INTRODUÇÃO: A isquemia-reperfusão pulmonar e o uso do oxigenador de membranas são considerados fatores importantes na resposta inflamatória após a cirurgia cardíaca (CC) com utilização da circulação extracorpórea (CEC). Estudos anteriores que utilizaram os próprios pulmões dos pacientes como oxigenador em uma circulação extracorpórea biventricular (CECBV) em comparação à CEC convencional (CECC) mostraram efeitos benéficos na mecânica pulmonar e na reação inflamatória sistêmica. No entanto, a inflamação pulmonar ainda não foi totalmente esclarecida neste cenário. Os objetivos deste estudo foram observar o impacto da exclusão do oxigenador de membranas e da manutenção da ventilação e perfusão pulmonar na inflamação regional em porcos submetidos à CEC. MÉTODOS: Vinte e sete porcos ventilados mecanicamente foram submetidos à toracotomia e alocados randomicamente nos grupos: Controle (n=8), CECC (n=9) e CECBV (n=10). Os animais dos grupos CECC e CECBV foram submetidos respectivamente a uma CEC convencional ou a uma CEC biventricular com ventilação e perfusão pulmonar sem oxigenador de membranas por 90 minutos. As interleucinas (ILs) séricas foram avaliadas nos momentos: basal, após a CEC e 90 minutos após a CEC, e em momentos equivalentes no grupo Controle. As ILs do lavado broncoalveolar (LBA) foram medidas nos momentos basal e 90 minutos após a CEC. Amostras de tecido pulmonar foram coletadas da região ventral e dorsal do lobo pulmonar esquerdo para avaliação do número de polimorfonucleares (PMN) e quantificação do edema pela área de parênquima. Os dados foram avaliados através de ANOVA, considerando-se estatisticamente significante p<0,05. RESULTADOS: O grupo CECC apresentou uma maior inflamação, com um aumento no número de PMN, comparado ao grupo Controle (p < 0,001) nas regiões: ventral (2,8 x10-6± 0,7 x10-6 vs. 1,6 x10-6 ± 0,5 x10-6 , respectivamente) e dorsal (3,3 x10-6 ± 1,0 x10-6 vs. 1,9 x10- 6 ± 0,5 x10-6, respectivamente) e ao grupo CECBV (p = 0,006) nas regiões: ventral (2,3 x10-6 ± 0,7 x10-7) e dorsal (2,1 x10-6 ± 0,7 x10-6). Edema foi maior no grupo CECC comparado ao Controle nas regiões ventral e dorsal (2,4 x10-2 ± 3,5 x10-2 vs. 8,2 x10-4 ± 0,2 x10-4 e 5,7 x10 -2 ± 4,3 x10-2 vs. 0,3 x10-2 ± 1,0 x10-2, respectivamente, p = 0,016) e mais intenso na região dorsal em todos os grupos (p = 0,004). As IL 10 e IL6 do LBA foram maiores nos grupos submetidos à CECC (41,9 ± 12,2, p = 0,010 e 239,4 ± 45,2, p < 0,001, respectivamente) e à CECBV (40,7 ± 12,0, p = 0,016 e 174,8 ± 61,2, p = 0,004, respectivamente) comparadas ao Controle (21,0 ± 6,9 e 71,8 ± 29,8, respectivamente). As ILs séricas não diferiram entre os grupos (p > 0,05). O Grupo CECC, comparado ao grupo CECBV, mostrou um aumento maior com o tempo na IL6 do LBA (239,4 ± 45,2 vs. 174,8 ± 61,2, p = 0,027, respectivamente) e na IL8 sérica (193,1 ± 108,8 vs. 147,0 ± 59,4, p = 0,040, respectivamente). CONCLUSÕES: Em modelo experimental de circulação extracorpórea em porcos, a manutenção da perfusão e ventilação dos pulmões na CEC biventricular atenua a inflamação pulmonar em comparação à CEC convencional / BACKGROUND: Lung ischemia-reperfusion injury and the membrane oxygenator are considered important factors in the inflammatory response after cardiac surgery and cardiopulmonary bypass (CPB). Previous studies using the own lung as the oxygenator with a biventricular bypass demonstrated the beneficial effects of this technique. However, lung inflammation was not fully evaluated in this scenario. The aim of this study was to observe the impact of the exclusion of the membrane oxygenator and maintenance of lung perfusion on regional lung inflammation in pigs undergoing cardiopulmonary bypass. METHODS: Twenty-seven mechanically ventilated pigs were subjected to a thoracotomy and randomly allocated into Control (n=8), CPB (n=9) or Lung Perfusion (n=10) groups. Animals from the CPB group and Lung Perfusion group were subjected respectively to a conventional CPB or to a biventricular bypass with pulmonary ventilation and perfusion without a membrane oxygenator for 90 minutes. The systemic interleukins (ILs) were determined at baseline, after bypass and 90 min after bypass or at equivalent times in the Control group. ILs from bronchoalveolar lavage fluid (BAL) were evaluated at baseline and 90 min after bypass. Tissue samples were collected from the dorsal and ventral regions of the left lung for assessment of the number of polymorphonuclear