Intravascular Membrane Oxygenation and Carbon Dioxide Removal - A New Application for Permissive Hypercapnia?

Summary

Pressure limited Ventilation or “lung rest” may prevent further exacerbation of acute lung injury from high airway pressures. A therapeutic goal of an intracorporeal oxygenation and carbon dioxide removal device (IVOX) is reduction of airway pressures We noted increased IVOX CO₂ removal as mixed venous CO₂ increased in experimental animals. However, we recognize the limited clinical utility of removing appromately 30% of venous CO₂. Therefore, intentional hypoventilation to limit airway pressures (mild permissive hypercapnia) was used in 5 patients with respiratory failure, and again we noted improved CO₂ removal with increasing mixed venous CO₂ concentrations. Preliminary calculations demonstrate that a CO₂ gradient of approximately 70mm Hg is needed to remove 100ml CO₂/min. The use of more aggressive permissive hypercapnia protocols with IVOX may permit further reduction in airway pressure without problems of severe respiratory acidosis.

Zusammenfassung

Es wird zunächst der intravaskuläre Gasaustauscher (IVOX) in seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise beschrieben. Sodann wird über Tierexperimente an Schafen berichtet, denen eine schwere Lungenverletzung durch Rauchinhalation zugefügt wurde. Mit Hilfe dieses Tiermodells konnte die Effizienz des Gasaustausches mit dem IVOX nachgewiesen werden. Weiter wird die Anwendung des Gerätes an 5 Patienten mit einen “Acute Respiratory Disease Syndrome” (ARDS) geschildert. Die Patienten erfüllten folgende Voraussetzungen: sie waren wenigstens 24 Std. beatmet worden, der P_ao2 betrug ≤ 60mmHg, der F_IO2 ≥ 50% und der PEEP ≥ 10 cm H₂O. Es konnte ein wirksamer Gasaustausch mit dem IVOX erzielt werden, so daß eine Reduzierung der mechanischen Ventilation möglich wurde. Es werden schließlich die Kontraindikationen für die Anwendung des IVOX besprochen.

Key words

Membrane oxygenator - Intracorporeal oxygenation - Intravascular oxygenator