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PUMA, GIUSEPPE (2011) Innovazioni tecnologiche di interesse clinico-pratico dei trattamenti depurativi continui in pazienti settici. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

SUMMARY

Although the pharmacologic and intensive care supports for patients in intensive care units has been highly improved, the Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS)-SEPSY still remains one of the more dangerous complication for these patients. They face, in fact, an alteration of the immunologic system and endothelial dysfunction due to massive pro and anti-inflammatory cytokine production and their increased plasma concentration. This leads to a dysregulated cardiovascular compliance, which finally leads to septic shock.
With the failure to block the production of these mediators using monoclonal antibodies and knowing their low molecular weight and hydrosolubility, the convective depurative techniques have been developed in the attempt to clear these cytokines from the circulatory stream via their absorption on specific membranes.
Continuous renal replacement treatment in addition to be effective in the depuration from uremic toxins, preservation of hydro-electrolytic and acid base homeostases, when used with high volume plasmatic water exchanges have been able to reduce mortality and dose of vasoactive drugs compared with lower volume exchanges.
The available techniques for these critical patients’ continuous renal replacement treatment are: Continous Venous Venous Hemofiltration (CVVH), which however exchanges low volumes of plasmatic water (20 ml/kg/h), High Volume Hemo Filtration (HVHF), which exchanges high volume of plasmatic water (35-45 ml/kg/h). However, notwithstanding the advantages in terms of results obtained with this latter technique, it gained only a relative diffusion. The limitation of HVHF is, in fact, essentially due to difficult management and techical problems linked with the high fluxes exchanged, which cannot be supported for longer periods of time such as the need of strict assistance by technical personnel and the frequent need of extracorporeal circuit changes due to clotting or malfunctioning. In consideration of these difficulties linked with HVHF we have sought to explore alternative strategies based on the change of the concept of “high plasma water exchange” with the concept of “highly efficient exchange surfaces), which we have translated into the Continous Venous Venous Hemo DiaFiltration (CVVHDF), using trisodium citrate as anticoagulant of the extracorporeal circuit. This anticoagulant used instead of heparin could be able to prevent the coagulation in the extracorporeal circuit leaving unchanged the coagulative parameters of the patient. In particular trisodium citrate could keep unaltered the capillary membrane surfaces of the dialyzer, avoiding the formation of a proteic film on the membrane surfaces that could limit the availability of surfaces needed both for the convective process and cytokine adsorption.
In this study we have evaluated 38 septic patients divided into 3 groups: Group 1: 15 patients treated with standard CVVH (mean duration of the treatment 10.9 days); Group 2: 15 patients treated with HVHF (mean duration of the treatment for 4 days), who were subsequently shifted to standard CVVH and Group 3: 8 patients treated with CVVHDF with trisodium citrate as anticoagulant (mean duration of the treatment 10.4 days). Data from Group 2 are however derived only from the treatment with HVHF.
In general all continuous treatments registered an improvement of all the parameters related with the cardiovascular compliance and pulmonary gases exchanges. HVHF resulted in a significant improvement of blood pressure and a significant reduction of the amount of vasoactive amines (noradrenaline) administered compared both to CVVH and CVVHDF with citrate, as well as for the reduction of CRP.
The treatment with CVVHDF with citrate showed, compared with standard CVVH, a better cardio-pulmonary compliance and a reduction of the amount of noradrenaline administration, which however did not reach statistical significance. CVVHDF with citrate has, however, shown to be a more reliable and safe technique in terms of management and technical application, allowing an use for longer period of time compared with HVHF.
The small cohort of patients treated with CVVHDF with citrate of this study, however, does not allow a reliable comparison with HVHF. We think, however, that with a due technical improving using membranes with higher surface permeability, with a optimal management and the chance of use for a longer period of time, CVVHDF with citrate treatment might give results which at least overlap those obtained with HVHF, but with the advantage of a better management compared with HVHF.

Abstract (italiano)

