Vuosittain tehdään yli 51 miljoonaa kirurgista toimenpidettä. Verenvuodon tehokas hallinta on välttämätöntä verenvuodon hemostaasin aikaansaamiseksi kirurgisten toimenpiteiden aikana, jotta saadaan positiivisia tuloksia. Ihmisen luonnollisen hemostaasiprosessin aikana tapahtuu tromboottinen reaktio, johon liittyy monimutkainen vuorovaikutus hyytymis- ja fibrinolyyttisten tekijöiden sekä verihiutaleiden ja verisuonen seinämän välillä endoteelivaurioon. Hemostaasiin kuuluu kaksi vaihetta. Ensisijainen vaihe on soluvaihe, joka alkaa endoteelivauriosta. Seuraavaksi verenkierto hidastuu vasokonstriktion avulla. Verisuonten supistumista seuraa tulehdusta aiheuttavien verihiutaleiden tarttuminen ja verihiutaleita ja fibrinogeeniä sisältävän löyhän aggregaattitulpan muodostuminen. Toisessa vaiheessa pehmeä tulppa stabiloituu hyytymän muodostumisen myötä. Verihiutaleet, jotka ylläpitävät verisuonten supistumista ja verenkierron vähenemistä serotoniinin ja tromboksaanin vapautumisen kautta, helpottavat tätä vaihetta. Hyytymiskaskadi muuttaa plasman liukoisen fibrinogeenin liukenemattomaksi fibriiniksi trombiinin avulla. Samalla käynnistyy fibriinimonomeerien ristisilloittuminen, jonka tuloksena muodostuu stabiili hyytymä muuntamalla tekijä XIII tekijäksi XIIIa.

Kun kirurgit huolehtivat nopeasta hemostaasista, odotetaan seuraavia hyötyjä: lyhyempi leikkausaika, verensiirtotarpeen väheneminen, antikoaguloidun potilaan parempi hoito ja potilaan toipumisaika yleisesti ottaen paranee.

Hemostaattisia aineita, tiivistysaineita ja liima-aineita hyödynnetään hemostaasien parantamiseen, ja ne tuovat monia hyötyjä verisuonisairauksien leikkauksessa. Hemostaasin merkitys on kiihdyttänyt uusien aineiden, kuten hapetetun regeneroidun selluloosan (ORC), sian gelatiinin, naudan kollageenin, polysakkaridipallojen ja trombiinin, kehittämistä. Näiden aineiden vaikutusmekanismit, kemiallinen rakenne, helppokäyttöisyys, tarttuvuus märkiin tai kuiviin kudoksiin, immunogeenisuus ja kustannukset vaihtelevat melko paljon. Hemostaattiset aineet luokitellaan pääasiassa kolmeen tyyppiin: hemostaatit, tiivisteet ja liimat. Lisäksi hemostaatit jaetaan mekaanisiin, aktiivisiin ja virtaaviin hemostaatteihin. Tiivisteitä ovat fibriini- ja synteettiset tiivisteet. Liimat jaotellaan syanoakrylaattiin tai albumiiniin ja glutaraldehydiin.

1. Hemostaatit

a. Mekaaniset

Mekaanisia aineita (joita kutsutaan myös passiivisiksi aineiksi) pidetään yleensä tehokkaimpina pieniin verenvuotomääriin, ja ne luovat esteen, joka pysäyttää veren virtauksen, ja pinnan, joka sallii veren hyytymisen nopeammin. Näitä mekaanisia hemostaattisia aineita on hyödynnetty verisuonikirurgiassa yli 50 vuotta. 1900-luvun alussa hemostaasia ylläpidettiin puristimilla, klipseillä, ompeleilla, kauterisaatiolla tai suoralla puristuksella. Viime aikoina on kehitetty uusia mekaanisia aineita, kuten gelatiinia, kollageenia ja ORC-materiaaleja verisuonikirurgiaan.

