Czytelnia Medyczna » Anestezjologia Intensywna Terapia » 2/2005 » Przydatność elektronowej mikroskopii skaningowej w ocenie stopnia zużycia cewników naczyniowych – doniesienie wstępne

- reklama -

Fitomed
kosmetyki ziołowe

Mamy sprzęt do ręcznej obróbki krawędzi i ślizgów - serwis narciarski Warszawa

- reklama -

Waldemar Machała¹, Leszek Klimek², Wojciech Gaszyński³

Przydatność elektronowej mikroskopii skaningowej w ocenie stopnia zużycia cewników naczyniowych – doniesienie wstępne

A scanning electron microscopic study of intravascular cannulas

¹ II Zakład Anestezjologii i Intensywnej Terapii UM w Łodzi
kierownik: dr n. med. W. Machała
² Instytut Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej dyrektor: prof. dr hab. inż. P. Kula,
³ Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii UM w Łodzi
kierownik: prof. dr hab. n. med. W. Gaszyński

Summary
Cannulation of blood vessels is common practice in modern medicine. Devices designed for long term cannulation should meet the highest possible standards to avoid complications. Vascular cannulation has been associated with a number of device-specific complications that can manifest during insertion, while indwelling, or after removal. Electron microscopic photographs were taken of 14 arterial and 21 venous cannulas, that had been inserted by Seldinger technique and removed after completion of the treatment, comparing them with similar but unused devices. Methods. All arterial and venous catheters were photographed under scanning electron microscopy after dusting them with gold powder. Scans were made with 40 -1000X magnification. Results. The electron microscopic pictures revealed erosion damage on the surface of used venous and arterial catheters, up to 15 mm deep. Such lesions are typical for high flow system tubing. Even the surfaces of brand new devices were not completely smooth. Discussion and conclusions. The electron microscopic pictures clearly indicated that the surface of long-term catheters is porous and eroded, therefore substantially increasing the risk of thrombi formation. The degree of damage probably depends on duration and purpose of cannulation, coagulation status, blood cells interacting with the surface of the cannula etc. The deterioration of the surface of indwelling vascular catheters requires further study.

Słowa kluczowe: powikłania, kaniulacja naczyń, sprzęt, kaniule donaczyniowe.

Key words: complications, vascular cannulation, equipment, indwelling vascular catheters.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Anestezjologia kliniczna z elementami intensywnej terapii i leczenia bólu t.1/2

Anestetyczne środki wziewne przewodnik

Zastosowanie ultrasonografii w blokadach nerwów obwodowych

Do najczęściej wykonywanych zabiegów, którym poddawani są pacjenci należą kaniulacje. Za kaniulację zwykło się uważać wprowadzenie do układu naczyniowego cewnika, dzięki któremu istnieje możliwość: pobierania krwi, podawania leków, przetaczania płynów, prowadzenia terapii (np. nerkozastępczej, zabiegów koronaroplastyki) oraz monitorowania pacjenta [1, 2, 3]. W ciągu ostatnich kilku lat obserwuje się tendencję do rozszerzania wskazań do kaniulacji naczyń krwionośnych [4]. Najczęściej czynności te wykonywane są w ratownictwie medycznym, w oddziałach anestezjologii i intensywnej terapii i oddziałach ostrych zatruć [5].

Kaniule umieszczane są zarówno w żyłach jak i w tętnicach [1, 2, 3, 4, 6, 7, 8]. Wprowadzenie kaniuli do układu żylnego (będącego układem niskociśnieniowym i niskooporowym) wskazane jest w sytuacjach, kiedy zachodzi potrzeba przede wszystkim podawania leków (w tym krwi) i płynów. Rzadziej wykorzystuje się układ żylny do monitorowania czynności życiowych. Wyjątkiem są tutaj kaniulacje żył tzw. centralnych (szyjna wewnętrzna i podobojczykowa), które będąc bezpośrednim „dopływem” żyły głównej górnej nadają się do monitorowania ośrodkowego ciśnienia żylnego [3, 5]. Żyły centralne wykorzystywane są również do wprowadzenia cewników do tętnicy płucnej.

Przez kaniulację naczynia tętniczego (wysokociś-nieniowego i wysokooporowego) rozumie się przede wszystkim wprowadzenie cewnika do tętnicy promieniowej, rzadziej tętnicy grzbietowej stopy [1, 4, 7, 8] – dla monitorowania parametrów hemodynamicznych i badań gazometrycznych krwi oraz, przy określonych wskazaniach, do tętnicy płucnej (cewnik Swana-Ganza) [9]. Rozwój kardiologii i radiologii interwencyjnej coraz częściej związany jest z kaniulacją tętnic dla wykonania zabiegów, jak koronarografia i koronaroplastyka.