RIASSUNTO

Nonostante il progresso delle conoscenze scientifiche e nonostante un sempre più adeguato supporto rianimatorio e farmacologico, la SIRS-SEPSI rimane una delle più temibili complicanze dei pazienti critici ricoverati nei Reparti di Terapia Intensiva.
La disregolazione del sistema immunitario e l’attivazione endoteliale, , sono associate all’esagerata e ridondante produzione di mediatori pro e antinfiammatori, identificati come citochine circolanti che conducono ad una alterata compliance cardio-circolatoria ed allo shock settico.
Il tentativo empirico di bloccare con anticorpi monoclonali l’uno o l’altro dei mediatori, si è dimostrato inefficace. E’ noto che tali citochine presentano due caratteristiche peculiari: hanno un peso molecolare compreso tra 100 e 60000 Dalton e sono idrosolubili. E’ pertanto possibile che tali mediatori citochinici, possano essere eliminati con tecniche depurative convettive e mediante l’adsorbimento su membrane specifiche.
Le tecniche continue di sostituzione renale, oltre ad essersi dimostrate efficaci nella depurazione diffusiva/convettiva di tossine uremiche e nel garantire l’omeostasi idro-elettrolitica ed acido-base se utilizzate con scambi di acqua plasmatica pari a 20 ml/kg/h, hanno dimostrato elevata capacità di eliminazione convettiva e/o adsorbitiva per le citochine. Inoltre, dai dati desunti dalla letteratura, si dimostrava una riduzione della mortalità e della posologia dei farmaci vasoattivi se si aumentava lo scambio di acqua plasmatica da 20 ml/kg/h (definita dose renale di depurazione) a 35-45 ml/kg/h (definita dose settica di depurazione).
La prima tecnica veniva indicata come CVVH standard (Continous venous venous hemofiltration), la seconda come HVHF (High Volume Hemo Filtration).
Tuttavia, nonostante i vantaggi registrati per i pazienti settici con tale ultima tecnica, tale metodologia depurativa ha avuto solo una relativa diffusione.
La limitazione della HVHF è infatti essenzialmente legata ai limiti tecnico-gestionali della metodica stessa. Non esiste a tutt’oggi una tecnologia in grado di supportare elevati scambi per periodi prolungati di tempo; l’impegno gestionale del personale infermieristico è limitato poi, dagli eccessivi carichi di lavoro che la metodica stessa impone. Si registrano inoltre frequenti interruzioni e/o sostituzioni dei circuiti extracorporei per “clotting” o per malfunzionamento, indotti dagli elevati e talvolta irregolari flussi ematici non supportati dal sistema.
Tutte queste difficoltà ci hanno indotto ad esplorare nuove strategie, basate sulla sostituzione del concetto di “elevato scambio di acqua plasmatica” con il concetto di “elevate superfici efficienti” che si realizzava nella tecnica CVVHDF (Continous Venous Venous Hemo DiaFiltration) utilizzando il trisodio citrato come anticoagulante citrato .
Abbiamo ritenuto possibile attuare tale nuovo approccio, sostituendo la sodio eparina con il trisodio citrato come anticoagulante del circuito extracorporeo.
Il trisodio citrato potrebbe prevenire la coagulazione del solo circuito extracorporeo, mantenendo inalterati i parametri coagulativi del paziente; in particolare il trisodio citrato avrebbe potuto mantenere inalterate le superfici delle membrane dei capillari del dializzatore, inibendo il formarsi del film proteico che limitava notevolmente le superfici utili per la convezione e per l’adsorbimento citochinico.
Abbiamo pertanto valutato 38 pazienti settici suddivisi in 3 gruppi: gruppo 1 di 15 pazienti trattati con CVVH standard per una durata media di 10,9 giorni, gruppo 2 di 15 pazienti trattati con HVHF per 96 h (che successivamente venivano shiftati a CVVH standard) e gruppo 3 di 8 pazienti trattati con CVVHDF con trisodio citrato con una durata media di 10,4 giorni. I dati relativi al gruppo 2 si riferiscono al solo trattamento con HVHF.
Anche se i trattamenti continui registrano in generale il miglioramento di tutti i parametri di compliance cardiocircolatoria e di scambio polmonare dei gas, solo la HVHF presentava un significativo aumento della PAO con riduzione significativa dei valori della posologia per noradrenalina. Così pure per leucocitosi e PCR, dove la PCR nei pazienti del II gruppo si riduce significativamente.
Il trattamento con CVVHDF con citrato ha dimostrato, a differenza della tecniche depurativa CVVH standard, una migliore compliance cardiopolmonare ed una riduzione, delle amine vasoattive che tuttavia non raggiungeva la significatività statistica, mentre i risultati ottenuti con HVHF hanno evidenziato una significativamente migliore performance dei parametri considerati rispetto alle altre due tecniche.
La CVVHDF con citrato, a differenza della HVHF, ha dimostrato però di essere una tecnica più affidabile e sicura dal punto di vista tecnico-gestionale che permette un utilizzo per periodi più prolungati rispetto ad HVHF.
L’esiguo numero di pazienti trattati non ci permette ancora di poter attuare un adeguato confronto. Riteniamo comunque che con una più adeguata messa a punto tecnico-metodologica della CVVHDF con citrato, magari con l’ausilio di membrane a più elevata superficie e permeabilità e la possibilità di un suo utilizzo per un tempo più prolungato, si possano ottenere risultati almeno sovrapponibili a quelli ottenuti con la tecniche ad elevato scambio di volume come HVHF con il vantaggio rispetto a quest’ultima di una maggiore sicurezza ed affidabilità anche gestionale rispetto a HVHF.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:D'ANGELO, ANGELA
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 22 > Scuole per il 22simo ciclo > SCIENZE MEDICHE, CLINICHE E SPERIMENTALI > SCIENZE NEFROLOGICHE
Data di deposito della tesi:NON SPECIFICATO
Anno di Pubblicazione:24 Marzo 2011
Parole chiave (italiano / inglese):sepsi / sepsi
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 06 - Scienze mediche > MED/14 Nefrologia
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche
Codice ID:4159
Depositato il:01 Ago 2011 11:41
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Bibliografia

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