leukocytes (PMN) per parenchyma area and edema. Data were evaluated using ANOVA and p< 0.05 was considered significant. RESULTS: The CPB group showed increased lung inflammation, with an increased PMN count compared to the Control (p<0,001) at ventral (2.8 x10-6± 0.7 x10-6 vs. 1.6 x10-6± 0.5 x10-6 , respectively) and dorsal regions (3.3 x10-6 ± 1.0 x10-6 vs. 1.9 x10-6 ± 0.5 x10-6, respectively) and to Lung Perfusion Group (p = 0.006) at ventral (2.3 x10-6 ± 0.7 x10-7) e dorsal regions (2.1 x10-6 ± 0.7 x10-6). Edema was higher in the CPB group compared to the Control at ventral and dorsal regions (2.4 x10-2± 3.5 x10-2 vs. 8.2 x10 -4± 0.2 x10-4 and 5.7 x10 -2 ± 4.3 x10-2 vs. 0.3 x10-2 ± 1.0 x10-2, respectively, p = 0.016) and increased in the dorsal region in all groups (p = 0.004). BAL IL10 and IL6 were higher in groups subjected to CPB group (41.9 ± 12.2, p = 0.010 e 239.4 ± 45.2, p<0.001, respectively) and to Lung Perfusion group (40.7 ± 12.0, p = 0.016 e 174.8 ± 61.2, p = 0.004, respectively) compared to Control group (21.0 ± 6.9 e 71.8 ± 29.8). Systemic interleukins did not differ between groups (p > 0.05). The CPB group compared to Lung Perfusion group showed a higher increase in BAL IL6 (239,4 ± 45,2 vs. 174,8 ± 61,2, p = 0,027, respectively) and in serum IL8 over time (193,1 ± 108,8 vs. 147,0 ± 59,4, p = 0,040, respectively). CONCLUSIONS: In a pig model of extracorporeal circulation, maintenance of lung perfusion and ventilation with biventricular bypass attenuates the pulmonary inflammation as compared to conventional CPB

by Lo, Kin Yin Anthony. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2011. / Includes bibliographical references (leaves 168-195). / Abstracts in English and Chinese. / Abstract --- p.i / Declaration --- p.V / Publications and Conference Presentations --- p.vi / Scholarships and Awards --- p.vii / Acknowledgements --- p.viii / Table of contents --- p.X / Abbreviations --- p.xiv / List of Figures --- p.xvi / List of Tables --- p.xvii / Chapter 1. --- General Introduction --- p.1 / Chapter 2. --- Literature Review --- p.7 / Chapter 2.1 --- Introduction of nephrolithasis and surgical management --- p.9 / Chapter 2.1.1 --- Epidemology and physiochemistry --- p.9 / Chapter 2.1.2 --- Surgical management of nephrolithasis parallel with stone factors --- p.15 / Chapter 2.2 --- Extracorpoeral Shock Wave Lithotripsy in present study --- p.17 / Chapter 2.2.1 --- The 4th generation - Sonolith Vision electroconductive lithotripter --- p.18 / Chapter 2.2.2 --- The role of shock wave delivery rate in treatment outcome and its prediction --- p.23 / Chapter 2.2.3 --- Patient-controlled analgesia during Shock Wave Lithotripsy treatment and its pain management --- p.29 / Chapter 2.2.4 --- Shock wave induced renal injury & the use of urinary biomarker --- p.35 / Chapter 3. --- Materials and Methods --- p.62 / Chapter 3.1 --- Study Design --- p.63 / Chapter 3.2 --- Patient Selection --- p.64 / Chapter 3.3 --- Treatment Protocol --- p.63 / Chapter 3.4 --- Sample size calculation --- p.68 / Chapter 3.5 --- Statistical analysis --- p.68 / Chapter 4. --- The effect of shock wave delivery rate on treatment outcome and its prediction --- p.69 / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.70 / Chapter 4.2 --- Materials and Methods --- p.72 / Chapter 4.2.1 --- ESWL treatment protocol --- p.72 / Chapter 4.2.2 --- Outcome Assessment --- p.73 / Chapter 4.2.3 --- Mathematical model development --- p.75 / Chapter 4.2.4 --- Statistical analysis --- p.76 / Chapter 4.3 --- Results --- p.77 / Chapter 4.3.1 --- Baseline characteristics and treatment modalities --- p.78 / Chapter 4.3.2 --- ESWL treatment outcome --- p.79 / Chapter 4.3.3 --- Mathematical model --- p.81 / Chapter 4.4 --- Discussion --- p.82 / Chapter 4.4.1 --- Overall treatment outcome improved by the use of slower rate --- p.82 / Chapter 4.4.2 --- When should we use fast/slow rate? --- p.86 / Chapter 4.4.3 --- Mathematical model to predict ESWL outcome --- p.88 / Chapter 4.5 --- Conclusion --- p.91 / Chapter 5. --- The role of shock wave delivery rate and patient-controlled analgesia in pain --- p.101 / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.102 / Chapter 5.2 --- Materials and Methods --- p.104 / Chapter 5.2.1 --- ESWL treatment protocol and PCA settings --- p.104 / Chapter 5.2.2 --- Outcome Assessment --- p.105 / Chapter 5.2.3 --- Statistical analysis --- p.107 / Chapter 5.3 --- Results --- p.108 / Chapter 5.3.1 --- Baseline characteristics and treatment modalities --- p.108 / Chapter 5.3.2 --- Pain experience and satisfaction with PCA at different shock wave delivery rates --- p.108 / Chapter 5.3.3 --- Correlation between rate pain --- p.110 / Chapter 5.3.4 --- Vital signs --- p.110 / Chapter 5.4 --- Discussion --- p.111 / Chapter 5.4.1 --- Adverse complication was mild with PCA using alfentanil --- p.111 / Chapter 5.4.2 --- Less pain experience with 60 SWs/min --- p.112 / Chapter 5.4.3 --- Why PCA usage was the same in both groups? --- p.112 / Chapter 5.4.4 --- No correlation with treatment outcome --- p.114 / Chapter 5.5 --- Conclusion --- p.115 / Chapter 6. --- "The relations among rate of shock wave delivery, induced renal injury and acute complications" --- p.128 / Chapter 6.1 --- Introduction --- p.129 / Chapter 6.2 --- Materials and Methods --- p.130 / Chapter 6.2.1 --- ESWL treatment protocol --- p.130 / Chapter 6.2.2 --- Outcome Assessment --- p.131 / Chapter 6.2.3 --- Statistical analysis --- p.136 / Chapter 6.3 --- Results --- p.137 / Chapter 6.3.1 --- Baseline characteristics and treatment modalities --- p.137 / Chapter 6.3.2 --- Quality control of creatinine and NAG --- p.137 / Chapter 6.3.3 --- Standard curves ofIL-18 and NGAL --- p.137 / Chapter 6.3.4 --- Higher levels of urinary NAG and IL-18 in 60 SWs/min group --- p.138 / Chapter 6.3.5 --- Similar levels of urinary NGAL in both groups --- p.138 / Chapter 6.3.6 --- Unplanned hospital visits were similar in both groups --- p.139 / Chapter 6.4 --- Discussion --- p.140 / Chapter 6.4.1 --- More tubular damages caused by slower rate --- p.140 / Chapter 6.4.2 --- Escalated inflammatory activities in 60 SWs/min --- p.141 / Chapter 6.4.3 --- Vascular damage and ischemic insults were the same in both groups? --- p.142 / Chapter 6.4.4 --- Post-operative complications are similar in both groups --- p.142 / Chapter 6.4.5 --- 60 SWs/min vs. 120 SWs/min - What makes the difference in renal injury? --- p.143 / Chapter 6.5 --- Conclusion --- p.145 / Chapter 7. --- Discussion --- p.154 / Chapter 7.1 --- General discussion --- p.155 / Chapter 8. --- Conclusion --- p.158 / Chapter 8.1 --- General conclusion --- p.159 / Appendix --- p.160 / Appendix I --- p.161 / Appendix II --- p.163 / References --- p.167

Introdução: Adrenomedulina, peptídeo recentemente identificado, atua como mediador em diversos estados fisiológicos e patológicos, sendo expresso em inúmeros tecidos. Níveis elevados de adrenomedulina foram observados em quadros inflamatórios e sépticos, além de atividade inibitória da adrenomedulina sobre a liberação de insulina, o que poderia contribuir para a gênese e manutenção dos quadros hipeglicêmicos, situação comum em pacientes pediátricos internados em unidades de terapia intensiva, tendo sido comprovado que o controle glicêmico melhora o prognóstico nesses pacientes. O objetivo do estudo foi relacionar as concentrações de adrenomedulina com alterações de hormônios do eixo hipófise-adrenal e o controle glicêmico de crianças submetidas à cirurgia cardíaca com circulação extracorpórea (CEC) representando modelo de síndrome da resposta inflamatória sistêmica. Material e métodos: Foram incluídas 20 crianças com idade entre 11-84 meses submetidas à cirurgia cardíaca com CEC. Foram avaliadas concentrações sangüíneas de glicose, insulina, peptídeo-C, cortisol, ACTH, interleucina-6 e adrenomedulina nos tempos pré-CEC, pós-CEC, 1ºPO, 2ºPO e 3ºPO. Os resultados foram expressos em medianas e inter-quartis. Todas crianças receberam antibioticoterapia profilática (Cefuroxima 150mg/kg) e metilprednisolona (30mg/kg) na indução anestésica. Resultados: Adrenomedulina aumentou de 1,13 ng/mL (0.83 1.81) pré- CEC a 3,28 ng/mL (1.82 4.25) no 1ºPO (p=0,0005). A insulina e o peptídeo-C apresentaram queda do tempo pré-CEC ao 1ºPO: 10,9 U/mL (10.5 13.6) a 2,88 U/mL (1.68 3.46) (p= 0,0001) e 1,44 (0.93 2.08) a 0.89 ng/mL (0.58 2.06) (p=0,076), respectivamente. Houve aumento da glicemia de 86,5 mg/dL (67 88) pré-CEC a 169 mg/dL (153 201) no 1ºPO (p=0,0001). Não houve alterações significativas das concentrações de cortisol e ACTH. Após a CEC todas as concentrações de interleucina-6 encontravam-se elevadas retornando aos valores normais no 3ºPO. Houve correlação negativa entre as concentrações de peptídeo-C e de adrenomedulina no 1ºPO (R= - 0,70 - p< 0,0009). Conclusão: os resultados deste estudo indicam que a adrenomedulina possa ter contribuído para a gênese e manutenção