体外循环中微塑料的隐匿风险：生成机制与临床干预策略

本文聚焦体外循环(ECC)系统中微/纳米塑料(MNPs)的生成问题，研究者通过对比滚压泵与离心泵、传统CPB与微创体外循环(MiECC)系统，鉴定出20种MP颗粒特征。该研究首次量化了心脏手术中MNPs的医源性暴露风险，为开发抗降解材料及MNPs清除技术提供了关键依据，对心血管疾病潜在致病机制研究具有重要启示。

　　

在当代医疗实践中，塑料制品已成为不可或缺的组成部分，尤其在体外生命支持领域。每年全球4亿吨的塑料产量预计将在205年翻番，这些材料的化学稳定性——源于强聚合物键、疏水性和晶体结构——在保障医疗安全的同时，也埋下了健康隐患。微米级(5mm-1μm)和纳米级(<1μm)塑料颗粒(MNPs)已普遍存在于空气、水源和食物链中，甚至在人类大脑、胎盘等重要器官中被检出。更令人担忧的是，最新临床研究发现颈动脉斑块中聚乙烯浓度达21.7±24.5μg/mg的患者，其心肌梗死、卒中或全因死亡风险显著升高。

德国弗莱堡大学医疗中心的Friedhelm Beyersdorf教授团队在《Interdisciplinary CardioVascular and Thoracic Surgery》发表评论，针对英国赫尔大学Green等学者的创新研究进行深度解读。该研究首次系统评估了心肺转流术(CPB)中MNPs的生成情况，采用对比实验设计分析不同泵体类型（滚压泵vs离心泵）和循环系统（传统CPB vs MiECC），结合空白对照排除环境干扰，通过显微形貌分析和化学表征鉴定颗粒特性。

【研究方法与技术路径】
研究团队建立标准化体外循环模型，采集来自临床手术的258例样本队列，运用显微光谱联用技术定量分析颗粒负荷。通过设置手术室环境空白对照（检测到5,051 MPs/m²/day的背景污染），采用聚合物指纹识别区分内源性生成与环境污染颗粒。实验重点关注1mm-1μm尺寸范围的MPs，同步记录20类颗粒的长度、宽度、形状和颜色参数。

【关键研究发现】

1. 泵体类型差异：离心泵系统表现出与滚压泵不同的MP释放特征，提示流体剪切力是颗粒脱落的重要诱因。
2. 系统设计影响：微创体外循环(MiECC)较传统CPB系统显示出更优的颗粒控制性能，可能与简化管路设计相关。
3. 未检测维度风险：研究证实1μm以上MPs的存在，暗示更小纳米颗粒(<1μm)可能通过血脑屏障却未被现有方法捕获。

【机制探讨与临床启示】
MNPs通过诱导氧化应激和激活炎症通路（包括IL-1β、IL-6、TNF-α等）参与心血管病理过程。动物实验显示聚苯乙烯微粒可致心肌细胞焦亡，这与人类颈动脉斑块中检出聚乙烯的结果形成呼应。特别值得注意的是，痴呆患者脑组织中更高的MNPs蓄积量，揭示了神经退行性疾病的潜在环境致病因素。

【创新解决方案】
研究提出四重干预策略：①开发抗降解生物材料；②应用管腔涂层技术；③优化过滤系统截留效率；④探索酶促降解(PETase)和先进氧化工艺(AOPs)的临床应用。最具革命性的设想是将ECC系统改造为MNPs清除装置，通过改良预充液成分实现治疗性降解。

该研究突破了传统医疗器械安全评估框架，将环境医学概念引入临床实践。尽管单次ECC的MNPs负荷较日常暴露量有限，但对免疫抑制或多次手术等敏感人群可能产生累积效应。未来研究需明确MNPs的器官特异性分布规律，并建立剂量-效应关系模型，这对制定医疗器械安全标准和开发靶向清除技术具有重要指导价值。正如作者强调，将挑战转化为机遇，下一代ECC系统或将成为首个兼具生命支持与环境毒素清除功能的治疗平台。