Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)1719910.18786/2072-0505-2024-52-001ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleDel Nido versus cold crystalloid cardioplegia for myocardial protection during ventricular septal defect repair in children under one year of age: a prospective randomized trialСравнение эффективности кровяной кардиоплегии по del Nido и фармакохолодовой кристаллоидной кардиоплегии в защите миокарда при коррекции дефекта межжелудочковой перегородки у детей первого года жизни: проспективное рандомизированное исследованиеhttps://orcid.org/0000-0001-7165-9134LazarkovPetr V.ЛазарьковПетр Владимирович
Russian Federation

Postgraduate Student, Chair of Hospital Therapy and Cardiology, Faculty of General Medicine; Cardiovascular Surgeon

аспирант кафедры госпитальной терапии и кардиологии лечебного факультета; врач сердечно-сосудистый хирург

pvlazarkov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7097-8771OrekhovaEkaterina N.ОреховаЕкатерина Николаевна
Russian Federation

MD, PhD, Associate Professor, Chair of Hospital Therapy and Cardiology, Faculty of General Medicine

д-р мед. наук, доцент кафедры госпитальной терапии и кардиологии лечебного факультета

ekaterinaorehova@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-0112KhlynovaOlga V.ХлыноваОльга Витальевна
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Corr. Member of Russ. Acad. Sci., Head of Chair of Hospital Therapy and Cardiology, Faculty of General Medicine

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН, заведующая кафедрой госпитальной терапии и кардиологии лечебного факультета

olgakhlynova@mail.ruAcademician Ye.A. Wagner Perm State Medical UniversityФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» Минздрава РоссииFederal Center for Cardiovascular Surgery named after S.G. SukhanovФГБУ «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии имени С.Г. Суханова» Минздрава России (г. Пермь)2802202422042024521190901202411032024Copyright ©; 2024, Lazarkov P.V., Orekhova E.N., Khlynova O.V.Copyright ©; 2024, Лазарьков П.В., Орехова Е.Н., Хлынова О.В.2024Lazarkov P.V., Orekhova E.N., Khlynova O.V.Лазарьков П.В., Орехова Е.Н., Хлынова О.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/17199

Rationale: The choice of strategy for myocardial protection during procedures with cardiopulmonary bypass and cardioplegic arrest in children is not regulated by clinical guidelines due to insufficient data from clinical studies. The issue of methods to assess myocardial injury remains unresolved.

Aim: To assess the frequency and specifics of the development of intraoperative myocardial injury syndrome in children of the first year of life with ventricular septal defect depending on the strategy for cardioplegia.

Materials and methods: In a single center, prospective, randomized controlled trial we compared two cardioplegia strategies during surgical closure of ventricular septal defect in infants aged from 1 to 12 months: del Nido blood cardioplegia (n = 102) and cold crystalloid cardioplegia with Custodiol solution (n = 102). The primary endpoint was a persistent over 10-fold increase above the upper limit of the normal in the plasma concentration of high-sensitivity troponin I at 6 hours after surgery persisting after 24 hours. The secondary combined endpoint was myocardial damage verified by persistent increase in troponin I level more than 10-fold above the upper limit of the normal, persisting at 6 and 24 hours, accompanied by new pathological Q waves, acute complete left bundle branch block, abnormalities of the end part of the ventricular complex on the electrocardiography (ST segment elevation > 1 mm or ST depression of > 1 mm in more than 2 adjacent leads), and a decrease in the global longitudinal strain of the left ventricle by 50% from the initial value at 6 hours after surgery.

Results: In 53/204 (26%) patients, the increase in troponin I persisted at 24 hours after the surgery and was associated with electrocardiography abnormalities, changes in the parameters of left ventricle longitudinal mechanics, and in some cases required greater inotropic support. By the end of the 1st postoperative 24 hours, the longitudinal strain of the left ventricle showed more negative changes over time in the Custodiol group compared to that in the del Nido group (-10 [-14.1; -6.27] versus -14.8 [- 16.5; -10]%; p < 0.0001). The same was true for the left ventricle global strain rate (-0.71 [-0.9; -0.52] s-1 in the del Nido group and -0.57 [-0.760; - 0.44] s-1 in the Custodiol group; p = 0.0049). The primary endpoint was achieved by 21 (20.6%) and 55 (53.9%) patients in the del Nido and Custodiol groups, respectively (p = 0.032). The combined endpoint in the Custodiol group was achieved by 34 (33.3%) versus 19 (18.6%) patients in the del Nido group (p = 0.049, χ2 = 3.875, DF = 1, φ = 0.191).

Conclusion: Del Nido blood cardioplegia compared to cold crystalloid cardioplegia with Custodiol has advantages in terms of preventing intraoperative myocardial damage and minimizing its severity. When assessing myocardial damage, such indicators as left ventricle global longitudinal strain and left ventricle global strain rate are informative, along with an increase in the troponin I level.