da hiperglicemia em pacientes pediátricos com SRIS, agindo por intermédio da redução das concentrações de insulina e do peptídeo-C / Background: Adrenomedullin (AM), a recently identified vasoactive peptide, is expressed in a large number of tissues and was found to be increased in some pathophysiologic conditions such as sepsis and Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS). It has been shown that AM inhibits insulin secretion by means of a direct action on pancreatic -cells thus contributing to the genesis and sustaining of hypeglicemia, a common condition in critically ill pediatric patients. Therefore, the strict control of glucose concentrations has proved beneficial and associated to decrement of morbimortality rates in adults and children. The aim of the present study was to monitor serum adrenomedullin concentration in parallel with interleukin-6, plasma glucose, insulin and C-peptide, as well as ACTH and cortisol in pediatric patients submitted to cardiac surgery and cardiopulmonary bypass (CPB) representing a SIRS model. Methods: Twenty children aged 11-84 months who underwent cardiac surgery requiring cardiopulmonary bypass were prospective studied. Blood glucose, insulin, C-peptide, adrenocorticotropic hormone, cortisol, interleukin- 6 and AM were measured immediately before cardiopulmonary bypass (BCPB), immediately after CPB, on the first (POD1), second (POD2) and third days (POD3) after surgery. Data were expressed by median values and inter quartile range. All children received profilatic antibiotic (cefuroxime 150mg/kg) and methylprednisolone (30mg/kg) during induction of anesthesia. Results: Adrenomedullin increased from 1.13 ng/mL (0.83 1.81) BCPB to 3.28 ng/mL (1.82 4.25) in POD1 (p=0.0005). Insulin dropped from 10.9 U/mL (10.5 13.6) BCPB to 2.88 U/mL (1.68 3.46) in POD1 (p=0.0000). C-peptide decreased from 1.44 (0.93 2.08) BCPB to 0.89 ng/mL (0.58 2.06) in POD1 (p=0.076). Glucose increased from 86.5 mg/dL (67 88) BCPB to 169 mg/dL (153 201) in POD1 (p=0.0000). No significant changes were observed in ACTH and cortisol levels. After CPB, IL-6 concentrations of all patients were significantly increased and returned to basal values in POD3 (p=0.0009). There was a negative correlation between C-peptide an adrenomedullin in POD1 (R= - 0.70 - p< 0.0009). Conclusion: Our results indicate that adrenomedullin might be partly responsible for the genesis and sustaining of hyperglycemia in pediatric SIRS patients, by means of the decrement of insulin and C- peptide levels

Introdução: O avanço terapêutico e tecnológico em cardiologia tem possibilitado a sobrevivência de pessoas acometidas pela doença arterial coronária. Técnicas de cirurgia de revascularização miocárdica (RM) sem o uso de circulação extracorpórea (CEC) possibilitaram resultados operatórios com menor dano sistêmico, menor ocorrência de complicações clínicas, menor permanência na sala de terapia intensiva e também no tempo de internação, gerando expectativas de melhor qualidade de vida (QV) dos pacientes. Objetivo: Avaliar e comparar a qualidade de vida em pacientes portadores de doença arterial coronária em múltiplos vasos, com angina estável e função ventricular preservada encaminhados para revascularização miocárdica com e sem circulação extracorpórea no período de 12 meses. Métodos: Utilizou-se o questionário genérico de avaliação de qualidade de vida Medical Outcomes Study 36-ItemShort-Form Health Survey (SF-36) e o questionário perfil demográfico em 202 pacientes randomizados para uma das duas técnicas cirúrgicas nos períodos préoperatório, 6 e 12 meses após o procedimento. Resultados: Entre janeiro de 2002 e dezembro de 2006, 105 pacientes foram encaminhados para cirurgia sem circulação extracorpórea e 97 deles foram submetidos à cirurgia com circulação extracorpórea. As características demográficas, clínicas, laboratoriais e angiográficas foram semelhantes nos dois grupos. A avaliação da qualidade de vida mostrou similaridade nos dois grupos em relação ao componente físico e mental, demonstrando melhora de todos os domínios analisados no decorrer do seguimento. Não foi também observada interferência da técnica cirúrgica em relação ao gênero. Entretanto, analisando a freqüência da melhora em cada dimensão ao final de 12 meses, conforme o tipo de cirurgia, foi observado que a cirurgia sem CEC foi um marcador independente de melhora no domínio estado geral de saúde, e os pacientes submetidos à cirurgia sem