Mimotělní oběh

Mimotělní oběh (CPB) je technika dočasného nahrazení funkce plic a srdce během operačního výkonu. Jedná se o zákrok, který udržuje během operace na příslušných orgánech krevní oběh a dostačující hladinu kyslíku v krvi (oximetrie). CPB na sále obsluhuje perfuzionista[pozn. 1]. Mimotělní oběh je běžně používán během operací srdce z důvodů obtížnosti zákroku na tlukoucím srdci. U zákroků vyžadujících otevření srdečních komor podporuje krevní oběh. Pomocí přístroje jsou krevní buňky vyživovány a je jim umožněno pokračovat v buněčném dýchání i během operace.

CPB uvádí krev do pohybu a zároveň ji okysličuje, zatímco srdce a plíce jsou přemostěny. Umělé srdce a plíce jsou použity k udržení krevního oběhu u ostatních tělesných orgánů a tkání, zatímco chirurg pracuje v krveprostém poli. Žilní krev operovaného je odváděna jednou žilní kanylou z pravé srdeční síně nebo dvěma kanylami zavedenými do horní a dolní duté žíly. Kanyla je připojena k vedení naplněnému isotonickým roztokem. Žilní krev, odváděná z těla, je filtrována, ochlazována/ohřívána, okysličována a znovu navracena zpět. Kanyla sloužící k návratu se obvykle umisťuje do vzestupné části aorty nebo do stehenní tepny. Pacientovi jsou podávány léky, snižující srážlivost krve (hemokoagulace). Během operace je zpravidla vyžadována hypotermie organismu, teplota těla se obvykle udržuje mezi 28 a 32 °C. Podchlazená krev vykazuje vyšší viskozitu než při normální tělesné teplotě, proto je při průtoku CPB ředěna fyziologickým roztokem.

V roce 1958 Jan Navrátil, přednosta II. chirurgické kliniky v Brně se svým týmem spolupracovníků vyvinul cirkulátor, přístroj na mimotělní krevní oběh. Na klinice Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně profesor Jan Navrátil v únoru 1958 provedl první operaci ve střední Evropě s pomocí cirkulátoru.[1][2]

Mezi lety 1950 a 1955 na vývoji pracovalo pět lékařských center, spolupracujících s dalšími firmami, jako General Motors nebo IBM, které poskytovaly technologie pro pumpu.

Základní požadavky na CPB byly, aby dokázal pracovat bez mechanického poškození červených krvinek, aby nedošlo ke srážení krve a aby dokázal krev nejen přečerpávat, ale současně i okysličovat a odvádět oxid uhličitý. První dva požadavky byly v dané době splnitelné, byl běžně dostupný heparin a šetrné pumpy, používané například v potravinářství, avšak výroba funkčního oxygenátoru se ukázala jako zásadní problém.

Postupně byly prováděny pokusy s různými druhy okysličení, včetně metod, při kterých byly používány vypreparované zvířecí plíce. Také proběhly experimenty s propojením dvou lidských krevních oběhů, zpravidla pacienta a jeho nejbližšího příbuzného, kdy zdravý jedinec okysličoval krev, která byla převáděna do pacientova těla a znovu vracena dárci. Tento způsob byl vysoce riskantní pro pacienta i dárce.

Další oxygenátory byly založeny například na principu rotujících cylindrů nebo baterií vertikálně umístěných tenkých desek z nerezu, mezi kterými protékala pacientova krev ve slabé vrstvě a tím se dosáhlo okysličení na větší ploše. Pro představu, tato plocha byla obvykle okolo 7 m², což je pouze 10% plochy, kterou mají plicní sklípky, přesto pro potřeby pacienta během zákroku postačovala. Úspěšnost těchto operací nebyla vysoká, nicméně dokázala užitečnost mimotělního oběhu pro srdeční zákroky.

Bublinové oxygenátory, zvané přímé, nevkládají mezi krev a kyslík žádnou překážku. K okysličení dochází probubláváním kyslíku krví v trubicích, během procesu se krev napění a před navrácením do oběhu je nutno ji znovu odpěnit. K tomu se užívala jako nejjednodušší metoda za použití spirály, krev bez viditelných bublinek s vyšší hustotou stékala dolů, zatímco napěněná zůstávala nahoře.

Později přišly šetrnější membránové oxygenátory, s polopropustnou membránou umožňující průchod kyslíku mezi krví a plynovou náplní. Od roku 1960 se výzkum soustředil na výrobu kvalitnějších membrán s lepší prostupností. V současnosti jsou již bublinové oxygenátory nahrazeny typy s dutými mikrovlákny.