TEMA 1: LA HISTORIA Y DESARROLLO DEL SOPORTE EXTRACORPÓREO.*
El cirujano John Gibbon elocuentemente describió acerca de la angustia y la impotencia que el sintió, como un joven investigador en 1931 , con la perdida de un paciente joven con embolismo pulmonar. El recuerdo de este único paciente fue lo que dirigió el ímpetu del Dr Gibbon para embarcarse en el esfuerzo dedicado a la propuesta de imitar o reemplazar la función cardiopulmonar normal humana durante una enfermedad aguda que podría salvar vidas. Sin embargo, la notable historia del desarrollo del soporte extracorpóreo puede ser trazado tan atrás como en 1693, con Jean Baptiste Denis realizo experimentos de transfusiones cruzadas de sangre humana con “humores gentiles de cordero” para determinar si la sangre viva podría ser transmitida entre especies.
Benjamin Ward Richardson MD, notable médico y anestesista, condujo experimentos en 1860 usando sangre y oxigeno inyectándolos con una jeringa en el corazón derecho, generando circulación artificial en un modelo animal. Los resultados fueron prometedores, pero limitados por la carencia de anticoagulación, haciendo que Richardson note: “… Infiero que la resucitación (y la circulación artificial)… es un proceso posible, y que demanda sólo los elementos de tiempo, experimentación y paciencia para su desarrollo como un hecho demostrable de la ciencia moderna.” En 1920, el físico ruso Sergei Brukhonenko y colaboradores desarrollaron un sistema de perfusión, llamado el “Autoeyector”, usando pulmones animales extraidos para la oxigenación sanguínea y mas tarde un oxigenador de burbuja, realizaron exitosamente experimentos aislando al corazón.
El Dr. Gibbon comenzó su viaje para avanzar más en el campo de soporte extracorpóreo en humanos en la década de 1930. Colaborando con su esposa Mary de la Escuela de Medicina Jefferson en Filadelfia, el Dr. Gibbon desarrolló un dispositivo tipo roller de pie para el soporte extracorpóreo. La maquina inicial corazón-pulmón de Gibbon era del tamaño de un piano spinetta, que creaban películas delgadas de sangre desoxigenada pasando sobre una pantalla exponiéndose al oxigeno. Veintidós años tendrían que pasar para que Gibbon pueda usar el dispositivo en el teatro operatorio. El 6 de mayo de 1953, se realizo la primera reparación exitosa de un defecto septal atrial con asistencia extracorpórea. En Cecilia Bavolek de 18 años.
Con el tiempo, el soporte extracorpóreo demostró ser factible en entornos fuera de las salas de operaciones. Los primeros intentos en la UCI para el soporte extracorpóreo fueron limitados por la naturaleza de la disponibilidad de dispositivos tipo pulmones artificiales e interfaces gas-sangre, el cual tiende a inducir daño del componente sanguíneo por exposición directa de oxígeno. Los oxigenadores de burbuja (fueron los primeros) no creaban una interface entre sangre y gas, produciéndose hemolisis en horas.
Fig 1. Maquina de ECMO en el primer paciente con ARDS
Los siguientes pasos en el desarrollo del soporte extracorpóreo fueron un testimonio de la colaboración entre los ingenieros biomédicos, fisiólogos, médicos y cirujanos para crear dispositivos que podrían brindar soporte para periodos de tiempo más extensos dentro y fuera de quirófano sin hemolisis masiva ni fuga plasma. Dos innovaciones básicas dirigieron está explosión la invención de la silicona y la habilidad para permitir la exposición prolongada del circuito-sangre con una anticoagulación controlada. El desarrollo de la síntesis de la goma de silicona por Kammermeyer en 1957 revolucionó el pulmón artificial. La silicona posee la fuerza para resistir la presión hidrostática y aún permanecer permeable a la transferencia de gas. Las innovaciones colaborativas, incluyendo al Dr Theodor Kolobow, Al Gazzaniga, Phil Drinker y Robert Barlett fueron pioneros en experimentar con membranas de siliconas que permitían una circulación prolongada. Kolff y Kolobow identificaron independientemente e hicieron avances en el uso de membranas de silicona para el intercambio gaseoso. El uso del oxigenador con membrana de silicona también le acuño el término de “Oxigenación por membrana extracorpórea” (ECMO). El bypass se volvió factible en modelos animales hasta nuestros días.