CEC apresentaram uma chance duas vezes maior de melhora neste domínio, quando comparados aos submetidos à cirurgia com CEC. Além disso, notou-se uma diferença significativa em relação ao número de pacientes que retornou ao trabalho no grupo sem CEC quando comparado ao grupo com CEC. Conclusão: Independente da técnica cirúrgica empregada, houve melhora da percepção da qualidade de vida em todos os domínios avaliados após 6 meses de seguimento que se prolongou até o final do estudo. / Introduction: The therapeutic and technological advances in cardiology have enabled the survival of people affected by coronary artery disease. Techniques for coronary artery bypass grafting (CABG) without the use of cardiopulmonary bypass (CPB) has enabled surgical results, with less systemic damage, lower incidence of clinical complications, a shorter stay in the intensive care room and also in length of stay, generating expectations of better quality of life (QoL) of patients. Objective: To evaluate and compare the self-perceived quality of life in patients with multivessel coronary artery disease with stable angina and preserved ventricular function randomized for CABG with or without cardiopulmonary bypass during the twelve months period. Methods: The generic questionnaire of QoL Medical Outcomes Study 36-Item Short-Form Health Survey (SF-36) and demographic profile questionnaire were applied on 202 patients randomized for one of the two surgical techniques options at baseline, 6 and 12 months follow-up. Results: Between January 2002 and December 2006, 105 and 97 patients were submitted to surgery without cardiopulmonary bypass or with cardiopulmonary bypass, respectively. The demographic, clinical, laboratory and angiographic characteristics were similar in both groups. The assessment of quality of life showed similarity in both groups regarding to physical and mental components, showing improvement in all 8 subscales domain of the SF-36 across the follow-up. Additionally, analyzing the frequency of improvement in each dimension at 12 months, stratified by the type of technical surgery, we found the off-pump surgery was an independent marker of improvement in overall health status. Patients underwent surgery without CPB had two-fold increase risk of improvement in health status. In addition, no interaction was found between surgical technique and gender. Regarding to return to work after surgery, higher number of patients on offpump group was observed compared to on-pump group. Conclusion: Regardless of surgical technique used, comparable improved perception of quality of life in all dimensions was observed after six months follow-up lasting until the end of the study.

Die extrakorporale Zirkulation unter Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine kann postoperativ zu kontraktilen ventrikulären Funktionsstörungen führen, die Morbidität und Mortalität für betroffene Patienten erhöht. Diese kardiale Dysfunktion bezeichnet man als myokardiales Stunning, welche durch die globale Ischämie ausgelöst wird. Das Phänomen der reversiblen kontraktilen Dysfunktion weißt eine hohe klinische Relevanz auf und ist somit in den vergangenen Jahrzehnten sowohl klinisch als auch experimentell intensiv erforscht worden. Dabei kamen unterschiedlichste Spezies, Methoden und Modelle zum Einsatz. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Etablierung eines neuartigen akut instrumentierten Tiermodells, anhand dessen Folgen des kardiopulmonalen Bypasses und Wirkung des endogenen Opioidsystems auf myokardiales Stunning untersucht werden können. Mit Hilfe des entwickelten Versuchsmodells können die Auswirkungen applizierter Opioidrezeptorantagonisten und die Effekte der kardiopulmonalen Zirkulation auf die kontraktile myokardiale Dysfunktion valide untersucht werden. Als Versuchstiere wurden 50 männlich kastrierte Schweine der Rassenkreuzung „Deutsche Landrasse“ und „Yorkshireschwein“ eingesetzt. In Allgemeinanästhesie wurden die Tiere über eine Thorakotomie instrumentiert und anschließend elektrisch Kammerflimmern induziert. Nach Erreichen einer stabilen extrakorporalen Zirkulation unter der Herz-Lungen-Maschine wurde nach Ablauf der ischämischen Phase eine standardisierte Reaninmation und Weaning durchgeführt. Alle 50 Tiere konnten den Versuch erfolgreich durchlaufen. Die Analyse und Auswertung sämtlicher archivierter Daten und Proben der Versuchstiere wurde zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt.

