Oxigenación por membrana extracorpórea.

AUTORES

1. Lourdes Esteban Álvaro. Graduada en Enfermería. Hospital Universitario de Guadalajara, Guadalajara, España.
2. Lara Villar Pamplona. Diplomada en Enfermería. Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.
3. Ángela María Guarás Rubio. Diplomada en Enfermería. Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.
4. Lucía Piquer Álvarez. Graduada en Enfermería. Hospital Joan XXIII, Tarragona, España.
5. Cristina Jarén Cubillo. Graduada en Enfermería. Hospital Universitario de Guadalajara, Guadalajara, España.
6. Eva Salmerón Crespo. Graduada en Enfermería. Hospital Universitario de Guadalajara, Guadalajara, España.

RESUMEN

El ECMO (Oxigenación por Membrana Extracorpórea, por sus siglas en inglés) es una técnica médica utilizada para proporcionar soporte vital a pacientes con insuficiencia respiratoria o cardiaca grave. Consiste en la extracción de la sangre del cuerpo, su oxigenación y eliminación del dióxido de carbono mediante una membrana artificial y su posterior reintroducción en el organismo.

El proceso comienza con la colocación de cánulas en grandes vasos sanguíneos, como la vena femoral o la arteria carótida, que están conectadas a una máquina ECMO. La máquina bombea la sangre fuera del cuerpo hacia un oxigenador, donde se enriquece con oxígeno y se elimina el dióxido de carbono. Luego, la sangre oxigenada y purificada se devuelve al cuerpo, restableciendo así la oxigenación y la función cardíaca o pulmonar adecuadas. Se utiliza en situaciones de emergencia cuando otros métodos de soporte respiratorio o cardiovascular, como la ventilación mecánica o la circulación extracorpórea, no son suficientes.

Esta técnica permite aliviar temporalmente la carga sobre los pulmones o el corazón, permitiendo que estos órganos se recuperen mientras el ECMO realiza su función. Sin embargo, el ECMO es una terapia compleja y no está exenta de riesgos, como infecciones, coagulación sanguínea anormal, sangrado y lesiones en los vasos sanguíneos.

PALABRAS CLAVE

Máquina ECMO, oxigenación por membrana extracorpórea, insuficiencia cardíaca e insuficiencia respiratoria.

ABSTRACT

The ECMO (Extracorporeal Membrane Oxygenation) is a medical technique used to provide life support to patients with severe respiratory or cardiac failure. It involves extracting blood from the body, oxygenating it, and removing carbon dioxide using an artificial membrane, before reintroducing it into the body.

The process begins by placing cannulas in major blood vessels, such as the femoral vein or carotid artery, which are connected to an ECMO machine. The machine pumps blood out of the body to an oxygenator, where it is enriched with oxygen and carbon dioxide is eliminated. Then, the oxygenated and purified blood is returned to the body, thereby restoring proper oxygenation and cardiac or pulmonary function. It is used in emergency situations when other methods of respiratory or cardiovascular support, such as mechanical ventilation or extracorporeal circulation, are insufficient.

This technique temporarily relieves the burden on the lungs or heart, allowing these organs to recover while ECMO performs its function. However, ECMO is a complex therapy and is not without risks, such as infections, abnormal blood clotting, bleeding, and blood vessel injuries.

KEY WORDS

ECMO machine, extracorporeal membrane oxygenation, heart failure, and respiratory failure.

DESARROLLO DEL TEMA

El ECMO o intercambio de gases transmembrana extracorpórea utiliza una bomba y un oxigenado para dotar de soporte hemodinámico y/o respiratorio prolongado. Se pueden elegir dos modalidades en función del tipo de paciente que requiera esta máquina; veno venoso para la falla respiratoria o venoarterial cuando exista componente hemodinámico. El ECMO es una evolución de la máquina de perfusión utilizada en cirugía cardíaca, estas técnicas de apoyo cuentan en sus bases históricas el uso de hemoderivado, anticoagulación, perfusión de órganos aislados, y circulación extracorpórea en el quirófano de cirugía cardíaca^1-3.

