CEC_8aula

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Circulação Extracórporea
Dra. Giovana Weber Hoss
Biomedicina
Florianópolis – Maio, 2020
Fístula da artéria 
coronária – Grupo 5
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Fístula da artéria coronária
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Artéria coronária se comunica com alguma
cavidade cardíaca, como ventrículo
esquerdo, ou vaso como artéria pulmonar ou
seio coronário.
Manifestação clínica variável:
Como não manifestar sintomas,
Isquemia miocárdica
Insuficiência cardíaca congestiva.
A evolução da doença pode levar à dilatação
aneurismática da artéria coronária.
O tratamento pode ser realizado por cateterismo cardíaco com fechamento por 
balão destacável;
Tratamento cirúrgico deve ser sempre considerado, levando-se em conta:
Magnitude da fístula,
Grau de isquemia miocárdica
Risco de rotura da artéria
Risco de endocardite infecciosa e doenças associadas. 
A correção cirúrgica busca o fechamento distal da fístula. 
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Fístula da artéria coronária
Materais e 
Biocompatibilidade
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Materais e Biocompatibilidade
A célula endotelial é a única 
superfície não trombogênica 
conhecida;
Tal atributo é conseqüência de 
processos metabólicos especiais, 
impossíveis de serem 
reproduzidos por qualquer 
material inerte.
Durante a CEC o sangue circula por 
um conjunto de elementos como 
oxigenadores, tubos, reservatórios, 
filtros e conectores, com os quais 
tem contato íntimo e prolongado. 
Os materiais que entram em 
contato com o sangue ou outros 
tecidos, devem ser criteriosamente 
escolhidos e testados.
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“
As superfícies sintéticas ativam o fator XII, plaquetas e leucócitos. 
A ativação do fator XII e a liberação de substâncias pró-coagulantes dos 
leucócitos ativa a cascata da coagulação do sangue. 
As plaquetas ativadas, aceleram algumas etapas da cascata da 
coagulação, pela liberação de fosfolipídeos da sua membrana. 
A conseqüência da ativação celular e do fator XII do sistema de 
coagulação é uma reação inflamatória generalizada do organismo que 
pode cursar com discrasias sanguíneas, edema generalizado, 
insuficiência pulmonar e óbito. 
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Materais e Biocompatibilidade
Devem ser:
• Resistentes aos impactos - evitar roturas ou fraturas durante o uso,
• Não devem reagir quimicamente com os componentes do sangue
• Não devem liberar resíduos químicos na corrente sanguínea; 
• Não devem apresentar variações importantes de resistência ou de consistência quando 
expostos ao calor ou ao frio.
• Coeficiente de absorção de água muito baixo ou nulo - impermeáveis à água e também 
aos gases, exceto no caso das membranas usadas nos oxigenadores. 
• As superfícies dos materiais com as quais o sangue entra em contato devem ser polidas 
ou muito lisas e apresentar potencial de cargas elétricas negativas para diminuir a 
formação de grumos celulares.
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Nos primórdios da CEC - materiais selecionados por experimentação animal / tentativas e 
erros. O vidro e a borracha, dentre os materiais disponíveis, foram considerados como 
atóxicos e pouco traumáticos ao sangue.
O alumínio, usado inicialmente, foi abandonado, em virtude da sua toxicidade. 
Aço inoxidável foi utilizado com sucesso, para a fabricação de diversos componentes. Usado 
até hoje, para componentes reaproveitáveis dos circuitos, como conectores e cânulas.
Com o progresso da química fina, foram desenvolvidos diversos materiais plásticos e 
polímeros orgânicos, como o polietileno, poliuretano, metacrilatos, policarbonatos, resinas 
de epoxi e silicones. 
Materais e Biocompatibilidade
Materais e Biocompatibilidade
As peças devem ter 
bordas arredondadas 
ou boleadas, sem 
arestas vivas e sem 
recessos onde bolhas 
gasosas, grumos 
celulares ou fibrina 
possam ser 
acumulados.
Diversos métodos são 
utilizados para o teste 
dos materiais:
Avaliação das 
propriedades físicas e 
mecânicas dos 
materiais;
Avaliação da 
compatibilidade dos 
materiais com o sangue 
e os tecidos biológicos.