Bartlett y Drinker también reconoció que los pacientes con cardiopatías en el quirófano necesitaban anticoagulación infinita debida al estancamiento durante la reparación quirúrgica abierta, pero con un flujo circulante a largo plazo, con menor requerimiento de heparina. Ellos mostraban circuitos que podrían ser usado por varios días sin la formación del coágulo o hemorragia. Barlett y Drinker también describió y desarrollo un enfoque de heparina continua y titulando la coagulación a través del tiempo de activación coagulación.
Los beneficios del soporte extracorpóreo durante el procedimiento y recuperación del postoperatorio de la cirugía de cardiopatía congénita alentó a los médicos expandir su uso fuera de la sala de operaciones. Baffes y col fue el primero que reportó el uso del soporte extracorpóreo en su quirófano, seguido por experiencia de otros centros. En 1972, Barlett, Ganizzaga y asociados usaron exitosamente el ECMO por 36 horas en niño de dos años con falla cardiaca seguido de una cirugía de Mustard para la corrección de la transposición de los vasos, subsecuentemente reportaron una serie de casos. Indicaciones en estos pacientes se relacionaba con bajo gasto cardiaco debido a falla ventricular o crisis vasoespástica pulmonar seguido de reparación quirúrgica de las lesiones cardíacas complejas.
Con esta tecnología mejorada, el soporte extracorpóreo se fue extendiendo fuera de la sala de operaciones. El Dr. Hill reportó el primer uso de canulación y uso de circuito extracorpóreo prolongado exitoso en un paciente de una UCI en 1972. El paciente de 24 años con diagnóstico de ruptura síndrome de Distrés respiratorio del adulto post-traumático por un accidente de motocicleta y quien fue apoyado con la membrana pulmonar desarrollada por Morrie Bramson. El paciente recibió soporte venoarterial por 75 horas, con la subsecuente decanulación y sobrevida. Los esfuerzos de soporte de ECMO continuo, aunque las tasas de sobrevida fueron inicialmente pobres.
Por otro lado, el uso de ECLS empezó a usarse en los neonatos. Dorson y White reportaron la experiencia y ensayos de soporte extracorpóreo en pacientes moribundos al final de su vida, demostrando la capacidad del sistema de soporte que provee adecuada oxigenación.
El cirujano Dr Robert Barlett, llamado el padre del soporte extracorpóreo, hizo una decisión terapéutica en 1975 que trajo esta floreciente tecnología a los neonatos con condiciones respiratorias agudas. Frente a la muerte de los infantes por neumonía, por aspiración de meconio y la hipertensión pulmonar resultante. Barlett y sus colegas llevaron un oxigenador ECMO del laboratorio a la UCI neonatal. Un neonato nacido de una madre quien había dado a luz después de cruzar la frontera con Mexico hacia Orange Conty, California, sería el primer paciente. La madre firmo el consentimiento y luego desapareció, dejando a su bebe en el hospital. El staff de enfermería la llamo “Esperanza”. Ella recibió soporte ECMO por 72 horas y luego fue decanulada, con recuperación exitosa del paciente.
Fig 2. Barllet y su experiencia en ECMO
El éxito de Bartlet y su experiencia adicional ayudo al crecimiento y expansión exitosa del uso en neonatos. De tres supervivientes de 16 pacientes tratados por Bartlet y col, los resultados clínicos mejoraron persistentemente, lo cual promovió el interés y la aplicación en la comunidad quirúrgica y de cuidados intensivos. Los trabajos publicados muestran la mejora de los resultados, incremento de la tasa de sobrevida alrededor de 75% para enfermedades neonatales con sólo 10%. De sobrevida.