Esta técnica tiene una larga historia de desarrollo, partiendo con el estudio del aparato circulatorio, transfusiones sanguíneas y circulación extracorpórea en el quirófano. Por ello vamos a desarrollar unos cuantos datos históricos para tener en cuenta³.

Antecedentes históricos que dieron lugar al ECMO:

El médico Jean Baptiste, en la segunda mitad del siglo XVII, realizó la primera transfusión con fines terapéuticos a un ser humano. Esto llevó a que se realizaran numerosos experimentos transfusionales de animales a humanos que conllevaron malos resultados y que llevaron a la prescripción de esta práctica por más de un siglo, hasta 1818, en que James Blandwell realizó la primera transfusión de humano a humano. En 1860 Sir Benjamin Ward Richardson logró reportar sangre en un animal y en 1895 Johann Jacobi diseñó un aparato para perfusión renal que oxigenaba sangre mediante infusión directa de aire ⁽³⁾. El descubrimiento de la heparina se remonta a 1916 y está asignado universalmente a Jay McLean, siendo la heparina el primer anticoagulante de uso clínico que descubrió mientras investigaba los extractos de hígado y corazón de perros para purificar sustancias procoagulantes. Después de que McLean dejara la universidad, su profesor junto con otro alumno, extrajo del hígado de perro otra sustancia diferente a la de McLean que denominó heparina y que se utilizó los primeros años como reactivo de laboratorio para prevenir la coagulación de las muestras de sangre³.

En 1935 se logra fabricar heparina de uso intravenoso y posteriormente al resolver los problemas derivados de la extracción a gran escala y purificación de la materia activa, su uso terapéutico se extendió ⁽³⁾.

A comienzos de los años treinta un joven médico vio morir a una joven por una embolia pulmonar, lo que le hizo plantearse la idea de si hubiera tenido tiempo para solucionar el problema a la paciente si existiera algún artefacto que pudiera bombear y oxigenar sangre. Los siguientes 23 años los dedicó al desarrollo de la máquina corazón pulmón con el soporte técnico de IBM y de su esposa Mary, enfermera, y la primigenia perfusionista. Así en 1953 el doctor Gibbon realiza la primera cirugía a corazón abierto con circulación extracorpórea³.

Muchos son los pioneros que consolidaron la circulación extracorpórea en los 50s. En 1955 Richard inventó el primer oxigenador de burbujas desechable y llegó a ser el principal modelo utilizado en circulación extracorpórea para cirugía cardíaca, hasta bien avanzados los 80s. A pesar de que este hito fue revolucionario para la medicina, el oxigenador de burbujas tiene desventajas. Las microembolias aéreas y la hemólisis son algunas de ellas por lo que es útil para cirugías de pocas horas, pero no para ECMO o apoyo de larga duración. En los 60s se desarrolló el primer pulmón artificial de membrana gracias a una silicona creada en 1957 que resulta altamente resistente a la presión hidrostática, a partir de ahí se reportaron numerosos casos de pacientes sometidos a oxigenación extracorpórea prolongada, pero sin éxito. Y ya fue en 1971 cuando el doctor JD Hill realizó el primer uso de un circuito extracorpóreo para uso prolongado en supervivencia del paciente. Conectó a un joven de 24 años con un distrés respiratorio por politraumatismo y en 1972 Bartlett reportó el primer ECMO cardíaco en un niño post cirugía cardíaca. Robert H. Bartlett considerado en el mundo el padre del ECMO, realizó con éxito un ECMO neonatal en 1975⁽³⁾. En este mismo año se reportaron varios casos de ECMO sobre adultos en insuficiencia respiratoria del adulto, pero con una tasa de supervivencia del 10% en 1979. No fue hasta 2009 cuando se publicó el estudio CESAR en Reino Unido que incluyó 180 pacientes aleatorizados a manejo convencional y a ECMO con más del 40% de sobrevida o incapacidad severa para el grupo convencional y 63% de sobrevida o incapacidad severa para el grupo ECMO. Este año hubo un marcado uso del ECMO en falla respiratoria o falla cardíaca³.

