基于离子交换树脂技术的区域性枸橼酸抗凝在高血流体外循环中的可行性研究

本研究针对高血流体外循环（500 mL/min）中传统区域性枸橼酸抗凝（RCA）技术因枸橼酸清除不足导致的代谢紊乱问题，开发了一种创新性离子交换树脂（i-ER）辅助的RCA系统。通过猪模型实验证实，该技术可在60分钟内有效维持体外循环抗凝（KH-TEG显示R>60 min），同时避免系统性枸橼酸蓄积（清除效率初期达93.8%），为ECMO等高风险治疗提供了无肝素抗凝新策略。

　　

在重症医学领域，体外循环治疗如连续性肾脏替代治疗（CRRT）和体外膜肺氧合（ECMO）依赖抗凝技术防止血栓形成，但系统性肝素抗凝伴随致命出血风险。区域性枸橼酸抗凝（RCA）虽能局部抑制凝血，却因机体代谢枸橼酸能力有限（通常仅支持<200 mL/min血流）导致酸中毒、低钙血症等并发症。如何突破血流限制并避免代谢紊乱，成为临床亟待解决的难题。

米兰大学附属医院的研究团队在《Intensive Care Medicine Experimental》发表了一项突破性研究，设计了一种整合离子交换树脂（i-ER）的闭环体外循环系统。该系统通过串联阴/阳离子交换树脂，在猪模型中实现了500 mL/min高血流的区域性抗凝：枸橼酸在血液入口（P1）将离子钙（iCa）降至0.24 mmol/L（p<0.001），血栓弹力图（KH-TEG）显示全程无凝血（MA=0 mm），同时树脂对枸橼酸的清除效率初期达93.8%。尽管树脂效能随时间递减（2小时降至48.3%），但前60分钟关键窗口期未出现显著代谢异常（动脉pH<7.55，iCa>1.0 mmol/L）。

关键技术包括：（1）定制体外循环装置，含串联血液滤器（FX800）和i-ER模块（PMB 101-3树脂）；（2）闭环透析液系统（HDF 1500 mL/min）结合气体陷阱；（3）Kaolin-Heparinase血栓弹力图（KH-TEG）评估抗凝效果；（4）动态监测电解质及枸橼酸浓度（Sigma Aldrich试剂盒）。实验选用6只健康雌猪（41.0±3.1 kg），在全身肝素化（ACT>300 s）背景下进行2小时验证。

主要结果

1. 抗凝效能：KH-TEG显示体外循环全程无凝血（P1/P9位点R>60 min），而动脉血凝血功能正常（MA 71.70 mm）。iCa在P1位点从1.38 mmol/L骤降至0.24 mmol/L（p<0.001），证实局部抗凝成功。
2. 代谢影响：前60分钟电解质稳定（Na⁺ 138.2→135.3 mmol/L），但后期出现枸橼酸蓄积（动脉浓度3.60 mmol/L）和代碱（pH 7.55）。
3. 树脂效率：枸橼酸清除率从93.8%（15分钟）降至48.3%（2小时），与树脂饱和相关（p<0.001）。

结论与意义
该研究首次证实i-ER辅助RCA可安全应用于高血流体外循环，突破传统CRRT的血流限制，为ECCO₂R等需高流量支持的疗法提供了无肝素抗凝方案。尽管树脂饱和问题仍需优化（如动态更换策略），但60分钟的有效窗口已能满足多数临床场景。未来可探索其在肝衰竭（枸橼酸代谢障碍）患者中的应用潜力，或与呼吸支持技术联用以降低出血风险。