Background: Patients may need massive volume-replacement therapy after cardiac surgery because of large fluid transfer perioperatively, and the use of cardiopulmonary bypass. Hemodynamic stability is better maintained with colloids than crystalloids but colloids have more adverse effects such as coagulation disturbances and impairment of renal function than do crystalloids.
The present study examined the effects of modern hydroxyethyl starch (HES) and gelatin solutions on blood coagulation and hemodynamics. The mechanism by which colloids disturb blood coagulation was investigated by thromboelastometry (TEM) after cardiac surgery and in vitro by use of experimental hemodilution.
Materials and methods: Ninety patients scheduled for elective primary cardiac surgery (Studies I, II, IV, V), and twelve healthy volunteers (Study III) were included in this study. After admission to the cardiac surgical intensive care unit (ICU), patients were randomized to receive different doses of HES 130/0.4, HES 200/0.5, or 4% albumin solutions. Ringer’s acetate or albumin solutions served as controls. Coagulation was assessed by TEM, and hemodynamic measurements were based on thermodilutionally measured cardiac index (CI). Results: HES and gelatin solutions impaired whole blood coagulation similarly as measured by TEM even at a small dose of 7 mL/kg. These solutions reduced clot strength and prolonged clot formation time. These effects were more pronounced with increasing doses of colloids. Neither albumin nor Ringer’s acetate solution disturbed blood coagulation significantly. Coagulation disturbances after infusion of HES or gelatin solutions were clinically slight, and postoperative blood loss was comparable with that of Ringer’s acetate or albumin solutions.
Both single and multiple doses of all the colloids increased CI postoperatively, and this effect was dose-dependent. Ringer’s acetate had no effect on CI. At a small dose (7 mL/kg), the effect of gelatin on CI was comparable with that of Ringer’s acetate and significantly less than that of HES 130/0.4 (Study V). However, when the dose was increased to 14 and 21 mL/kg, the hemodynamic effect of gelatin rose and became comparable with that of HES 130/0.4.
Conclusions: After cardiac surgery, HES and gelatin solutions impaired clot strength in a dose-dependent manner. The potential mechanisms were interaction with fibrinogen and fibrin formation, resulting in decreased clot strength, and hemodilution. Although the use of HES and gelatin inhibited coagulation, postoperative bleeding on the first postoperative morning in all the study groups was similar.
A single dose of HES solutions improved CI postoperatively more than did gelatin, albumin, or Ringer’s acetate. However, when administered in a repeated fashion, (cumulative dose of 14 mL/kg or more), no differences were evident between HES 130/0.4 and gelatin.Tausta: Kolloidiliuokset (hydroksietyylitärkkelysliuos (HES), gelatiini, albumiini) ovat tehokkaita kirurgisten potilaiden neste-elvytyksessä sekä verenvuodon korvaushoidossa. Ne saattavat vaikuttaa veren hyytymisjärjestelmään ja siten lisätä leikkaukseen liittyvän vuodon riskiä. Sydänkirurgiassa kehon ulkopuolinen verenkierto heikentää hyytymisjärjestelmän toimintaa. Sydänleikkauksen jälkeen potilaat tarvitsevat riittävän veritilavuuden ylläpitämiseksi usein runsaasta nesteytystä, ja samanaikaisesti ovat vuotovaarassa. Tämän vuoksi liuosten vaikutus hyytymisjärjestelmään ja sydämen toimintaan on sydänleikkauspotilailla tärkeä.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka voimakkaasti erilaiset täyttöliuokset vaikuttavat veren hyytymiseen ja sydämen toimintaan sydänleikkauspotilailla käyttäen uusia HES- ja gelatiiniliuoksia. Hyytymishäiriön mekanismit tutkittiin tromboelastometrialla (TEM) sydänkirurgian jälkeen, sekä lisäksi koehenkilöillä.
Menetelmät: 90 potilasta ja 12 tervettä koehenkilöä osallistuivat tutkimukseen. Potilailla oli hyvä sydämen pumppausfunktio, eikä heillä ollut maksan- tai munuaisten vajaatoimintaa. Teho-osastolle tulleessa potilaat randomoitiin saamaan eri annoksia HES 130/0.4-, HES 200/0.5-, tai gelatiiniliuosta. Kontrollina oli joko 4% albumiini tai Ringerin liuokset. Hyytymistä seurattiin TEM:a käyttäen, hemodynaamiset mittaukset tehtiin keuhkovaltimokatetrin avulla.
Tulokset: HES- sekä gelatiiniliuokset aiheuttivat samanlaisen hyytymishäiriön jo pienillä annoksilla. Nämä liuokset heikensivät hyytymän lujuutta ja pidensivät hyytymisaikaa annosriippuvaisesti. Albumiini eikä Ringerin liuos vaikuttanut hyytymiseen. Hyytymishäiriö käyttäen HES- ja gelatiiniliuoksia oli kliinisesti vähäinen. Leikkauksen jälkeinen verenvuoto oli samanlainen kuin Ringerin tai albumiinin käytön jälkeen.
Sekä kerta- että toistuvat annokset kolloideja nostivat sydämen minuuttivirtauksen, ja tämä vaikutus oli annosriippuvainen. Ringerin liuos ei vaikuttanut sydämen minuuttivirtaukseen. Ensimmäisenä postoperatiivisena aamuna sydämen minuuttivirtaus oli samanlainen kaikissa ryhmissä. HES:n vaikutus hemodynamiikkaan oli samanlainen, mutta albumiinia parempi. Pienellä annoksella (7 mL/kg) gelatiinin vaikutus sydämen minuuttivirtaukseen oli tilastollisesti matalampi kuin HES 130/0.4 liuoksella, ja verrattavissa Ringeriin. Annosta nostaessa (14 ja 21 mL/kg), gelatiinin vaikutus kuitenkin nousi ja oli samanlainen kuin HES 130/0.4 liuoksella.
Yhteenveto: Sydänkirurgian jälkeen, HES ja gelatiini liuokset heikentävät hyytymän lujuutta annosriippuvaisesti. Mahdolliset hyytymishäiriön mekanismit ovat vaikutus fibriinin muodostumiseen, fibrinogeeniin sekä hemodiluutio. Vaikka HES 130/0.4-, HES 200/0.5- ja gelatiiniliuokset aiheuttavat hyytymishäiriön, leikkauksen jälkeinen verenvuoto on verrattavissa albumiiniin ja Ringeriin.
HES liuosten kerta-annos nostaa sydämen minuuttivirtausta enemmän kuin gelatiini, albumiini tai Ringerin liuos. Toistuvia annoksia käyttäen, HES 130/0.4 ja gelatiinin vaikutus oli samanlainen. HES 130/0.4 ominaisuus parantaa hemodynamiikkaa yksittäisellä pienellä annoksella on erittäin tärkeä sydänkirurgisilla potilailla massivisten nesteensiirtojen yhteydessä