ECMO en la actualidad:

El soporte vital extracorpóreo es uno de los principales dispositivos utilizados hoy en día. Es una modalidad terapéutica que le permite el apoyo temporal en el pulmón y/o insuficiencia cardíaca. La configuración veno venosa de ECMO es la de elección en los casos de insuficiencia respiratoria con función cardíaca preservada. A su vez la configuración venoarterial es la modalidad indicada para proporcionar apoyo cardíaco en casos con función pulmonar preservada o no ⁽⁴⁾. Este sistema de asistencia mecánica circulatoria y respiratoria extracorpórea suele ser de corta duración y su uso no excede más de días o semanas ^(4,5). Es un mecanismo utilizado cuando las medidas terapéuticas médicas o quirúrgicas convencionales ya han llamado, incluyendo el balón intraaórtico de contrapulsación^1,2.

Entendemos entonces por ECMO una forma de soporte temporal pero prolongado de las funciones cardiorrespiratorias en pacientes con enfermedades respiratorias o cardiorrespiratorias reversibles según la enfermedad. Además de utilizarse para sustituir la función respiratoria es imprescindible emplear el ECMO venoarterial, haciendo un cortocircuito al pulmón. La sangre venosa llega desde una cánula colocada en la aurícula derecha a través de la vena yugular interna derecha, devolviéndola al territorio arterial, un vez oxigenada por una segunda cánula en la arteria carótida interna del mismo lado. Sin embargo, cuando el gasto cardíaco está asegurado por el propio paciente y solo es necesario sustituir la función respiratoria se utiliza el ECMO veno venoso. En esa modalidad la sangre venosa procedente del paciente un vez oxigenada es de vuelta de nuevo al territorio venoso, en general, a la aurícula derecha; evitándose así la canulación y ligadura posterior de la arteria carótida. Para esta modalidad veno venosa se pueden utilizar dos cánulas o una cánula; si es de dos cánulas tendrá dos luces, una para la salida de sangre y otra para la entrada^1,2.

Los ECMO disponen de varios componentes en sus sistemas^3,5:

• Circuito: se compone de cánula de drenaje venoso, línea venosa, bomba centrífuga, oxigenador, línea arterial y una segunda cánula de retorno arterial o venosa. Las diferentes compañías dotan a estos componentes de heparina o fosforilcolina para reducir los requerimientos de anticoagulación, las complicaciones hemorrágicas y la reacción inflamatoria.
• Cánulas: El circuito consta de dos cánulas de poliuretano reforzadas con anillos de acero inoxidable que le proporcionan flexibilidad y resistencia de acodamiento, son radiopacas y permiten altos flujos. Su longitud es de 50cm la venosa y 18cm la arterial. Una se conecta a la línea venosa del circuito, recoge la sangre desoxigenada desde una vena, y la otra cánula, se conecta a la línea arterial y la devuelve oxigenada.
• Línea venosa y arterial: Construidas de cloruro de polivinilo. La línea venosa transporta la sangre desoxigenada desde la cánula venosa hasta la bomba centrífuga, y desde ésta al oxigenador. La línea arterial transporta sangre oxigenada en el oxigenador hasta la cánula arterial o una segunda cánula venosa.
• Bomba centrífuga: Es un propulsor provisto de aspas en el interior de un habitáculo plástico. Cuando el propulsor rota genera una presión negativa en la conexión de entrada a la bomba, atrayendo sangre, y una presión positiva en la conexión de salida. Expulsando sangre. Las bombas centrífugas no son oclusivas. Mantienen las revoluciones por minuto constantes, generan un aumento de flujo cuando aumenta la precarga o disminuye la poscarga. Existen dos tipos de bombas: de larga duración, que permiten su uso continuado de 14 días; y las de corta duración o de duración indeterminada que precisan ser cambiadas cada 3-4 días de manera preventiva.
• Oxigenador: Los que se utilizan actualmente en ECMO son de larga duración y están provistos de fibras de polimetilpenteno, impermeables al plasma. Se compone de una fase gaseosa y una fase sanguínea, separadas por una membrana. La ley de Fick es el principio sobre el que se basan los oxigenadores, describiendo así la velocidad a la que los gases se difunden a través de gases, líquidos y sólidos. Y establece que la velocidad de difusión es proporcional al gradiente de presión parcial del gas en la dirección de la difusión.
• Consola: Encargada del control hemodinámico del sistema. Suministrando fuerza electromotriz a la bomba sanguínea y regula su funcionamiento y traduce la información aportada por los sensores en el circuito.
• Mezclador oxígeno- aire: Regula la proporción de oxígeno/aire y el flujo de esta mezcla de gases que entra en la fase gaseosa del oxigenador. El aporte de oxígeno y la eliminación de CO2 es independiente en los oxigenadores de membrana.
• Carro con sistemas de soporte.
• Canulación: Canulación arterial; por la facilidad de su abordaje percutáneo y quirúrgico, la arterial habitualmente escogida es la arteria femoral. Otra opción sería la axilar. Canulación venosa; la vena periférica suele ser la femoral de uno u otro lado. En caso de trombosis puede canalizarse a la vena yugular interna.