Istnieje kilka sposobów wprowadzania cewników do naczynia. Stosuje się się metody „kaniuli na igle”, „kaniuli w igle” oraz technikę Seldingera [1, 3, 4]. Technika Seldingera wykorzystywana w kaniulacji zarówno tętnic, jak i żył wydaje się najbezpieczniejszym sposobem uzyskiwania dostępu do dużych naczyń.

Cewnik, który wprowadzono do naczynia narażony jest m.in. na mechaniczne oddziaływanie przepływającej krwi. Z cewników dożylnych i dotętniczych szczególnie narażone są te ostatnie, z uwagi na wyż-sze ciśnienie krwi oraz inne usytuowanie w stosunku do przepływającej krwi [13]. Czoło kaniuli tętniczej ustawione jest w tzw. przeciwprądzie do przepływającej krwi, co może w konsekwencji spowodować jej mechaniczne uszkodzenie.

Mając na względzie fakt częstej kaniulacji naczyń krwionośnych, celowa wydaje się ocena struktury cewników w następstwie przedłużonego kontaktu z przepływającą krwią, a w szczególności ich zużywanie się. W inżynierii materiałowej narzędziem dającym szczególne możliwości oceny stopnia zniszczenia i zużycia elementów jest elektronowy mikroskop skaningowy, który z powodzeniem można też wykorzystać do badania cewników naczyniowych.

METODYKA

Badaniami objęto 14 kaniuli tętniczych (t. promieniowa) i 21 kaniuli żylnych (ż. główna górna), które były wprowadzane u ludzi techniką Seldingera. Kaniule żylne wykonane były z poliuretanu, a kaniule tętnicze z polichlorku winylu. Oceniane kaniule wyprodukowane zostały przez firmę Vygon (tętnicze) oraz Arrow (żylne). Kaniulacji dokonywała jedna osoba dbając o to, by technika wprowadzania była podobna u wszystkich pacjentów. Badania wykonano w mikroskopie elektronowym Hitachi S-3000 N przy powiększeniach od 40x do 1000x. Przed umieszczeniem próbek w próżni mikroskopu, tak w celu powiększenia zdolności rozdzielczej i jakości otrzymywanych obrazów, napylono je warstwą złota Au4N (99,99% Au) w napylarce próżniowej Jeol 3XP. Grubość naniesionej warstwy wynosiła kilkadziesiąt nanometrów.

WYNIKI

Strukturę powierzchni nowych i zniszczonych (tj. użytych) cewników ilustrują ryciny 1-7. Obserwowane zużycie powierzchni cewników (zarówno tętniczych jak i żylnych) miało podobny charakter. Uwzględniając właściwości i wielkość krwinek płytkowych, zagłębienia w powierzchni hemozgodnych (biokompatybilnych) materiałów nie powinny być większe niż 0,2 mm [14]. Widoczne na rycinach 2, 3, 4, 6 i 7 ubytki materiału w zakresie czoła oraz na powierzchni bocznej cewników są wielokrotnie większe i można je ocenić na minimum kilkanaście mm.

Ryc. 1. Czoło nowej kaniuli dożylnej. Powiększenie 35×.

Ryc. 2. Czoło kaniuli dożylnej przebywającej 14 dni w żyle głównej górnej. Powiększenie 35×.

Ryc. 3. Czoło kaniuli dożylnej przebywającej 14 dni w żyle głównej górnej. Powiększenie 130×.

Ryc. 4. Czoło kaniuli dożylnej przebywającej 14 dni w żyle głównej górnej. Powiększenie 250×.

Ryc. 5. Czoło nowej kaniuli dotętniczej. Powiększenie 50×.

Ryc. 6. Czoło kaniuli dotętniczej przebywającej 14 dni w tętnicy promieniowej. Powiększenie 50×.

Ryc. 7. Czoło kaniuli dotętniczej przebywającej 14 dni w tętnicy promieniowej. Powiększenie 150×.

DYSKUSJA

Kaniulacja oznacza pozostawienie w naczyniu heterogennego materiału. Cewnikom naczyniowym stawia się szczególne wymagania, które mają ograniczyć częstość występowania powikłań związanych z kaniulacją [10]. Materiał, z którego wykonany jest cewnik powinien być dobrze tolerowany przez organizm (biokompatybilny) i atrombogenny. Materiał ten powinien również posiadać odpowiednią wytrzymałość mechaniczną odpowiadającą, z wystarczającym zapasem, określonym warunkom wlewu – najczęściej do układu żylnego (grawitacyjny lub ciśnieniowy). Duże znaczenie ma też struktura powierzchni cewnika, która wpływa na skłonność do powstawania i szerzenia się zakrzepów [1]. Wskazana jest możliwie największa gładkość powierzchni, ponieważ jak wykazały badania wielu materiałów, zmniejszenie gładkości a więc rozwinięcie powierzchni, jest decydującym czynnikiem powodującym zwiększenie ryzyka tworzenia się zakrzepów w naczyniach [11]. Ważne jest, aby wszystkie te właściwości cewnika nie zmieniały się podczas jego przebywania w ustroju.