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Testes mecânicos e físicos
Os testes mecânicos e físicos avaliam:
■ resistência dos materiais, 
■ dureza,
■ resistência à corrosão,
■ durabilidade, 
■ estabilidade térmica, 
■ natureza da superfície
■ suas cargas elétricas, 
■ flexibilidade e elasticidade,
■ porosidade e impermeabilidade,
■ suscetibilidade à ação dos adesivos ou colas para a união de diferentes partes ou 
diferentes materiais.
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Testes hematológicos e biológicos
Quais parâmetros hematológicos podem 
ser testados para avaliar se um produto é 
biocompatível?
Os métodos hematológicos visam: 
estabelecer a existência e a extensão de 
alterações do sangue causadas pelo 
contato com o material. Os principais 
indicadores são:
■ Retardo da coagulação do sangue não 
heparinizado, 
■ Liberação de hemoglobina das 
hemácias, 
■ Contagem das plaquetas e dos 
leucócitos, estudo das proteinas 
plasmáticas,
■ Estudo dos fatores da coagulação.
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Testes hematológicos e biológicos
Que testes / experimentos podemos usar para avaliar se um produto é biocompatível, 
para avaliar presença e o grau de toxicidade dos materiais para os tecidos?
a) Implante de fragmentos do material em animais de experimentação;
b) Perfusão do coração isolado com soluções contendo extratos do material 
ou a utilização de circuitos construídos do material em estudo;
c) Culturas de bactérias e de tecidos, em meio contendo fragmentos do 
material.
d) Alternativas a e c estão corretas.
e) Alternativas a, b e c estão corretas.
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Pontas de cânulas, aspiradores, 
e conectores - aço inoxidável 
elevada resistência à corrosão, 
adequada maleabilidade 
mecânica, flexibilidade, 
elevada inércia bioquímica, 
facilmente limpo e esterilizado 
por métodos químicos e 
térmicos. 
Tubos para os roletes - borracha
de silicone, PVC, poliuretano ou 
tubos de tygon (cloreto de polivinil) -
devem ser flexíveis, levemente 
elásticos, manter condições padrão 
após ação de forças deformadoras e 
trocas de calor.
Tubos do circuito - PVC – são 
claros e transparentes, tem 
memória, elasticidade, dureza, 
rigidez, inércia química, 
tolerância à esterilização, 
superfícies polidas e repelem a 
água
Peças e Materais Biocompatíveis
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Oxigenadores, reservatórios, 
filtros e conectores – plásticos 
duros - policarbonato,
o polietileno, poliuretano, 
tetrafluoroetileno
(teflon), alguns metacrilatos,
silicones e resinas de epoxi.
Muitos dos materiais 
plásticos são
termolábeis e não 
resistem à
esterilização pelo 
calor, sendo 
esterilizados por 
agentes químicos, 
como o óxido de 
etileno.
Membranas– diversos materiais plásticos 
podem ser manufaturados em lâminas 
delgadas, com porosidade controlada e 
servem para a construção das 
membranas usadas na oxigenação 
artificial. 
Silicone, o téflon e o polipropileno. 
Peças e Materais Biocompatíveis
Porções da Máquina 
coração-pulmão artificial
Oxigenadores
Na oxigenação natural, em 
condições normais e de repouso, 
circulam cerca de 5 a 6 L/min de 
sangue pelo leito capilar 
pulmonar. 
Durante o exercício, quando as 
necessidades de oxigênio 
aumentam consideravelmente, os 
pulmões tem capacidade de 
oxigenar até 30 L/min.
Os sistemas de oxigenação 
artificial não tem idêntica 
capacidade de oxigenação ou 
reserva. 
Mas as necessidades de oxigênio 
durante a cirurgia, equivalem às 
do indivíduo em repouso 
absoluto, os oxigenadores são 
capazes de suprí-las 
integralmente.
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Oxigenadores e Reservatórios
Oxigenadores - aparelhos usados em CEC para fazer as trocas 
gasosas, ou seja, introduzir o oxigênio no sangue e eliminar o gás 
carbônico, produto final do metabolismo do organismo. 
Os oxigenadores diferem entre sí, fundamentalmente, pela forma 
como o oxigênio é oferecido ao sangue para combinação com a 
hemoglobina.
a. Oxigenadores em que há contato direto entre o gás e o sangue. 
Este tipo inclui os oxigenadores de películas (telas, cilindros e 
discos) e os oxigenadores de bolhas. 
b. Oxigenadores sem interface direta com o gás – oxigenadores de 
membranas .