Обоснование. Выбор стратегии защиты миокарда при операциях с использованием искусственного кровообращения и остановки сердца у детей не регламентирован клиническими рекомендациями в связи с недостаточностью данных, полученных в ходе клинических исследований. Нерешенным остается и вопрос методов оценки миокардиального повреждения.

Цель – оценить частоту и особенности развития синдрома интраоперационного миокардиального повреждения у детей первого года жизни с дефектом межжелудочковой перегородки в зависимости от кардиоплегической стратегии.

Материал и методы. В рамках одноцентрового проспективного рандомизированного контролируемого исследования сравнивались две стратегии кардиоплегии при хирургическом закрытии дефекта межжелудочковой перегородки у детей в возрасте от 1 до 12 месяцев: кровяная кардиоплегия по del Nido (n = 102) и фармакохолодовая кристаллоидная кардиоплегия раствором Кустодиол (n = 102). В качестве первичной конечной точки использовали повышение концентрации в плазме крови высокочувствительного тропонина I через 6 часов после операции более чем в 10 раз от верхней границы нормы, сохраняющееся через 24 часа. Вторичная комбинированная конечная точка – верификация миокардиального повреждения: стойкое повышение уровня тропонина I более чем в 10 раз от верхней границы нормы, сохраняющееся через 6 и 24 часа и сопровождающееся появлением патологических зубцов Q, остро возникшая полная блокада левой ножки пучка Гиса, изменения конечной части желудочкового комплекса на электрокардиограмме в виде элевации сегмента ST > 1 мм или депрессии сегмента SТ > 1 мм более чем в 2 смежных отведениях, снижение глобальной продольной деформации левого желудочка (GLS) при эхокардиографии на 50% от исходного значения через 6 часов после операции.

Результаты. У 53 из 204 (26%) пациентов повышение тропонина I сохранялось через сутки после операции, сопровождалось изменениями на электрокардиограмме, изменениями параметров продольной механики левого желудочка и в ряде случаев требовало большей инотропной поддержки. К концу первых послеоперационных суток параметр GLS показал более негативную динамику в группе «Кустодиол» по сравнению с группой “del Nido” (Me [Q1; Q3]: -10 [-14,1; -6,27] против -14,8 [-16,5; -10]%; р < 0,0001), как и скорость деформации (GSR) миокарда левого желудочка (-0,71 [-0,9; -0,52] с-1 в группе “del Nido” и -0,57 [-0,760; -0,44] с-1 в группе «Кустодиол»; р = 0,0049). Первичной конечной точки исследования достигли 21 (20,6%) пациент в группе “del Nido” и 55 (53,9%) пациентов в группе «Кустодиол» (р = 0,032), комбинированной конечной точки – 19 (18,6%) и 34 (33,3%) пациента соответственно (p = 0,049, χ2 = 3,875, DF = 1, φ = 0,191).

Заключение. Использование кровяной кардиоплегии по del Nido по сравнению с фармакохолодовой кристаллоидной кардиоплегией (Кустодиол) имеет преимущества в отношении профилактики интраоперационного миокардиального повреждения и минимизации степени его тяжести. При оценке миокардиального повреждения наряду с повышением уровня тропонина I информативны такие эхокардиографические показатели, как GLS и GSR.

