{よ り}左 房 内^に, 心尖 部よ り左 室 内^にそ れぞ れ^カテ ^ー テ ルを 挿入 し, 右 房圧, 左 房 圧, 左 重 圧^{をモ ニ ター した.} 心電 図, 動 脈 圧, 右 房 圧, 左 房 圧, 左 重 圧^{は ポ リ グ ラフシ ステ ム R M‑6 00 0} (日本光 電, 東 京) を用い て同 時連 続 記 録し た. 肺 動 脈 基 部^{よ り} S w a n‑^{Ga n z カ テ ー テ ル (A m e ric a n E dw a rds Labo r ato rie s,}

Sa nta An al 米 国)を挿入 し,右 房^に挿入 した^カテ ^ー テ ルよ り冷 却 生理食 塩 水^を注^{入 し 心}拍出 量^を測 定^{し た.}

ヘパ リ^ン(^{3 0 0I U}/^kg) を静 脈 内投 与した後, 上下 大 静 脈 脱血,

右 鎖 骨 下 動 脈送血^によ る完 全 体 外 循 環^を行^った( 図¹)^. 送^{血 ポ}

ンプ と し て遠心 ポ^ンプ(^{Sa r n s},A^{n n} Arbo r_, 米 国) を用い _, 人工 肺^にほ膜 型 人工肺 (Sa r n s) を使 用し た, 充填 液と して乳 酸リン

ゲ^ル液^{と 7 % NaH C O}ユ液^を用^いた. 人工 心肺血^{の ヘマ} トクリッ

ト(Ht) を2 0 ^〜2 6% に維 持 する よ う に, 必 要^に応じ,供血 イ^ヌよ り採^{血 し た 血}液^を輸^{血 し た.} 全 身潅 流 温^{は C W B C} 群^で3 7 ℃｣

C C C 群で2 0 ℃ と し た^. 全 身 潅 流 量^は両群^とも1 2 0ml/^kg を維 持 した^. 体 外 循環 開始 後3 0分毎に送血側^の血液^ガス分析^を行^い,

pH が7.4 5前 後^に, P C O2が 3 5 ^〜4 0m m Hg,B E が ^‑ 2 ^〜 + 2 に な る よう^に適宜 補正 し た^. 大 動 脈 基 部^に大 動 脈^{ル ー} ト^カニ ェ

F ig^.1^. S^che m atic dia̲^{gr a m Of the e xpe rim e nt. Ca rd iopul‑}

m o n a ry by pa s s w a s e stablished b_y c a n n ulatio n to the s up^{e r}io r a nd infe rio r v e n a c a v a efo r v e n o u sr etu r n,a nd the ri_ght s ubcLavia n a rte ry fo r systemi c a rte ria1 i. nflo w . Ao,

a o rta; P A, pulm o n a ry a rter y ; R A ,

.^{right at riu m; L A ,1eft}

atriu m ; S V C, S uPe rio r v e n a c a.v a; ⅠV C, infe rio r v e n a C a V a.

レ(D L P, Gr a nd Rapids, 米 国) を留 置し, 心筋 保 護 液^の注入 お よ び大 動 脈 基 部 圧^の測 定^に用^いた^. 心筋 保 護 液^{ほロ ー ラ ー ポン} プ M B P‑1 0 7 (泉工医科1 東 京) を用^い機 械 的に注^{入 した.} 針 型

サ ^ー ミス タ^ー 探子(^日本 光 電) を 心尖 部か ら 心室 中 隔 内に穿 刺 し, 心室 中 隔 温を連 続 的に モ ^ニタ ^ー し た^. 血液お よ び 心筋保 護 液^の電 解 質 濃 度は電 解 質測 定 器7 3 6^‑6 0 E(^{日 立}, 東 京) ^によ り測 定 ^{し た .} ま た 血 液^ガス分 析 ^に は 血液ガ ^ス 分 析 装 置 1 7 0

(Co r ning, 東 京) を使 用した^.

Ⅲ. 心筋 保 護 液^の作 成 法 および 組 成

C C C 群で は ∴衷1 に示す 品質 性^心筋保 護液を 用^いた^. こ の心 筋 保 護 液^の組 成はナ トリ ウ^ム4 7mEq/^l, カリ ウム3 0m Eq/^1,浸 透 圧^{3 8 0m Os m}/^l, pH 7.5 である^{1 3 )1 4 ).} C W B C 群^の血性心筋保 護 液は, 上記^の品 質 性心筋保 護液をもと に作 成し た. こ の品質 性 心筋 保 護 液^{に ア ス パ ラギン}酸^{カリ ウム}(^{アス パ ラ}K ▲ 田辺製 薬,

大 阪) を加え調 整^{し た}, 新たな 晶質 液に, 酸 素 化さ れ た人工 心 肺血 を 1 ^: 4 ^の割 合にな る ように血性心筋 保 護 液 作 製回路 (^{B C D A dv a n c ed s}yst盲m , S hiley^,I^rvin e, 米 国) ^{を 用い て}混合し た^. 最 終 的^に , 血性心筋保 護液^{の カ}リ ウ^ム濃 度^ほ, 心停 止導^入 時^{に2 0m E}q/^{1 の}高^{カリ ウム}血性心筋 保 護 液^に, 心停止維 持^に 1 2m E_q/^{1 の低カリ ウム血}性心筋 保 護 液^にな る よう^に調 節し た ( 表2)^{. こ の}血性心筋 保護 液^を熱 交 換^器に通 す^ことによ り, 目

的^の投 与 温 度^に設 定し た^.

Ⅳ^. 心 筋 保 護液の 注 入方 法

C W B C 群^の血性心筋 保 護 液を 血性心筋 保護液 作 製回路を用

い3 7 ℃^に加 温し て使 用し た^. C C C 群で は品 質 性心筋 保 護 液を 氷 水 中^に浸し た貯 液 槽^{に入 れ}, 4 ℃に冷 却^{し て}使 用^{し た.} C W B C 群^の心停 止 導入時には, 高^カリ ウ^ム血性心筋 保 護 液を 毎 分1 0 0ml で 5 分 間大 動 脈 基 部よ り順 行性^に冠 濯 流^し, 心停^止 を十 分^に得^た後, 低^{カリ ウム}血性心筋 保 護 液を毎 分4 0ml で持 続 的^に冠 湾 流し た^. C C C 群ほ, 大 動 脈 遮 断 中 低 温 品 質性心筋 保 護 液^{1 0ml}/^kg を 2 0分 毎^に反 復 投 与^{し た.} 投与 時▲ 大 動 脈 基部 圧

Tablel. Co m po sitio n of c rystal】oid c a rd iopleg^{l a}

/ / / / / /

g g g

.

u g g 2^.7 2^.2 4 1 0 5 3 3 4 1 0

m

1 2

パ パん

ハ

八

ハ

.5

Eq Eq E_q

S m

7

m m m

O 7 0 6

m

4 3 3^･ 38 0

Table2^. Co m p^{o s}itio n of blo od c a rdioplegia

B lo od fr o m C P B cir c uit Crystalloid c a rdioplegia

Indu cton of a rr e^st

K ad ded to c^rystalloid(2 0 0ml) Maintain of a r r e st

K ad ded to c ry^sta1loid (^{2 0 0}ml)

8 0 0 ml/¹

2 00 ^mlバ

1 0 mEq/¹

2 mEq/¹

B lo od a nd c a rd ioplegic s olutio n a r e mi Ⅹed _{a u}to m atic ally in 4:1 r atio b_y B C D A dv a n c ed sy^ste m