Clinical Evaluation of Hypothermic Ventricular Fibrillation, Multi-Dose Blood Cardioplegia, and Single-Dose Bretschneider Cardioplegia in Coronary Surgery

Summary

37 patients undergoing coronary revascularization were randomly assigned to three protocols for intraoperative myocardial protection: hypothermic ventricular fibrillation (HF) (n = 13). multi-dose blood cardioplegia (BCP) (n = 12) and single-dose Bretschneider's crystalloid cardioplegia (CCP) (n = 12).

As intraopcrative markers of ischemic damage myocardial ultrastructure, ATP, and CP contents were determined in left ventricular biopsy specimens taken before and after cardiac arrest. Release of serum enzymes (CK, CK-MB, LDH, SGOT) was determined pre- and postoperatively. Hemodynamic data were assessed before, during, and after operation. The incidence of low cardiac output, positive inotropic support, intraaortic balloon counterpulsation, peri-operative myocardial infarction, rhythm disturbances, and the rate of spontaneous defibrillation was compared between groups.

The results show a better preservation of high energy phosphates in the BCP group as compared to the HF and CCP groups. Myocardial ultrastructure showed moderate ischemic damage in the hypothermic fibrillation group; in contrast, only slightly deteriorated cells were seen after cardiac arrest, when cardioplegia was used. The incidence of rhythm disturbances was 25% for HF and 42% For CCP. In contrast, only 17% of new rhythm disturbances were seen in the BCP group. Functional recovery (i.e. CI and SWI) of hearts protected with BCP was generally greater as compared to HF and CCP. Release of MB-creatine-kinase isoenzyme was higher in the HF group as compared to cardioplegia. Clinical outcome in terms of incidence of peri-operative infarction, positive inotropic support and low cardiac output was superior in the BCP group but not significantly different between groups.

It is concluded that HF results in a higher release of CK-MB and a moderate ultrastructural ischemic injury, as compared to both cardioplegic groups. BCP provides excellent reults in coronary patients in all parameters used.

Zusammenfassung

37 Patienlen. die sich einer elektiven koronaren Bypass-Operation unterzogen, wurden nach Zufallskriterien einem der folgenden drei Protokolle zur intraoperativen Myokardprotektion zugeordnet: hypothermes Kammerflimmern (HF) (n = 13), multi-dose Blut-Kardioplegie (BCP) (n = 12) und single-dose Bretschneider Kardioplegie (CCP)(n = 12).

Als intraoperative Marker der ischämischen Schädigung wurden die Ultrastruktur und die Bestimmung der energiereichen Phosphate (ATP, CP) in linksventrikulären Biopsien vor und nach Herzstillstand herangezogen. Serumenzyme (CK, CK-MB, LDH, SGOT) wurden prä- und postoperativ bestimmt. Hämodynamische Parameter wurden mittels Swan-Ganz-Katheter prä-, intra- und postoperativ serienmäßig bestimmt. Weiterhin wurde die Inzidenz des low cardiac outputs, des perioperativen Myokardinfarkts, der Rhythmusstörungen, der Gabe von Katecholaminen, der intraaortalen Gegenpulsations-pumpe und die Rate der spontanen Defibrillation zwischen den Gruppen verglichen.

Die Ergebnisse zeigen höhere Gehalte an energiereichen Phosphaten in der BCP-Gruppe im Vergleich zur CCP- und HF-Gruppe. Myokardiale Ultrastruktur ergab einen mittelgradigen ischämischen Schaden in der HF-Gruppe; im Gegensatz dazu waren die ultrastrukturellen Schäden in beiden Kardioplegie-Gruppen minimal. Die Inzidenz der Rhythmusstörungen war 25% für HF und 42% für CCP. Im Gegensatz dazu entstanden nur 17% neue Rhythmusstörungen, wenn BCP benutzt wurde (p < 0.05). Die hämodynamischen Ergebnisse (d. h. CI und SWI) waren am besten in der BCP-Gruppe. Eine deutliche Erhöhung der CK-MB-Isoenzyme fand sich in der HF-Gruppe im Vergleich zu beiden Kardioplegie-Gruppen. Bei den klinischen Parametern (perioperativer Infarkt, Katecholamin-Bedürftigkeit, low cardiac output) zeigten sich bessere Ergebnisse bei der BCP; diese waren jedoch nicht statistisch significant.

Das HF ist durch anhaltend hohe CK-MB-Werle und eine mittelgradige ultrastrukturelle Schädigung im Vergleich zu beiden Kardioplegie-Gruppen charakterisiert. BCP ergibt in allen unlersuchten Parametern gute Ergebnisse bei Koronar-Patienten.

Key words

Myocardial protection - Hypothermic ventricular fibrillation - Blood cardioplegia - Crystalloid cardioplegia