del Nido cardioplegiacold crystalloid cardioplegiaCustodiolmyocardial injuryventricular septal defecttroponin Ileft ventricular global longitudinal strainchildrenкровяная кардиоплегия по del Nidoфармакохолодовая кристаллоидная кардиоплегияКустодиолмиокардиальное повреждениедефект межжелудочковой перегородкитропонин Iглобальная продольная деформация левого желудочкадетиDrury NE, Yim I, Patel AJ, Oswald NK, Chong CR, Stickley J, Jones TJ. Cardioplegia in paediatric cardiac surgery: a systematic review of randomized controlled trials. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2019;28(1):144–150. doi: 10.1093/icvts/ivy199.Kuzibaeva NK, Muzaffarov DB, Tajibaeva ZA. [Structure of congenital heart defects in children]. Medical Newsletter of Vyatka. 2022;3(75):58–65. Russian. doi: 10.24412/2220-7880-2022-3-58-65.Кузибаева НК, Музаффаров ДБ, Таджибаева ЗА. Структура врожденных пороков сердца у детей. Вятский медицинский вестник. 2022;3(75):58–65. doi: 10.24412/2220-7880-2022-3-58-65.Adan A, Eleyan L, Zaidi M, Ashry A, Dhannapuneni R, Harky A. Ventricular septal defect: diagnosis and treatments in the neonates: a systematic review. Cardiol Young. 2021;31(5):756–761. doi: 10.1017/S1047951120004576.Hoffman JI, Kaplan S. The incidence of congenital heart disease. J Am Coll Cardiol. 2002;39(12):1890–1900. doi: 10.1016/s0735-1097(02)01886-7.Bradić J, Andjić M, Novaković J, Jeremić N, Jakovljević V. Cardioplegia in Open Heart Surgery: Age Matters. J Clin Med. 2023;12(4):1698. doi: 10.3390/jcm12041698.Froese NR, Sett SS, Mock T, Krahn GE. Does troponin-I measurement predict low cardiac output syndrome following cardiac surgery in children? Crit Care Resusc. 2009;11(2):116–121.Su JA, Kumar SR, Mahmoud H, Bowdish ME, Toubat O, Wood JC, Kung GC. Postoperative Serum Troponin Trends in Infants Undergoing Cardiac Surgery. Semin Thorac Cardiovasc Surg. 2019;31(2):244–251. doi: 10.1053/j.semtcvs.2018.08.010.Devereaux PJ, Lamy A, Chan MTV, Allard RV, Lomivorotov VV, Landoni G, Zheng H, Paparella D, McGillion MH, Belley-Côté EP, Parlow JL, Underwood MJ, Wang CY, Dvirnik N, Abubakirov M, Fominskiy E, Choi S, Fremes S, Monaco F, Urrútia G, Maestre M, Hajjar LA, Hillis GS, Mills NL, Margari V, Mills JD, Billing JS, Methangkool E, Polanczyk CA, Sant'Anna R, Shukevich D, Conen D, Kavsak PA, McQueen MJ, Brady K, Spence J, Le Manach Y, Mian R, Lee SF, Bangdiwala SI, Hussain S, Borges FK, Pettit S, Vincent J, Guyatt GH, Yusuf S, Alpert JS, White HD, Whitlock RP; VISION Cardiac Surgery Investigators. High-Sensitivity Troponin I after Cardiac Surgery and 30-Day Mortality. N Engl J Med. 2022;386(9):827–836. doi: 10.1056/NEJMoa2000803.Kotby AA, Abd Al Aziz MM, Husseiny AH, Al-Fahham MM. Detection of Early Myocardial Injury in Children with Ventricular Septal Defect Using Cardiac Troponin I and Two-Dimensional Speckle Tracking Echocardiography. Pediatr Cardiol. 2020;41(8):1548–1558. doi: 10.1007/s00246-020-02410-2.Aly D, Madan N, Kuzava L, Samrany A, Parthiban A. Comprehensive evaluation of left ventricular deformation using speckle tracking echocardiography in normal children: comparison of three-dimensional and two-dimensional approaches. Cardiovasc Ultrasound. 2022;20(1):3. doi: 10.1186/s12947-022-00273-6.Veeram Reddy SR, Du W, Zilberman MV. Left ventricular mechanical synchrony and global systolic function in pediatric patients late after ventricular septal defect patch closure: a three-dimensional echocardiographic study. Congenit Heart Dis. 2009;4(6):454–458. doi: 10.1111/j.1747-0803.2009.00332.x.Uglova YeV, Nartsissova GP, Kniazkova LG, Lomivorotov VN, Gorbatykh YuN, Sinelnikov YuS, Naberukhin YuL. [Clinical/biochemical aspects of myocardium protection efficiency during major surgery of congenital heart diseases in infants]. Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2011;(1):41–48. Russian.Углова ЕВ, Нарциссова ГП, Князькова ЛГ, Ломиворотов ВН, Горбатых ЮН, Синельников ЮС, Наберухин ЮЛ. Клинико-биохимические аспекты эффективности защиты миокарда при радикальной коррекции врожденных пороков сердца у пациентов первого года жизни. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2011;(1):41–48.Panigrahi D, Roychowdhury S, Guhabiswas R, Rupert E, Das M, Narayan P. Myocardial protection following del Nido cardioplegia in pediatric cardiac surgery. Asian Cardiovasc Thorac Ann. 2018;26(4):267–272. doi: 10.1177/0218492318773589.Kazanskaya G.M., Uglova YeV, Lomivorotov VV, Volkov AM, Shunkin AV, Karaskov AM. [Ultrastructural features of coronary microvessel endothelium when repairing congenital heart disease in infants and 1 to 3 year-old children]. Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2010;(1):13–20. Russian.Казанская ГМ, Углова ЕВ, Ломиворотов ВВ, Волков АМ, Шунькин АВ, Караськов АМ. Особенности ультраструктуры эндотелия коронарных микрососудов при хирургической коррекции врожденного порока сердца у детей первого года жизни и в возрасте одного-трех лет. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2010;(1):13–20.Istomin TA, Kurapeev IS, Mihaleva YB, Suborov EV, Domanskaya IA, Vasilieva GN. [Custodiol cardioplegia: which protocol to prefer?]. Herald of North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov. 2017;9(3):32–39. Russian. doi: 10.17816/mechnikov20179332-39.Истомин ТА, Курапеев ИС, Михалева ЮБ, Суборов ЕВ, Доманская ИА, Васильева ГН. Кардиоплегия раствором «Кустодиол»: какому протоколу отдать предпочтение? Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2017;9(3):32–39. doi: 10.17816/mechnikov20179332-39.Arslan A, Sezgin A, Gultekin B, Ozkan S, Akay T, Uguz E, Tasdelen A, Aslamaci S. Low-dose histidine-tryptophan-ketoglutarate solution for myocardial protection. Transplant Proc. 2005;37(7):3219–3222. doi: 10.1016/j.transproceed.2005.08.020.Lopez L, Colan SD, Frommelt PC, Ensing GJ, Kendall K, Younoszai AK, Lai WW, Geva T. Recommendations for quantification methods during the performance of a pediatric echocardiogram: a report from the Pediatric Measurements Writing Group of the American Society of Echocardiography Pediatric and Congenital Heart Disease Council. J Am Soc Echocardiogr. 2010;23(5):465–495; quiz 576–577. doi: 10.1016/j.echo.2010.03.019.Mavroudis C, Backer C, Jacobs JP, Anderson RH. Chapter 17: Ventricular Septal Defect. In: Mavroudis C, Backer CL, Idriss RF, editors. Pediatric Cardiac Surgery. 4th ed. Wiley Blackwell; 2023. р. 334–349.Gaies MG, Jeffries HE, Niebler RA, Pasquali SK, Donohue JE, Yu S, Gall C, Rice TB, Thiagarajan RR. Vasoactive-inotropic score is associated with outcome after infant cardiac surgery: an analysis from the Pediatric Cardiac Critical Care Consortium and Virtual PICU System Registries. Pediatr Crit Care Med. 2014;15(6):529–537. doi: 10.1097/PCC.0000000000000153.Bubnov VA, Chernyak BB. [Blood cardioplegia in heart surgery in conditions of cardiopulmonary bypass – literary review]. Journal of New Medical Technologies. 2011;18(3):226–230. Russian.Бубнов ВА, Черняк ББ. Кровяная кардиоплегия во время операций на сердце в условиях искусственного кровообращения – обзор литературы. Вестник новых медицинских технологий. 2011;18(3):226–230.Adamson GT, Arunamata A, Tacy TA, Silverman NH, Ma M, Maskatia SA, Punn R. Postoperative Recovery of Left Ventricular Function following Repair of Large Ventricular Septal Defects in Infants. J Am Soc Echocardiogr. 2020;33(3):368–377. doi: 10.1016/j.echo.2019.10.003.Uglova YeV, Larionov PM, Lomivorotov VN, Gorbatykh YuN, Sinelnikov YuS, Afanasiev IS, Mandrik MM. [Comparative assessment of methods for myocardium protection with analysis of cardiocytes DNA lesions in infants]. Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2009;(2):30–33. Russian.Углова ЕВ, Ларионов ПМ, Ломиворотов ВН, Горбатых ЮН, Синельников ЮС, Шунькин АВ, Афанасьев ИС, Мандрик ММ. Сравнительная оценка методов защиты миокарда с анализом повреждения ДНК кардиоцитов у детей первого года жизни. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2009;(2):30–33.Bonapace S, Onorati F, Molon G. Troponin I after Cardiac Surgery and 30-Day Mortality. N Engl J Med. 2022;386(24):2342–2343. doi: 10.1056/NEJMc2204552.Gardner MM, Wang Y, Himebauch AS, Conlon TW, Graham K, Morgan RW, Feng R, Berg RA, Yehya N, Mercer-Rosa L, Topjian AA. Impaired echocardiographic left ventricular global longitudinal strain after pediatric cardiac arrest children is associated with mortality. Resuscitation. 2023;191:109936. doi: 10.1016/j.resuscitation.2023.109936.Lazarkov PV, Orekhova ЕN, Khovaeva Y, Belov VА, Soloviev ОV. [Possibilities of predicting early postoperative complications after surgical correction in infants of the first year of life with ventricular septal defect]. Perm Medical Journal. 2024;40(6):74–89. Russian. doi: 10.17816/pmj40674-89.Лазарьков ПВ, Орехова ЕН, Ховаева ЯБ, Белов ВА, Соловьев ОВ. Возможности прогнозирования осложнений в раннем послеоперационном периоде после хирургической коррекции порока у детей первого года жизни с дефектом межжелудочковой перегородки. Пермский медицинский журнал. 2024;40(6):74–89. doi: 10.17816/pmj40674-89.