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1. Capaz de oxigenar até 5 a 6 L/min de sangue venoso, com uma 
saturação entre 95 e 100%;2. Capaz de remover CO2 em quantidades apropriadas, evitando a sua 
retenção (acidose respiratória) ou a sua eliminação excessiva (alcalose 
respiratória), mantendo uma tensão parcial no sangue (pCO2) 
compatível com a temperatura e o nível do metabolismo existente;
3. Grande capacidade de trocas gasosas, para permitir a sua operação com 
um pequeno volume de perfusato;
4. Os fenômenos mecânicos para as trocas gasosas devem ser 
suficientemente delicados para evitar a destruição dos elementos 
figurados do sangue ou a desnaturação das proteinas plasmáticas 
(incluem-se os fatores de coagulação);
Oxigenador “ideal”
5. Construção simples e segura, para permitir a oxigenação adequada por 
longos períodos de tempo;
6. Fácil e rápido de montar e operar;
7. Mínima ou nula tendência à formação de microêmbolos (gás, grumos 
celulares ou fibrina);
8. O mais completo possível, evitando aparelhos adicionais ou accessórios 
para aprimorar as suas funções intrínsecas;
9. Deve ser construido com materiais atóxicos, quimicamente inertes, 
biocompatíveis e resistentes aos choques acidentais e às alterações da 
temperatura do seu conteúdo;
10. Deve ter acoplado em seu corpo um eficiente sistema de termo-
regulação (permutador térmico).
Oxigenador “ideal”
Oxigenadores de bolhas
São os mais antigos. 
O oxigênio é dispersado no 
interior de uma coluna do 
sangue, em microjatos, que 
produzem bolhas. As trocas 
gasosas se processam na 
superfície das bolhas. 
Os componentes dos 
oxigenadores de bolhas, são: 
a.câmara de oxigenação; 
b. câmara de desborbulhamento;
c. reservatório arterial, 
d. permutador de calor
Oxigenadores de 
membranas
São os mais modernos. 
Membrana semi-permeável 
que separa o sangue do 
oxigênio e as trocas gasosas 
são feitas por difusão dos 
gases através a membrana 
ou através de poros 
existenes nas membranas. 
Simulamas trocas gasosas 
que ocorrem nos pulmões
Oxigenadores
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“
Nos Estados Unidos da América do Norte, no ano de 1983, os oxigenadores 
de bolhas foram usados em 75% das operações realizadas; em 1990, 91% 
dos oxigenadores utilizados foram de mebranas.
Nos dias atuais, os oxigenadores de membranas são usados em todos os 
casos. 
Essa mesma tendência ocorreu na Europa e demais continentes, com 
maior ou menor velocidade, dependendo, essencialmente, da redução dos 
custos das membranas.
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Oxigenador de Membranas
Reduzir os inconvenientes e o traumatismo da oxigenação artificial do 
sangue pelos oxigenadores de bolhas - método de oxigenação artificial o 
mais semelhante possível à oxigenação natural.
O primeiro uso clínico com sucesso, de um oxigenador de membranas foi 
publicado em 1958, por Clowes e Neville. 
A passagem dos gases através da membrana depende do tipo de material de 
que a membrana é constituida, da sua espessura e porosidade.
Diversos materiais foram utilizados para a construção das membranas, 
como: celofane, polietileno, teflon (politetrafluoroetileno), silicone e 
polipropileno. 
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Qual é mais eficiente? A diferença de pressão de um gás, 
entre os dois lados de uma 
membrana é a principal força 
física que impulsiona o gás
através da membrana. 
Qual a diferença de pressão na 
membrana? 
Sangue venoso:
PO2 de 30 mmHg 
PCO2 de 45 mmHg 
X 
Oxigênio puro - PO2 de 760 
mmHg
Controle de oxigenação
Iniciar a perfusão com relação 1:1 
entre fluxo de gás e fluxo arterial;
Gás com concentração de oxigênio 
de 60-80% (FiO2 = 0,6 - 0,8);
Logo após estabilizada a perfusão, 
deve-se analisar os valores de PO2 
e PCO2;
Os ajustes devem ser feitos em 
pequenas alterações de ± 5% na 
concentração de oxigênio e de ±
10% no fluxo do gás.
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Após qualquer alteração na ventilação 
do oxigenador, os gases arteriais devem 
ser analisados.
Obrigada
Dúvidas?
giovana.weber@gmail.com
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