Una vez que hemos purgado el sistema, se conectan las dos líneas a las cánulas correspondientes, evitando que entre aire en el circuito. Aquí es cuando se inicia la asistencia. Primero de todo se desocluye la cánula venosa; después de aumentan las revoluciones de la bomba a 1000- 1500 rpm y posteriormente se desocluye progresivamente la cánula arterial, controlando que no se produzca flujo retrógrado^3,5.

Para conseguir un estado de bienestar del paciente debemos infundir de manera endovenosa sedantes, analgésicos y relajantes musculares según las necesidades clínicas del paciente^3,5.

Las complicaciones durante la utilización de un ECMO son frecuentes⁵:

• Hemorragias.
• Tromboembolia.
• Complicaciones relacionadas con la canulación.
• Hipoxia coronaria o cerebral.
• Infecciones.

CONCLUSIONES

• El ECMO (Oxigenación por Membrana Extracorpórea) es una técnica médica avanzada que proporciona soporte vital a pacientes con insuficiencia cardíaca o respiratoria grave.
• Permite la oxigenación y purificación de la sangre fuera del cuerpo a través de una membrana artificial, aliviando temporalmente la carga sobre los pulmones o el corazón.
• El ECMO se utiliza en situaciones de emergencia cuando otros métodos de soporte cardiovascular o respiratorio no son suficientes.
• Es una terapia compleja que conlleva riesgos y complicaciones, como infecciones, coagulación sanguínea anormal y lesiones vasculares.
• El ECMO ha demostrado ser una herramienta valiosa en el manejo de pacientes con insuficiencia cardiaca o respiratoria grave, brindando una oportunidad vital para la recuperación y el tratamiento adecuado en situaciones críticas.

BIBLIOGRAFÍA

1. Fernández-Mondéjar E, Fuset-Cabanes MP, Grau-Carmona T, López-Sánchez M, Peñuelas Ó, Pérez-Vela JL, et al. Empleo de ECMO en UCI. Recomendaciones de la Sociedad Española de Medicina Intensiva Crítica y Unidades Coronarias. Med Intensiva. marzo de 2019;43(2):108-20.
2. Sánchez Luna M, Valls I Soler A, Moreno Hernando J. Oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO). Indicaciones y guías para el contacto con una unidad de ECMO. An Pediatría. 2002;57(1):51-4.
3. Díaz R, Fajardo C, Rufs J. HISTORIA DEL ECMO (OXIGENACIÓN POR MEMBRANA EXTRACORPÓREA O SOPORTE VITAL EXTRACORPÓREO). Rev Médica Clínica Las Condes. 1 de septiembre de 2017;28(5):796-802.
4. Chaves RC de F, Rabello Filho R, Timenetsky KT, Moreira FT, Vilanova LC da S, Bravim B de A, et al. Extracorporeal membrane oxygenation: a literature review. Rev Bras Ter Intensiva. 2019;31(3):410-24.
5. Torregrosa S, Paz Fuset M, Castelló A, Mata D, Heredia T, Bel A, et al. Oxigenación de membrana extracorpórea para soporte cardíaco o respiratorio en adultos. Cir Cardiovasc. 1 de abril de 2009;16(2):163-77.