Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü OKSİJENATÖRLERDE KULLANILAN BİYOUYUMLU KAPLAMA MALZEMELERİNİN KAN REOLOJİSİNE ETKİSİ Kalp akciğer makinesinde akciğerin görevini üstlenerek kalbin oksijenlenmesini sağlayan oksijeneretör üzerindeki kan teması; sistematik enflamasyon, kanama eğilimi ve organ kayıplarına neden olabilir. Bu sorunların çözümü için çeşitli kaplama türleri geliştirilmiştir. Ekstrakorporeal devrelerin kaplanması; kan elementleri ve proteinlerin yabancı yüzeylerle temasından kaynaklanan advers etkileri önlemek için bir çözüm olabileceği düşünülmüş. Yapılan çalışmalarla bu düşünce desteklemek istenmiş ve Biz de bu çalışmalardan bazılarını sizler için derledik. Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Kalp Damar Cerrahisi Anabilim Dalı Perfüzyon Yüksek Lisansı, Cebeci/ANKARA Hazal ARSLAN, Selda DEMİR ve Pelin ALAZ arslanhazal06@gmail.com

OKSİJENATÖRLER Oksijenatörler Bubble oksijenatör Membran oksijenatör Oksijenatörler vücut dışı dolaşım sırasında hastanın akciğerlerinin görevini üstlenen aygıtlar olarak tanımlanırlar. Ancak yalnız oksijen taşınımı değil, karbondioksit, anestetik ajanlar ve gazların da dolaşımdan alınması ve dolaşıma verilmesini sağlarlar. Vücut dışı dolaşım sisteminin parçaları içinde kanın temas ettiği en geniş yabancı yüzeyi oksijenatörler oluşturmaktadır, bu nedenle de kan elemanlarının en fazla hasara uğradığı bölümdür. Membran oksijenatörün; bubble ve film oksijenatörlere göre öndoldurma hacmi daha azdır ve gaz geçişini daha iyi sağlamaktadır. Kan ile gazın direk temasta olmaması nedeniyle, hemoliz gibi tranvamaları da en aza indirmektedir. Bu nedenle doğal akciğer mekanizmasına daha yakındır. Oksijenatörler Bubble oksijenatör Membran oksijenatör

Fick Kanunu Difüzyon Katsayısı x Parsiyel Basınç Difüze Kan Hacmi = Katedilen Mesafe J, difüzyon hızı D, difüzyon sabiti (malzeme ve gaz karakteristiği) P, belirli bir yerdeki gazın kısmi basıncı  X,  mesafe Oksijenatörlerin çalışma prensibleri Fick’s kanunlarıyla gerçekleşir. Kana verilen gazın hacmi; difüzyon katsayısıyla, oluşan parsiyel basıncın çarpımı ve bu değerlerin katedilen mesafeye bölünmesiyle ölçülür.

KAPLAMA TÜRLERi-1 Heparin kaplamalar Medtronic Inc. (Carmeda Bioactive Surface CBAS) Baxter (Duraflo II) Jostra (BioLine Coating) AOT (arti®cial organ technology) (AOThel) Corline Systems AB (Corline) Yapay yüzeyle kanın teması; sistematik enflamasyon, kanama eğilimi ve organ kayıplarına neden olabilir. Bu sorunların çözümü için çeşitli kaplama türleri geliştirilmiştir. Bu yüzey kaplamaları da açık kalp ameliyatı boyunca hemostatik aktiviteyi azaltmayı amaçlar.

KAPLAMA TÜRLERİ-2 Avecor (Trilium Bio-passive Surface TBS) Cobe (SMARxT) PMEA Poly (2-methoxyethylacrylate) Silikon Kaplama Phosphorylcholine inert surface- Phisio (Dideco) İnsan albumin kaplamaları

Kaplama Etkileri-1 Biyomateryal ile ilişkili yüzeylerde tromboz oluşumunda koagulasyon faktörleri, komplement sistemi, platelet ve lökositlerin rolü biyouyumluluk araştırmalarında olmazsa olmazdır. Biyouyumluluk, bir materyalin spesifik uygulamalarda uygun bir kontak yanıtı oluşturabilme yeteneği olarak tanımlanmaktadır.

Kaplama Etkileri-2 Bu malzemelerin kan ile ilk kez temas etmesi albümin, fibrinojen, immunoglobülin benzeri plazma proteinlerinin, pıhtılaşma etmenlerinin ve tamamlayıcı bileşenlerin tortulanmasına yol açar. Fibrinojen yüzey adsorbsiyonu plateletlerin yapışma, aktivasyon ve agregasyon fenomeninin ortaya çıkmasına yol açar. Ayrıca koagülasyon kaskadında görev alan faktörleri etkiler. Biyomalzeme yüzeyine yapışma ile ilgili çok önemli olan iki protein fibronojen ve albumindir. Kan pıhtılaşmasında kritik rol oynayan fibrine öncü fibronojendir. Albuminin biyomalzeme yüzeyine yapışması da çok önemlidir çünkü albumin lökosit ve trombositlerin yapışmasını önler.