INTRODUÇÃO: A isquemia-reperfusão pulmonar e o uso do oxigenador de membranas são considerados fatores importantes na resposta inflamatória após a cirurgia cardíaca (CC) com utilização da circulação extracorpórea (CEC). Estudos anteriores que utilizaram os próprios pulmões dos pacientes como oxigenador em uma circulação extracorpórea biventricular (CECBV) em comparação à CEC convencional (CECC) mostraram efeitos benéficos na mecânica pulmonar e na reação inflamatória sistêmica. No entanto, a inflamação pulmonar ainda não foi totalmente esclarecida neste cenário. Os objetivos deste estudo foram observar o impacto da exclusão do oxigenador de membranas e da manutenção da ventilação e perfusão pulmonar na inflamação regional em porcos submetidos à CEC. MÉTODOS: Vinte e sete porcos ventilados mecanicamente foram submetidos à toracotomia e alocados randomicamente nos grupos: Controle (n=8), CECC (n=9) e CECBV (n=10). Os animais dos grupos CECC e CECBV foram submetidos respectivamente a uma CEC convencional ou a uma CEC biventricular com ventilação e perfusão pulmonar sem oxigenador de membranas por 90 minutos. As interleucinas (ILs) séricas foram avaliadas nos momentos: basal, após a CEC e 90 minutos após a CEC, e em momentos equivalentes no grupo Controle. As ILs do lavado broncoalveolar (LBA) foram medidas nos momentos basal e 90 minutos após a CEC. Amostras de tecido pulmonar foram coletadas da região ventral e dorsal do lobo pulmonar esquerdo para avaliação do número de polimorfonucleares (PMN) e quantificação do edema pela área de parênquima. Os dados foram avaliados através de ANOVA, considerando-se estatisticamente significante p<0,05. RESULTADOS: O grupo CECC apresentou uma maior inflamação, com um aumento no número de PMN, comparado ao grupo Controle (p < 0,001) nas regiões: ventral (2,8 x10-6± 0,7 x10-6 vs. 1,6 x10-6 ± 0,5 x10-6 , respectivamente) e dorsal (3,3 x10-6 ± 1,0 x10-6 vs. 1,9 x10- 6 ± 0,5 x10-6, respectivamente) e ao grupo CECBV (p = 0,006) nas regiões: ventral (2,3 x10-6 ± 0,7 x10-7) e dorsal (2,1 x10-6 ± 0,7 x10-6). Edema foi maior no grupo CECC comparado ao Controle nas regiões ventral e dorsal (2,4 x10-2 ± 3,5 x10-2 vs. 8,2 x10-4 ± 0,2 x10-4 e 5,7 x10 -2 ± 4,3 x10-2 vs. 0,3 x10-2 ± 1,0 x10-2, respectivamente, p = 0,016) e mais intenso na região dorsal em todos os grupos (p = 0,004). As IL 10 e IL6 do LBA foram maiores nos grupos submetidos à CECC (41,9 ± 12,2, p = 0,010 e 239,4 ± 45,2, p < 0,001, respectivamente) e à CECBV (40,7 ± 12,0, p = 0,016 e 174,8 ± 61,2, p = 0,004, respectivamente) comparadas ao Controle (21,0 ± 6,9 e 71,8 ± 29,8, respectivamente). As ILs séricas não diferiram entre os grupos (p > 0,05). O Grupo CECC, comparado ao grupo CECBV, mostrou um aumento maior com o tempo na IL6 do LBA (239,4 ± 45,2 vs. 174,8 ± 61,2, p = 0,027, respectivamente) e na IL8 sérica (193,1 ± 108,8 vs. 147,0 ± 59,4, p = 0,040, respectivamente). CONCLUSÕES: Em modelo experimental de circulação extracorpórea em porcos, a manutenção da perfusão e ventilação dos pulmões na CEC biventricular atenua a inflamação pulmonar em comparação à CEC convencional / BACKGROUND: Lung ischemia-reperfusion injury and the membrane oxygenator are considered important factors in the inflammatory response after cardiac surgery and cardiopulmonary bypass (CPB). Previous studies using the own lung as the oxygenator with a biventricular bypass demonstrated the beneficial effects of this technique. However, lung inflammation was not fully evaluated in this scenario. The aim of this study was to observe the impact of the exclusion of the membrane oxygenator and maintenance of lung perfusion on regional lung inflammation in pigs undergoing cardiopulmonary bypass. METHODS: Twenty-seven mechanically ventilated pigs were subjected to a thoracotomy and randomly allocated into Control (n=8), CPB (n=9) or Lung Perfusion (n=10) groups. Animals from the CPB group and Lung Perfusion group were subjected respectively to a conventional CPB or to a biventricular bypass with pulmonary ventilation and perfusion without a membrane oxygenator for 90 minutes. The systemic interleukins (ILs) were determined at baseline, after bypass and 90 min after bypass or at equivalent times in the Control group. ILs from bronchoalveolar lavage fluid (BAL) were evaluated at baseline and 90 min after bypass. Tissue samples were collected from the dorsal and ventral regions of the left lung for assessment of the number of polymorphonuclear leukocytes (PMN) per parenchyma area and edema. Data were evaluated using ANOVA and p< 0.05 was considered significant. RESULTS: The CPB group showed increased lung inflammation, with an increased PMN count compared to the Control (p<0,001) at ventral (2.8 x10-6± 0.7 x10-6 vs. 1.6 x10-6± 0.5 x10-6 , respectively) and dorsal regions (3.3 x10-6 ± 1.0 x10-6 vs. 1.9 x10-6 ± 0.5 x10-6, respectively) and to Lung Perfusion Group (p = 0.006) at ventral (2.3 x10-6 ± 0.7 x10-7) e dorsal regions (2.1 x10-6 ± 0.7 x10-6). Edema was higher in the CPB group compared to the Control at ventral and dorsal regions (2.4 x10-2± 3.5 x10-2 vs. 8.2 x10 -4± 0.2 x10-4 and 5.7 x10 -2 ± 4.3 x10-2 vs. 0.3 x10-2 ± 1.0 x10-2, respectively, p = 0.016) and increased in the dorsal region