La expansión del uso de ECMO en neonatos fue contrario al uso clásico de las nuevas intervenciones tecnológicas y medicas, la cual típicamente avanzaban primero en adultos y luego pasaban a los niños. Con el interés creciente, la comunidad medica fue buscando evidencia de alta calidad, los llamados RCT (Estudios randomizados y controlados) de los beneficios del soporte extracorpóreo neonatal frente a las terapias estándares. El Dr. Bartlet y sus colegas en la Universidad de Michigan inicio un RCT ECMO con un giro estadístico intrigante para dar preferencia en un ensayo para una terapia aparentemente superior. Su enfoque “jugar a ganador al azar” inicio con una randomización pero que dio una mayor preferencia basado en el éxito o falla del paciente previo. Durante el estudio, el primer paciente que recibió ECMO sobrevivio. El siguiente paciente , fue randomizado para cuidado estándar, fallecio. La preferencia incremento para el ECMO, por lo que los siguientes 10 pacientes, todos recibieron ECMO, y todos sobrevivieron. (p=0.00000001). El estudio fue publicado en 1985, causando controversia y discusión significativa. Los hallazgos, sin embargo, alentaron el uso creciente del soporte ECMO en neonatos. Los centros que realizaban ECMO crecieron de 18 a 100 centros en los 90. Gracias a los avances tecnológicos, las aplicaciones pediátricas y neonatales del ECMO se comenzaron a volver una practica común.
El RCT grande y deseado que evidencie un resultado beneficioso en ECMO neonatal para hipertensión pulmonar persistente llegó en un estudio realizado en el Reino Unido de 1993 a 1995 que permanece a la fecha como el trial de ECMO más grande. El estudio de Dr David Field , Richard Firmin y col, enrolo 55 centros y aprovecho del sistema médico- ECMO regionalizado, con una randomizacion ya sea para quedarse en el centro de referencia para la terapia estándar o transferir al centro ECMO regional. Una diferencia significativa en la sobrevida (60% en ECMO vs 40% de la terapia estándar, NNT: 3-4) apoyando la superioridad de ECMO en falla respiratoria neonatal, grabando el valor del ECMO en piedra.
1. PROPAGACIÓN GLOBAL DEL ECMO
A pesar de que el estudio perfecto siempre era esquivo , el uso de ECMO en neonatos creció globalmente. El ECMO neonatal sirvió como un modelo de una tecnología medica para el tratamiento de enfermedad y fue útil para la difusión de la tecnología en un workshop de National Institutes of Health en 1990, delineando el aumento meteórico de una idea a un soporte clínicamente aceptado. La diseminación de la información para el ECMO se aceleró con el inicio de las reuniones y redes dedicados a tópicos de ECMO. Múltiples centros nacionales e internacionales han aparecido frecuentemente por el entusiasmo de los médicos y el staff del servicio y siempre con la colaboración de centros más experimentados. En 1983, solo tres instituciones realizaban regularmente ECMO (Medical College of Virginia, Universidad de Michigan y Universidad de Pittsburg) fueron representados en uno de las reuniones. En 1986, 19 instituciones proveían ECMO a neonatos. Una alianza voluntaria surgió en 1989, un comité de gobierno y creó los estatutos de la Organización de Soporte de Vida Extracorpórea (ELSO). Y así presenciaríamos el nacimiento de La ELSO. Su propósito fue tener la información del uso de ECMO, comparando resultados e intercambiar ideas para el óptimo uso de soporte de ECMO. Las reuniones ELSO atrae a múltiples instituciones que presentan su experiencia. El creciente interés en ECMO permitió el desarrollo de una reunión de una semana totalmente dedicado a ECMO dirigido por Dr Billie Short y patrocinado por DC Children`s National Medical Center. La asistencia se amplio por el crecimiento de la experiencia de la comunidad internacional. La comunidad de la experiencia internacional en ECMO también creció con el simposio europeo de soporte extracorpóreo pulmonar en Paris en 19991. Estas reuniones fueron asociados con la fundación de la Organización de soporte de vida extracorpóreo europeo (EESO). En 1994, la conferencia de ECMO internacional representó la primera combinación de la ELSO y la EESO.