Współczesne cewniki wykonane są z materiałów, takich jak teflon, poliuretan, elastomer silikonowy, polietylen, czy polipropylen [1]. Czas bezpiecznego przebywania cewnika w organizmie człowieka jest różnie długi. Uważa się, że cewniki z polichlorku winylu (PCV) nie powinny przebywać w naczyniu dłużej niż 5-7 dni, a silikonowe i teflonowe 14 dni. Ograniczenie czasu utrzymywania cewników w naczyniu wynika przede wszystkim z przyczyn infekcyjnych. Od kilku lat dostępne są cewniki impregnowane związkami srebra, sulfatiazynami i chlorheksydyną, które wykazują długotrwały efekt przeciwbakteryjny i mogą być utrzymywane w organizmie nawet 4 tygodnie [12]. Zasady aseptyki i antyseptyki nakazują usunięcie cewnika z naczynia krwionośnego w sytuacji, w której stwierdza się znamiona infekcji w okolicy wprowadzenia go do naczynia.

Badania własne sugerują, że przy kaniulacji naczyń krwionośnych należy też uwzględnić ryzyko postępującego niszczenia się cewnika. Ocena stanu cewników długo przebywających w naczyniach wykazała bowiem narastanie procesu ich mechanicznego zużywania się w czasie. Obserwowane zmiany, szczególnie w zakresie czoła cewników tętniczych przypominają erozyjne zużycie powierzchni elementów maszyn przepływowych w modelu czysto fizycznym. W warunkach klinicznych sprzyjać to może tworzeniu się zakrzepów na powierzchni kaniuli i zwiększać ryzyko powikłań zatorowych.

WNIOSEK

Przyszłe badania powinny określić maksymalny czas kaniulacji naczyń krwionośnych w aspekcie ich mechanicznego zużycia.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Anestezja bariatryczna

Anestezjologia i intensywna opieka

Intensywna terapia stanu astmatycznego

Piśmiennictwo

1. Grundman U, Simon J: Wkłucia dożylne i przetaczanie płynów. Bibliomed Wyd Med, Melsungen 1991.

2. Larsen R: Anestezjologia – dostęp żylny. Urban&Partner. Wrocław 2003; 465-467.

3. Larsen R: Anestezjologia – ośrodkowe ciśnienie żylne. Urban&Partner. Wrocław 2003; 701-712.

4. Larsen R: Anestezjologia – ciśnienie tętnicze krwi. Urban&Partner. Wrocław 2003; 694-701.

5. Fletcher JP, Stretch JR, Little J: Long term central venous access catheters: review of 134 catheters inserted in 100 patients. Aust N Z J Surg 1985; 55: 545-550.

6. Sefrin P: Venous access in emergencies. Gesamte Inn Med 1991; 46: 447-450.

7. Saladino R, Bachman D, Fleisher G: Arterial access in the pediatric emergency department. Ann Emerg Med 1990; 19: 382-385.

8. Martin C, Saun P, Papazian L: Long-term arteria cannulation in ICU patients using the radial artery or dorsalis pedis artery. Chest 2001; 199: 901-906.

9. Practice guidelines for pulmonary artery catheterisation; a report by the American Society of Anesthesiologist task force on pulmonary artery cathetarisation. Anesthesiology 1993; 78: 380-394.

10. Durbin ChG: Radial arterial lines and sticks: what are the risk? Respiratory Care Journal on-line:

http://www.rcjournal.com/contents/03.01/03.01.0229.asp.

11. Hecker JF, Scandrett LA: Roughnes and trombogenicity of the outer surfaces of intravascular catheters. J Biomed Mater Res 1985; 19: 381-395.

12. Veenstra D, Saint S, Saha S: Efficacy of antiseptic-impreg-nated central venous catheters in preventing catheter-related bloodstream infection: a meta-analysis. JAMA 1999; 281: 261-267.

13. Frezja EE, Mezghebe H: Indications and complications of arterial catheter use in surgical or medical intensive care units: analysis of 4932 patients. Am J Surg 1998; 64: 127-131.

14. Nałęcz M: Problemy biocybernetyki i inżynierii biome-dycznej – biomateriały. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1990; 4: 175.

Adres do korespondencji:
II Zakład Anestezjologii i Intensywnej Terapii UM w Łodzi
ul. Żeromskiego 113, 90-549 Łódź
e-mail: w.machala@skwam.lodz.pl

Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2005

Powrót na górę strony

Pozostałe artykuły z numeru 2/2005:

- reklama -