Modular Miniaturised Perfusion Circuits. From In Vitro Study to “Universal Heart Lung Machine”

La circolazione extracorporea convenzionale (cCEC) è un trigger per una risposta infiammatoria sistemica cosí come per l´emodiluizione, coagulopatie e disfunzione d´organo. La circolazione extracorporea miniaturizzata (MECC) ha il potenziale vantaggio di ridurre questi effetti deleteri. I dubbi sulla sua sicurezza sono stati uno dei principali motivi che hanno impedito la sua accettazione e la sua diffusione persino nei grandi centri dove il suo uso è limitato agli interventi di bypass aortocoronarico (CABG). Dopo una larga esperienza nella MECC abbiamo apportato delle modifiche tali da fugare i dubbi sulla sua sicurezza e tali da rendere il sistema ROCsafe (The Reservoir Optional Minimized perfusion circuits, Terumo Europe, Leuven, Belgium) una circolazione extracorporea universale per tutte le procedure in Cardiochirurgia. Da Gennaio 2013 a Dicembre 2013 abbiamo effettuato un totale di 113 procedure chirurgiche. Tra queste 100 sono state condotte con la ROCsafe. Se si escludono gli interventi con arresto di circolo o che potenzialmente ne avrebbero avuto bisogno, la ROCsafe è stata usata nell´88% degli interventi. Questi includono 62 operazioni classificate come procedure semplici (CABG, AVR, CABG+AVR) con un tempo di CEC medio di 85±28min ed un tempo di clampaggio medio di 55±24min, e 38 procedure complesse (inclusi 15 reinterventi) con un tempo di CEC medio di 141±59 min ed un clampaggio medio di 97+-42min. Delle procedure semplici l´82% erano non elettive, il 10% dei pazienti aveva una FE < 30% e la maggioranza una disfunzione renale. Delle procedure complesse 37% erano urgenze, 15% dei pazienti aveva una FE < 30% e la maggioranza una disfunzione renale. Nella totalitá dei casi è stato utilizzato un priming retrogrado autologo, la cardioplegia ematica è stata utilizzata nelle procedure semplici mentre la cristalloide nella maggioranza delle complesse ma drenata attraverso l´atrio di destra. La tecnica di cannulazione è stata adattata in base alle singole procedure ponendo particolare attenzione all´ingresso di aria e al rischio di sanguinamento. La mortalitá a 30 giorni si è assestata al 5% per le procedure semplici, i pazienti deceduti avevano un Euroscore logistico medio del 36%. La mortalitá a 30 giorni per i casi complessi è stata del 2,6%, i pazienti deceduti avevano un Euroscore logistico medio > 60% mentre nessun paziente con un Euroscore logistico < 40% è deceduto. L´incidenza di fibrillatione atriale postoperatoria è stata del 13% nei casi semplici e del 16% nei casi complessi. Un “Optimum outcome” definito come libertá da tutte le complicanze e da trasfusioni è stato del 52% e del 42% rispettivamente.

Conventional Cardiopulmonary Bypass (cCPB) is a trigger of systemic inflammatory response, hemodilution, coagulopathy, and organ failure. Miniaturised extra corporeal circulation (MECC) has the potential to reduce these deleterious effects. Safety concerns have been one of the main reasons opposing a wider acceptance of miniaturised perfusion circuits and impeding their wider applicability. Even centers with extensive experience have limited their use to simple coronary artery bypass (CABG). Following an extensive experience with MECC and a multitude of modifications that have negligated safety concerns we have set out to employ the Reservoir Optional Minimized Perfusion Circuit (ROCsafe, Terumo Europe, Leuven, Belgium) as a universal heart lung machine for all cardiac procedures. In the present series, we reported our experience From January 2013 to December 2013 with a total of 113 cardiac surgical procedures. Thereof 100 operations were done using the ROCsafe. Excluding procedures done under circulatory arrest or with the potential need for circulatory arrest, the ROCsafe was employed in 88% of surgeries. These included 62 operations classified as simple surgical operations (CABG, Aortic valve replacement (AVR) and CABG +AVR) with a mean bypass time of 85±28 min. and a mean clamping time of 55±24 min. and 38 operations classified as complex operations (including 15 re-interventions) with a mean bypass time of 141 ±59 min. and a mean clamping time of 97±42 min. Of the simple procedures 82% were non elective, 10% of patients had an EF<30% and the majority had an impaired renal function. Of the complex procedure 37% were urgent, 15% had an EF <30% and the majority had an impaired renal function. Retrograde autologous priming was used in all cases, blood cardioplegia was used in simple cases while crystalloid cardioplegia was used in most complex cases but drained via the right atrium. The cannulation technique was tailored to the needs of each procedure with special emphasis on avoidance of bleeding or air leaks. The 30 day mortality amounted to 5% in simple procedures, the patients who died having had a mean log Euroscore of 36%. The 30 day mortality of the complex cases was 2, 6% while their cumulative log Euroscore was>600%, no patient with a log Euroscore <40% having died. Postoperative atrial fibrillation occurred in 13% of simple cases and 16% of complex cases while Optimum outcome defined as freedom of all complications and blood transfusions was achieved in 52% and 42% respectively.