Asistencia Pulmonar ECMO

A pesar de las mejoras en las técnicas de soporte de ventilación, las estrategias de protección pulmonar y la aplicación de un nuevo tratamiento de soporte, el síndrome de dificultad respiratoria aguda sigue teniendo una alta tasa de mortalidad. Muchas estrategias y tratamientos para este síndrome han sido investigados en los últimos años. Sin embargo, la única medida terapéutica que ha demostrado sistemáticamente que puede mejorar la supervivencia es la ventilación protectora pulmonar de bajo volumen. Por lo tanto, el uso de un volumen corriente bajo previene el daño pulmonar adicional por la misma ventilación mecánica que es esencial para el soporte vital. En este contexto, el uso de sistemas de asistencia pulmonar extracorpórea se considera como un tratamiento de rescate para su uso en casos extremos. Por otro lado, podría ser un método complementario potencialmente útil para una estrategia de ventilación ultraprotectora, es decir, utilizando volúmenes corrientes aún más bajos. Los sistemas de asistencia pulmonar extracorpórea actualmente disponibles se describen en este artículo, incluidos los sistemas de alto flujo como la oxigenación de membrana extracorpórea tradicional, los sistemas de eliminación de CO2 (asistencia pulmonar intervencionista o iLA, con o sin bombas centrífugas asociadas) y el nuevo flujo bajo y menos invasivo sistemas en desarrollo.

¿Cómo funciona la asistencia pulmonar?

La ventilación mecánica es una herramienta fundamental para la atención crítica de pacientes con insuficiencia respiratoria aguda. A pesar de la eficacia de este método de soporte vital, la ventilación mecánica no está exenta de complicaciones. La sobredistensión y el colapso cíclico y la reapertura de las unidades alveolares dañan la barrera alveolar-capilar, lo que dificulta el intercambio de gases y la mecánica pulmonar. La ventilación causa traumatismo por presión, cambios en el volumen y una respuesta inflamatoria local y sistémica que contribuye al daño pulmonar. Este tipo de lesión es especialmente relevante en el síndrome de dificultad respiratoria del adulto (SDRA). Los pacientes con SDRA generalmente presentan insuficiencia respiratoria devastadora y daño severo a la mecánica ventilatoria. En 1994, una conferencia de consenso (The American-European Consensus Conference on ARDS) condujo al establecimiento de una definición de lesión pulmonar aguda (ALI) y ARDS.1 ARDS se define de acuerdo con los siguientes criterios: (a) relación: parcial presión de oxígeno / fracción de oxígeno inspirado (PaO2 / FiO2) <200; (b) infiltrados alveolares bilaterales en la radiografía de tórax, y (c) ausencia de signos clínicos de insuficiencia cardíaca izquierda o presión capilar pulmonar <18 mm Hg. Aquellos pacientes con los mismos criterios pero PaO2 / FiO2 <300 fueron identificados como ALI (lesión pulmonar aguda). Este síndrome se ha asociado con daño directo al parénquima pulmonar (neumonía, aspiración gástrica, ahogamiento, embolia grasa o líquido amniótico, trauma, inhalación de humos tóxicos y daño causado por ventilación) y con daño indirecto debido a una respuesta inflamatoria (sepsis , pancreatitis, shock y transfusión, entre otros).

En las primeras etapas del SDRA, los cambios de permeabilidad conducen a edema y extravasación de células inflamatorias, lo que causa alteraciones en la difusión de gases y la relación ventilación-perfusión, que se traduce clínicamente como hipoxemia3-5. La respuesta celular inflamatoria, atelectasia difusa y edema reduce la distensibilidad pulmonar, lo que dificulta la ventilación mecánica.

Los cambios pulmonares tienen un inicio repentino después de la exposición a factores de riesgo y son muy persistentes. La magnitud y la gravedad de la insuficiencia respiratoria generalmente requieren el inicio del soporte ventilatorio invasivo como método principal de soporte vital si el tratamiento de la afección causal no es rápido y eficiente.

Los avances en las estrategias de ventilación han sido clave para mejorar la supervivencia. La estrategia más consolidada y ampliamente respaldada por la evidencia científica es la ventilación de protección pulmonar. Esta estrategia se basa en el uso de un volumen corriente bajo, alrededor de 6 ml / kg de peso corporal ideal, que permite un cierto nivel de hipercapnia y garantiza presiones de pausa en las vías respiratorias por debajo de 35 o 30 cm H2O. A pesar de esta optimización en la forma en que se aplica la ventilación mecánica en estos pacientes y otros tratamientos de rescate que se han probado, 8–10 la tasa de mortalidad por SDRA continúa siendo muy alta, situándose alrededor del 40% en varios estudios observacionales diversos 5, 11 y en un extenso metanálisis reciente12. Las causas de muerte por esta afección son shock séptico, insuficiencia cardíaca (derecha: agravada por insuficiencia o estenosis pulmonar) e insuficiencia multiorgánica y lesión cerebral2,11.

