新型体外生命支持系统用于减轻长时间主动脉与下腔静脉阻断期间的缺血再灌注损伤

研究人员报道，体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO）与主动脉内复苏性球囊阻断（resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta, REBOA）已用于高风险腹部手术中维持血流动力学稳定、减少失血及输血需求。本研究旨在探讨在猪出血模型中，采用小口径股动静脉插管（8F/10F）的静脉动脉ECMO灌注系统与置于主动脉及下腔静脉内的血管内止血装置（REBOAVC）能否延长可存活的阻断时间。实验动物经历30%控制性失血后接受腹腔干上方/肝上方REBOAVC（完全阻断90分钟），并在阻断期间接受ECMO支持（n=10）或无ECMO支持（n=3）。球囊放气后立即回输失血血液并进行3小时再灌注/重症监护期。部分ECMO组动物（n=5）在再灌注期间使用Oxiris滤器进行血液滤过。结果显示，ECMO组生存率显著高于无ECMO组（90% vs. 0%），乳酸清除率改善（3.7±0.8 vs. 13.7±1.8 mmol/L），去甲肾上腺素需求量降低（18±5 vs. 56±3 μg/kg），且空肠与肾脏的组织学缺血评分显著降低（p<0.05）。血液滤过有效管理高钾血症，降低全身炎性细胞因子水平，并在复苏过程中纠正酸碱失衡。小口径插管在猪模型中能够为远端器官提供充足灌注，提示整合ECMO-REBOAVC-血液滤过系统有望提高长时间血管阻断的存活率。

本研究发表于《ASAIO Journal》，针对不可压迫躯干出血（noncompressible torso hemorrhage, NCTH）这一军事与民用创伤中导致可预防性死亡的主要原因，探索了结合静脉动脉体外膜肺氧合（venoarterial ECMO）、主动脉内复苏性球囊阻断（REBOA）与下腔静脉内复苏性球囊阻断（REBOVC）以及连续性肾脏替代治疗（continuous renal replacement therapy, CRRT）的综合干预策略。当前，REBOA虽可有效减少术中出血并维持心脑灌注，但长时间阻断会导致远端器官缺血及再灌注损伤，临床指南建议腹腔干上方阻断时间应控制在30分钟以内。为解决这一问题，研究人员开发了专利待审的SPIRIT系统（System for Prolonged Intravascular Resuscitation in Trauma），通过在猪模型中模拟严重出血及长时间血管阻断，验证其安全性与有效性。

在技术方法上，研究纳入13头杜洛克杂交猪（体重52.4±1.5 kg），分为ECMO组（n=10）与无ECMO对照组（n=3）。动物首先经历30%控制性失血，随后进行90分钟腹腔干上方/肝上方REBOAVC完全阻断。ECMO组在阻断开始后10分钟内启动小口径（8F/10F）股动静脉插管支持的静脉动脉ECMO灌注，最大流量1.2 L/min。再灌注阶段立即回输自体血液，并进行3小时重症监护，其中部分ECMO动物同时使用Oxiris滤器行血液滤过。实验全程监测血流动力学、血气指标、组织灌注及炎症因子变化，并在结束后采集器官进行组织学评估。

结果部分

在血流动力学与实验室指标方面，ECMO组近端平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）维持在接近基线水平，心脏输出量下降，阻断期间形成近端和远端两个相对独立的循环区域。ECMO组乳酸清除显著优于对照组，钾离子水平与酸碱状态更稳定。组织学分析显示ECMO组肾脏与空肠缺血评分明显低于对照组，且ECMO流量与缺血程度呈负相关。血液滤过显著降低了IL-18等炎性细胞因子水平，并有效纠正高钾血症与酸中毒。区域微循环血流测定表明，ECMO可在阻断期间恢复小肠、肝脏及肾脏的大部分基线血流量。

讨论与结论

研究表明，小口径外周插管ECMO可在90分钟腹腔干上方阻断期间维持远端器官灌注，显著降低缺血再灌注损伤及死亡率。血液滤过进一步减轻了电解质紊乱与炎症反应。尽管猪与人类在解剖与生理上存在差异，该系统的设计理念与初步数据支持其在军事与民用创伤救治中的应用潜力，尤其在资源有限或转运延迟的环境中。未来研究将聚焦于非控制性出血模型、不同阻断区域的适用性以及系统的便携化与自动化，以实现在院前急救与手术中的快速部署。此项工作为长时间血管阻断下的综合生命支持提供了概念验证，并有望拓展至肿瘤外科、产科及移植手术等领域的围术期管理。