ELSO se volvió el epicentro para el desarrollo del pensamiento y la definición de la operación de un Centro ECMO, así como el desarrollo de las guías que podrían ser utilizados para un numero creciente de centros, volviéndose el centro de dirección para los trabajos futuros. Los premios de excelencia para los centros ELSO fueron desarrollados para proveer el reconocimiento a los centros que siguen las recomendaciones ELSO. Los premios de excelencia han recibido el reconocimiento por entidades tales como US News and World Report anual como marcador de calidad institucional.
Los esfuerzos clave de la ELSO incluye la publicación de manuales y libros de texto para ayudar a codificar los enfoques del cuidado ECLS. La necesidad de un texto con un color fue el reconocimiento al conocimiento del ECMO. Dos miembros del comité ejecutivo, los Dres Robert Arensman y Deven Cornish, editaron la primera edición de este libro conocido como Libro rojo, en 1992. El libro rojo ha entrado en su 5ta edición en 2016 como una colaboración de expertos de la comunidad global de ECMO.
Un elemento critico de la propagación de la tecnología del ECMO fue el desarrollo de la base de datos estandarizada internacional de pacientes para realizar un seguimiento de los resultados y proveer la evaluación de las indicaciones y resultados e una población grande, una enorme mejora de la tradicional experiencia de series de casos. Esta base de datos inicial, la cual se llamo con el tiempo el registro ELSO, permitió a las instituciones participantes registrar y comparar los resultados con los centros nacionales e internacionales. El registro internacional ELSO pasó de 80 centros en 1990 a 467 centros activos en 2016 y alrededor de 350 centros contribuyen con la información. Desde su inicio a la fecha en 2017, se han registrado alrededor de 86 000 pacientes y proporcionó información de cientos de publicaciones e incontables pedidos de centros buscando la experiencia en el uso de ECMO. El registro es el mayor repositorio de información sobre soporte extracorpóreo en el mundo y es considerado el gold standard para reportar en EEUU y los resultados internacionales ECLS. El pico de uso del ECMO neonatal fue en 1992 con 1500 casos anuales. El desarrollo de las nuevas terapias adicionales como el oxido nítrico, ha contribuido a disminuir el. Numero de requerimientos de ECMO para los neonatos.
Los esfuerzos para usar el ECMO ha incrementado para la falla cardiaca y respiratoria pediátrica con el éxito del ECMO neonatal y su disponibilidad creciente en diferentes centros. Una variedad de serie de casos soporto la eficacia del ECMO en falla respiratoria pediátrica. Sin embargo, el relativamente bajo numero de pacientes pediátricos adecuados para ECMO en todo el país impidió un estudio definitivo. Feckler & Heulitt intentaron Un RCT multicentrico en 1990, pero fue detenido por dificultades en el enrolamiento y menor mortalidad que la esperada en la población de estudio. En ausencia de RCT pediátrico, el mejor estudios caso control demostró una mejoría de los resultados asociados con el uso de ECMO. A la fecha, no hay RCT pediátrico en el horizonte. Los esfuerzos en pediatría se enfocan en delinear el tiempo optimo y las indicaciones para el soporte, estirando las indicaciones pediátricas y determinar las relaciones entre centros, numero de pacientes y resultados.
*TOMADO Y TRADUCIDO DEL LIBRO ROJO DE SOPORTE EXTRACORPÓREO (ECLS) DE ELSO -2018