in all groups (p = 0.004). BAL IL10 and IL6 were higher in groups subjected to CPB group (41.9 ± 12.2, p = 0.010 e 239.4 ± 45.2, p<0.001, respectively) and to Lung Perfusion group (40.7 ± 12.0, p = 0.016 e 174.8 ± 61.2, p = 0.004, respectively) compared to Control group (21.0 ± 6.9 e 71.8 ± 29.8). Systemic interleukins did not differ between groups (p > 0.05). The CPB group compared to Lung Perfusion group showed a higher increase in BAL IL6 (239,4 ± 45,2 vs. 174,8 ± 61,2, p = 0,027, respectively) and in serum IL8 over time (193,1 ± 108,8 vs. 147,0 ± 59,4, p = 0,040, respectively). CONCLUSIONS: In a pig model of extracorporeal circulation, maintenance of lung perfusion and ventilation with biventricular bypass attenuates the pulmonary inflammation as compared to conventional CPB

INTRODUÇÃO: Técnicas cirúrgicas de revascularização miocárdica sem o uso de circulação extracorpórea (CEC) trouxeram esperanças de resultados operatórios com menor dano sistêmico, menor ocorrência de complicações clínicas e menor tempo de internação hospitalar gerando expectativas de menor custo hospitalar. OBJETIVOS: Avaliar o custo hospitalar em pacientes submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica com e sem o uso de CEC, em portadores de doença multiarterial coronária estável com função ventricular preservada. MÉTODOS: Os custos hospitalares foram baseados na remuneração governamental vigente. Foram acrescentados nos custos, o uso de orteses, próteses, complicações e intercorrências clinicas. Foram considerados o tempo e os custos da permanência na UTI e de internação hospitalar. Não foram consideradas remuneração de profissionais médicos e equipe multiprofissional, bem como depreciação de materiais, taxa de administração predial, água luz, telefone, alimentação, exames laboratoriais de admissão e medicamentos. RESULTADOS: Entre janeiro de 2002 a Agosto de 2006 foram randomizados 131 pacientes para cirurgia com CEC e 128 pacientes sem CEC. As características clínicas basais foram semelhantes para os dois grupos. Os custos das intercorrências cirúrgicas foram significantemente menores (p<0,001) para pacientes do grupo SCEC comparados ao grupo CCEC (606,00 ± 525,00 vs 945,90 ± 440,00) bem como, os custos na UTI (432,20 ± 391,70 vs 717,70 ± 257,70) respectivamente. Entretanto, o custo final foi maior no grupo SCEC (6.877,00 ± 525,20 vs 5.305,00 ± 440,11; p<0.001) devido ao preço do estabilizador utilizado. Os tempos de permanência na sala cirúrgica foram (4,9 ± 1,1h vs 3,9 ± 1,0h), (p<0,001), na UTI (48,25 ± 17,2h vs 29,20 ± 26,1h) (p<0,001), com tempo de entubação (9,2 ± 4,5h vs 6,4 ± 5,1h) (p<0,001) para pacientes do grupo com CEC e sem CEC respectivamente. CONCLUSÃO: Esses resultados permitem concluir que a cirurgia de revascularização miocárdica sem circulação extracorpórea, proporcionou diminuição de custos operacionais relacionados com a diminuição de tempo de permanência em cada setor do tratamento cirúrgico. Todavia, o alto custo do estabilizador, determinou o aumento do custo final da cirurgia SCEC. / INTRODUCTION: Techniques of coronary artery bypass grafting without the use of cardiopulmonary bypass (CPB) aim surgical results with less systemic damage, lower incidence of clinical complications and shorter hospitalization, generating expectations of lower hospital costs. OBJECTIVE: To evaluate the hospital cost in patients undergoing coronary artery bypass grafting with and without the use of CPB, in patients with multivessel coronary disease with stable preserved ventricular function. METHODS: Hospital costs were based on the current local government payment for the cardiac surgery. The use of orthoses, prostheses, and the clinical complications events were added in the cost. It was also added the duration of staying at ICU and total hospitalization period in the final cost. Yet, it was not considered remuneration of medical professionals as well as the cost of the depreciation of equipment, administration fee of land, water, electricity, phone, food, laboratory tests for admission and medicines. RESULTS: From January 2002 to August 2006, 131 patients and 128 patients were randomized for surgery with CPB and without CPB, respectively. The baseline characteristics were similar for both groups. The cost of surgical complications of the group without CPB were significantly lower compared to the group with CPB (606.00 ± 525.00 vs 945, 90 ± 440.00, p <0,001); as well as, the costs of ICU (432, 20 ± 391.70 vs 717.70 ± 257.70, p<0,001). Yet, the final cost was higher in the without CPB group (6.877,00 ± 525,20 vs 5.305,00 ± 440,11; p<0.001) due to the price of the Octopus stabilizer. Additionally, the occupation time at the operating room was (4.9 ± 1.1h vs 3, 9 ± 1.0h, p<0,001), at the ICU was (48.25 ± 17.2h vs 29, 20 ± 26.1h, p<0001) with intubations time (9.2 ± 4.5h vs 6, 4 ± 5.1h, p <0001) in the group with CPB and without CPB, respectively. CONCLUSION: These results showed that the coronary artery bypass grafting without cardiopulmonary bypass has decreased operational costs related to reduce length of stay in each sector of the surgical procedure. However, the high cost of the stabilizer lead to increased final cost of SCEC surgery.