Se han probado varios tratamientos, estrategias y medidas adyuvantes en las últimas décadas, la mayoría de los cuales han fallado sistemáticamente, sin un aumento significativo en la supervivencia (como el óxido nítrico, acostado en decúbito prono, tratamientos antiinflamatorios, ventilación de alta frecuencia, líquido ventilación, tensioactivos y muchos otros). El único procedimiento que ha logrado avances significativos ha sido la mejora en las estrategias de ventilación mecánica. Estos avances, que actualmente son el tratamiento estándar para la ventilación mecánica en pacientes con SDRA, todavía se están instalando lentamente en la práctica clínica. Esta estrategia se conoce como ventilación de protección pulmonar y se combina con el uso de PEEP moderada-alta. Las tasas de mortalidad con estas modificaciones en algunos estudios se reducen en un 40% –31% .10,13

Mientras tanto, limitar la ventilación alveolar puede provocar hipercapnia y acidosis que pueden volverse incontrolables, y las alteraciones graves en la mecánica pulmonar pueden limitar la estrategia de protección pulmonar. Estas dificultades son la razón por la cual el SDRA se considera como el paradigma de la ventilación difícil.

Durante los últimos años, se han desarrollado varios métodos para limitar el daño pulmonar causado por la ventilación mediante el uso de ventilación prácticamente “estática”, lo que permite la reparación de los pulmones.

La aparición de dispositivos extracorpóreos con diferentes características, como la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO), dispositivos de eliminación de CO2 y otros métodos recientemente diseñados abre la puerta a protocolos aún más extremos para la ventilación de protección pulmonar, al mismo tiempo que evita los riesgos asociados y inconvenientes tales como hipercapnia extrema, acidosis incontrolable y alteraciones hemodinámicas que con frecuencia están presentes en pacientes con SDRA grave.

Como tal, este tipo de dispositivo permite su uso con un doble objetivo: 1) realizar una ventilación protectora extrema con un volumen corriente muy reducido, disminuyendo el daño pulmonar asociado con la VM, y 2) mejorar el intercambio de gases en situaciones extremas en qué ventilación mecánica convencional es incapaz de soportar adecuadamente esta función.

Durante el soporte con ECMo es importante evaluar con ultrasonido la función ventricular izquierda y derecha, par excluir la presencia de trombos y para determinar si existe mejoria de la insuficiencia cardiaca

ECMO y la membrana de asistencia pulmonar intervencionista (iLA) son los dispositivos más ampliamente desarrollados como opciones de tratamiento complementarias. Estos sistemas de asistencia respiratoria extracorpórea y de bajo flujo / menos invasivos en la fase de desarrollo se describen en detalle, así como la aplicación de estos tratamientos no convencionales en el contexto del SDRA que es refractario al tratamiento.

Oxigenación de membrana extracorpórea:

La oxigenación por ECMO se ha desarrollado en pacientes que son refractarios al soporte ventilatorio convencional.

ECMO es capaz de mantener el intercambio de gases mediante el uso de un oxigenador externo que asegura el suministro de oxígeno y la eliminación adecuada de CO2 sin la necesidad de causar daño ventilatorio al sistema respiratorio que ya ha sido lesionado por la enfermedad subyacente. Dependiendo de la situación clínica del paciente y las indicaciones para el caso, la ECMO se puede aplicar utilizando un enfoque veno-venoso (VV) o un enfoque veno-arterial (VA). En ambos casos, el volumen de sangre se drena a través de un circuito extracorpóreo a una bomba centrípeta, que luego lo dirige a un oxigenador de membrana, generando así un intercambio de gases sin necesidad de participación del circuito pulmonar. Por lo tanto, mientras el paciente está en Asistencia Pulmonar ECMO, los parámetros de ventilación pueden reducirse sustancialmente más allá de los requisitos normales para mantener la homeostasis y la función pulmonar, minimizando el daño inducido por la ventilación y manteniendo la función del órgano.

Se ha adquirido una amplia experiencia en la aplicación de ECMO en pacientes pediátricos y neonatales. Los mejores resultados clínicos se han logrado en esta población. La experiencia pediátrica con ECMO actualmente involucra a decenas de miles de pacientes con altas tasas de supervivencia, incluso superando el 70% en centros de referencia experimentados.14 Sin embargo, cuando se trata a adultos, este tipo de apoyo puede ser complejo, exigente y costoso, con poca evidencia. de su eficacia real y experiencia limitada. En un registro internacional de pacientes tratados con ECMO en 2005, solo 1909 eran adultos, lo que representa menos del 5% del total.