Kaplama Etkileri-3 Kan ile biyomateryal etkileşimi aşağıdaki olay serilerini tetiklemektedir: Protein yapışmasını etkileyen biyomalzeme özellikleri yüzey pürüzü, yüzey alanı ve yüzey kimyasıdır. Hemoliz, biyomalzeme yüzeyine alyuvarların çarpması tarafından ya da pürüzlü yüzeyin neden olduğu kayma gerilimi yüzünden olur. Yüzey pürüzü, kardiyopulmoner bypass sırasında trombosit rüptürü ve hemoliz için kritik biyomalzeme özelliğidir. Kompleman sistem, enfeksiyona karşı vücudun savunma mekanizmalarında önemli bir rol oynar.

HEPARİN ETKİSİ Malzemelerin kan uyumluluğunun geliştirilmesi amacıyla muhtelif yüzey modifikasyon yöntemleri geliştirlmiştir. Bu yöntemlerin çoğu antitrombojenik biyomoleküllerin (ağırlıklı olarak heparin) aşılanmasına dayalıdır. Heparin, bir pentasakkarit dizisi olan antitrombin III (ATIII) üzerine bağlanır. Böylece ATIII aracılığı ile olan çeşitli pıhtılaşma enzimlerinin (trombin, FXIa, Fxa inaktivasyon hızı artar.

HEPARİN KAPLAMALI-KAPLAMASIZ OKSİJENATÖR 2002 yılında yapılan bir çalışmada; Heparin kaplı devrelerin, fibrinojen emilimi, trombosit yapışması ve trombosit aktivasyonunu önemli ölçüde indirgediğini bildirilmektedir. Kompleman aktivasyonu ve lökosit aktivasyonunun heparin kaplı devrelerde dikkate değer biçimde daha düşük olduğu görülmüştür. Koagülasyon, kompleman ve kan hücrelerinin indirgenmiş aktivasyonu ile ölçülüp kanıtlandığı üzere ekstrakorporal devrelerin heparin kaplanması, biyouyumluluğu arttırır.

BİRÇOK KAPLAMANIN KARŞILAŞTIRILDIĞI MAKALE (SERDAR GÜNAYDIN) 2004 yılında yapılan bir çalışmada; Grup 2-PMEA KAPLI Grup 6-kaplanmamış Postoperatif dönemde trombosit ve fibrinojen sayılarında anlamlı farklılık göstermiş. CPB’dan çıkmadan hemen önce C3a düzeylerinde anlamlı farklılık göstermiş.

Grup 3- Trilyum Grup 7- Kaplanmamış Protaminle ters çevrildiği dönemde WBC ve trombosit sayılarında anlamlı farklılıklar gözlemlenmiştir. Aynı zamanda bypass sırasında C3a düzeyinde diğer kaplamlardan daha fazla anlamlı bir düşüş gözlemlenmiştir.

Grup 4- Phisio Grup 8 – Kaplanmamış Protaminle ters çevrildiği dönemde WBC de ve trombosit miktarında anlamlı sonuçlar elde edilmiştir. Kardiyopulmoner bypass sırasında ise C3a düzeyinde anlamlı bir düşüş meydana gelmiştir.

Fosforilkolin kaplama 2015 yılında yapılan bir çalışma; periferik venöz kandaki beyaz kan hücresi ve nötrofil miktarı artışının kaplamalı olan grupta daha düşük olduğu görülmektedir. Ameliyat süresinin uzamasıyla beraber beyaz kan hücresi ve lenfosit miktarındaki artış kaplamasız grupta azalırken kaplamalı grupta beklenen azalmayı göstermemektedir. Fosforilkolin kaplamanın ameliyat süresinin uzamasıyla beraber biyouyumluluğa katkısının azalabileceği düşünülebilir Fakat periferik venöz kandaki platelet ve nötrofil miktarlarında kaplamalı olan grupta kaplamasız gruba göre anlamlı düzeyde olumlu bir fark gözlenmiştir albümin miktarında azalma görülmektedir açık kalp ameliyatlarında kompleman aktivasyonu azalmaktadır diyebiliriz. Bu yüzey kaplaması, kan ve materyal arasındaki beyaz kan hücresi adezyonunu ve aktivasyonu engellenmektedir. İki gruptaki nötrofil miktarlarını karşılaştırdığımızda ise protein adsorbsiyonundaki düşüşe bağlı olarak nötrofil adezyonunu ve platelet aktivasyonunda azalma olduğunu görmekteyiz. Kırmızı kan hücreleri, hemoglobin, hematokrit değerleri de fosforilkolinkaplamalı grupta birbirini destekleyen sonuçlar vermektedir. Bu grupta kırmızı kan hücreleri, hemoglobin, hematokrit desopsiyonu kaplamasız grupla kıyaslandığında hücre sayısındaki azalma net bir şekilde görülmektedir. Fosforilkolin kaplı fiberlerde gözlenen daha az kırmızı kan hücresi kaybı ve fiber yüzeylerinde daha az hemoglobin adsorbsiyonu hemolizin daha az gerçekleştiğini göstermektedir.

Hiçbir materyal tamamı ile biyouyumlu değildir. SONUÇ !! Kan ile etkileşen yüzeylerdeki biyouyumluluk genel olarak yüzey üzerine tesir eden trombotik yanıt ile ilgilidir. Hiçbir materyal tamamı ile biyouyumlu değildir.

Teşekküler…