Introdução: O avanço terapêutico e tecnológico em cardiologia tem possibilitado a sobrevivência de pessoas acometidas pela doença arterial coronária. Técnicas de cirurgia de revascularização miocárdica (RM) sem o uso de circulação extracorpórea (CEC) possibilitaram resultados operatórios com menor dano sistêmico, menor ocorrência de complicações clínicas, menor permanência na sala de terapia intensiva e também no tempo de internação, gerando expectativas de melhor qualidade de vida (QV) dos pacientes. Objetivo: Avaliar e comparar a qualidade de vida em pacientes portadores de doença arterial coronária em múltiplos vasos, com angina estável e função ventricular preservada encaminhados para revascularização miocárdica com e sem circulação extracorpórea no período de 12 meses. Métodos: Utilizou-se o questionário genérico de avaliação de qualidade de vida Medical Outcomes Study 36-ItemShort-Form Health Survey (SF-36) e o questionário perfil demográfico em 202 pacientes randomizados para uma das duas técnicas cirúrgicas nos períodos préoperatório, 6 e 12 meses após o procedimento. Resultados: Entre janeiro de 2002 e dezembro de 2006, 105 pacientes foram encaminhados para cirurgia sem circulação extracorpórea e 97 deles foram submetidos à cirurgia com circulação extracorpórea. As características demográficas, clínicas, laboratoriais e angiográficas foram semelhantes nos dois grupos. A avaliação da qualidade de vida mostrou similaridade nos dois grupos em relação ao componente físico e mental, demonstrando melhora de todos os domínios analisados no decorrer do seguimento. Não foi também observada interferência da técnica cirúrgica em relação ao gênero. Entretanto, analisando a freqüência da melhora em cada dimensão ao final de 12 meses, conforme o tipo de cirurgia, foi observado que a cirurgia sem CEC foi um marcador independente de melhora no domínio estado geral de saúde, e os pacientes submetidos à cirurgia sem CEC apresentaram uma chance duas vezes maior de melhora neste domínio, quando comparados aos submetidos à cirurgia com CEC. Além disso, notou-se uma diferença significativa em relação ao número de pacientes que retornou ao trabalho no grupo sem CEC quando comparado ao grupo com CEC. Conclusão: Independente da técnica cirúrgica empregada, houve melhora da percepção da qualidade de vida em todos os domínios avaliados após 6 meses de seguimento que se prolongou até o final do estudo. / Introduction: The therapeutic and technological advances in cardiology have enabled the survival of people affected by coronary artery disease. Techniques for coronary artery bypass grafting (CABG) without the use of cardiopulmonary bypass (CPB) has enabled surgical results, with less systemic damage, lower incidence of clinical complications, a shorter stay in the intensive care room and also in length of stay, generating expectations of better quality of life (QoL) of patients. Objective: To evaluate and compare the self-perceived quality of life in patients with multivessel coronary artery disease with stable angina and preserved ventricular function randomized for CABG with or without cardiopulmonary bypass during the twelve months period. Methods: The generic questionnaire of QoL Medical Outcomes Study 36-Item Short-Form Health Survey (SF-36) and demographic profile questionnaire were applied on 202 patients randomized for one of the two surgical techniques options at baseline, 6 and 12 months follow-up. Results: Between January 2002 and December 2006, 105 and 97 patients were submitted to surgery without cardiopulmonary bypass or with cardiopulmonary bypass, respectively. The demographic, clinical, laboratory and angiographic characteristics were similar in both groups. The assessment of quality of life showed similarity in both groups regarding to physical and mental components, showing improvement in all 8 subscales domain of the SF-36 across the follow-up. Additionally, analyzing the frequency of improvement in each dimension at 12 months, stratified by the type of technical surgery, we found the off-pump surgery was an independent marker of improvement in overall health status. Patients underwent surgery without CPB had two-fold increase risk of improvement in health status. In addition, no interaction was found between surgical technique and gender. Regarding to return to work after surgery, higher number of patients on offpump group was observed compared to on-pump group. Conclusion: Regardless of surgical technique used, comparable improved perception of quality of life in all dimensions was observed after six months follow-up lasting until the end of the study.

The aim of this thesis is an engineering design of plunger pump with linear motor. This type of pump is used especially for blood pumping in heart surgery. The theoretical part is focused on distribution of pumps, description of extracorporeal circuit and booster heart history. There are basic calculations derived, which describe plunger pump performance. Then varied designs of plunger pumps follows, which are differed in size, shape and application. Next part includes design of reverse valves and their CFD computation.

This thesis deals with study and design of plunger pump with linear motor. This pump can be used for blood pumping in heart surgery. The theoretical part of this thesis is focused on description of extracorporeal circuit, heart boosters and artificial heart. This thesis provides an overview of check valves which are used in heart surgery too. Basic equitations for pump design are derived and calculated in this thesis. The pump design and manufacturing by the 3D technology was made by previous results. Finally, in this thesis are compared theoretical results and experimental data.