De hecho La Asistencia Pulmonar ECMO se considera una medida desesperada en pacientes adultos con SDRA. El alto costo, la dificultad y la complejidad de monitorear dicho sistema, así como la necesidad de personal altamente preparado para administrarlo, explican su uso poco frecuente en adultos. Además, no existía evidencia clara de que en realidad aumentara la supervivencia hasta el estudio CESAR.

Un ensayo prospectivo aleatorizado con ECMO en pacientes con SDRA que es refractario al tratamiento convencional redujo el entusiasmo inicial en torno a este tipo de tratamiento. Zapol y col. demostró que no se observó una mayor tasa de supervivencia en el grupo de pacientes tratados con ECMO con respecto al grupo que recibió tratamiento convencional, y ambos grupos presentaron una tasa de mortalidad muy alta (90% y 91%). Este estudio clásico fue antes del advenimiento de la ventilación con protección pulmonar, por lo que los resultados son difíciles de extrapolar a nuestra situación actual.18 A pesar de estas limitaciones, fue posible demostrar una mejora inicial en el intercambio de gases en el grupo ECMO. Morris y col. publicó otro estudio aleatorizado que comparó pacientes tratados con ventilación y ECMO versus pacientes tratados con solo ventilación, obteniendo una tasa de supervivencia similar en ambos grupos.19 Sin embargo, la tecnología ECMO utilizada en estos estudios fue muy diferente de la empleada actualmente, por lo que estos resultados, tampoco puede extrapolarse a aquellos que podrían obtenerse en la actualidad.

La Asistencia Pulmonar ECMO proporciona un intercambio de gases mejorado en pulmones gravemente dañados, lo que permite disminuir los parámetros de ventilación y limita los efectos nocivos del daño inducido por la ventilación. Sin embargo, el argumento más fuerte contra la Asistencia Pulmonar ECMO es que las tasas de supervivencia aumentadas asociadas con esta técnica no se han establecido bien.

Ventilador de membrana de asistencia pulmonar intervencionista

La limitación más importante para ECMO está relacionada con la hemólisis, los problemas de coagulación asociados con el trauma sanguíneo y la hemólisis producida por la bomba de perfusión. Además, la respuesta inflamatoria y las complicaciones técnicas específicas para el procedimiento lo convierten en una opción de alto riesgo y alto costo24,27.

Kolobov y Gattioni desarrollaron un sistema de eliminación de CO2 utilizando una forma modificada de VV ECMO (ECMO-CO2). Esta alternativa permite la extracción de CO2 a través de cánulas de bajo flujo, pero es mucho menos eficiente en términos de mejorar la oxigenación de la sangre. La oxigenación puede mantenerse utilizando ventilación convencional y presión positiva al final de la inspiración. Con este método, el objetivo es mantener la oxigenación a través de la ventilación mecánica, mientras que el CO2 se elimina a través del circuito extracorpóreo. Este fue el razonamiento de la oxigenación apnea que fue un precursor del ventilador de membrana de asistencia pulmonar intervencionista (iLA, Novalung®).

A pesar de los resultados inicialmente prometedores, 28 un estudio aleatorizado que comparó la ventilación mecánica Asistencia Pulmonar ECMO y la extracción de CO2 no mostró diferencias en las tasas de mortalidad.19 Aun así, este nuevo concepto promovió el desarrollo de dispositivos más simples que son capaces de eliminar CO2 y que permiten para ventilación ultraprotectora, evitando algunos de los riesgos inherentes a ECMO.

Estos dispositivos (iLA) utilizan una derivación AV con una membrana que tiene características similares a las utilizadas en los oxigenadores ECMO, lo que permite una eliminación de CO2 altamente efectiva (fig. 2). Para este fin, es suficiente una circulación aproximada del 30% del gasto cardíaco a través del dispositivo. Esta alternativa reduce la complejidad de la ECMO convencional, al eliminar el depósito venoso, la bomba centrífuga y el puente de emergencia, y al reducir la longitud de todo el circuito. De esta manera, se minimiza el trauma en los elementos sanguíneos, la hemólisis y los problemas de coagulación asociados con la ECMO convencional. Sin embargo, iLA es una opción de tratamiento inadecuada para pacientes hemodinámicamente inestables o con disfunción ventricular, ya que el flujo a través del sistema es producido por el gradiente de presión AV y no utiliza una bomba de propulsión con capacidad de soporte hemodinámico.

Estos dispositivos se desarrollaron inicialmente utilizando modelos animales, proporcionando un intercambio de gases mejorado que permitió una reducción en la presión de las vías respiratorias y el volumen corriente.

El iLA es un dispositivo de baja resistencia diseñado para funcionar con un flujo pulsátil bajo asociado con una membrana de intercambio de alta difusión con una capa de proteínas hidrofílicas y una superficie de intercambio de gases (fig. 2). La sangre es impulsada a través de este dispositivo exclusivamente por la presión sanguínea periférica a través de la derivación AV mediante cánulas percutáneas.