• Gelatiini: Gelatiini tunnetaan hydrokolloidina, joka valmistetaan vaahdoksi muunnetun sikapohjaisen kollageenin osittaisesta happohydrolyysistä ja kuivataan sitten. Sitä esiintyy sieni- ja jauhemuodossa. Vaikka sitä voidaan käyttää yksinään, sitä voidaan käyttää myös yhdessä paikallisen trombiinin kanssa. Gelatiinilla on kyky imeä verta 40 kertaa painonsa verran ja se saattaa suurentua jopa 200 % alkuperäisestä koostaan. Kuiva sieni on mahdollista leikata minkä tahansa kokoiseksi ja minkä tahansa muotoiseksi. Se on levitettävä kuivana tai se on levitettävä suoraan verenvuotokohtaan yhdellä painalluksella. Gelatiini voidaan jättää paikalleen, ja sen imeytymisaika on 4-6 viikkoa. Sitä ei voida käyttää verisuonensisäisesti, koska siihen liittyy joitakin turvallisuusongelmia, kuten ”ylikuumeneminen”, kun sitä käytetään pienille alueille.
• Kollageeni: Kollageenihemostaatit valmistetaan naudan ihosta. Jotta ne tarjoaisivat matriisin hyytymän muodostumiselle ja lisäisivät verihiutaleiden aggregaatiota, degranulaatiota ja hyytymistekijöiden vapautumista, ne ovat tiukasti sidottuja veren pintaan ja lisäävät siten entisestään hyytymän muodostumista. Se on erittäin tehokas potilailla, joilla on alhainen verihiutaleiden määrä, ja se on myös tehokas valtimoverenvuodon hallinnassa. Vaikka se on kalliimpaa kuin sian gelatiini, hemostaasi saavutetaan 1-5 minuutissa. Se voidaan helposti poistaa huuhtelemalla ja imemällä. Se vähentää uusintaverenvuotoa ja useiden käyttökertojen tarvetta. Kun se jätetään paikalleen, sen odotetaan imeytyvän 8-10 viikossa. Naudan kollageenin suurimmat ongelmat ovat turvotus ja allerginen reaktio. Siksi ei ole suositeltavaa käyttää kollageenihemostaatteja alueilla, joihin ne voivat aiheuttaa painetta. Naudan kollageenia ei tule käyttää potilaille, joilla on herkkyyttä ja allergiaa naudan alkuperää oleville materiaaleille.
• Hapetettu regeneroitu selluloosa: ORC-tuotteet on valmistettu kasviperäisestä alfa-selluloosasta. Niitä voi olla yksittäisinä tai monikerroksisina levyinä, imeytyvänä neuloksena ja ne voivat olla pieni- tai suuritiheyksisiä. Niitä säilytetään huoneenlämmössä, ne ovat käyttövalmiita ja niillä on kyky imeä verta 7-10 kertaa sen paino. Ne toimivat luontaisella tavalla, joka johtaa kosketukseen ja verihiutaleiden aktivoitumiseen. Kun ne imeytyvät, syntyy hyytelömäistä massaa ja ne edistävät hyytymistä. ORC-hemostaatteja käytetään pääasiassa kapillaari-, laskimo- ja pienen valtimoverenvuodon hallintaan. Ne on käytettävä kuivina. Niiden imeytymisaika on 4-8 viikkoa. Niitä ei suositella käytettäväksi suljetuilla alueilla tai suurista valtimoista aiheutuvaan verenvuotoon turvotusvaaran vuoksi.

b. Aktiiviset

Aktiiviset hemostaatit sisältävät trombiini-entsyymin, joka katalysoi fibrinogeenin muuttumista fibriiniksi, joka on veren hyytymisen viimeinen osa. FDA hyväksyi paikallisesti käytettävän trombiini-entsyymin käytettäväksi leikkauksissa hemostaasin aikaansaamiseksi 1970-luvun lopulla. Sen jälkeen trombiinia on puhdistettu naudan, ihmisen ja rekombinanttilähteistä. Ensimmäinen käytetty trombiini oli naudan alkuperää, mutta sen käyttö on hankalaa, koska siinä muodostuu vasta-aineita, jotka reagoivat ristiin ihmisen hyytymistekijöiden kanssa. Tämän riskin pienentämiseksi käytetään ihmisen trombiinia ja geeliytymissieniä. Toisaalta ihmisen trombiinin käyttö on riskialtista, koska se voi johtaa veren välityksellä tarttuvien taudinaiheuttajien siirtymiseen.

c. Virtauskelpoiset

Tämä luokka voidaan jakaa edelleen kahteen luokkaan: sianlihasta valmistetut gelatiinituotteet (siihen voidaan yhdistää kolme trombiinia: naudan, ihmisen tai rh-trombiini) ja naudan kollageenituotteet, jotka on pakattu ihmisen plasmatrombiinin kanssa. Virtaavat hemostaatit tunnetaan hemostaateista tehokkaimpana.

2. Tiivisteet

a. Fibriinitiivisteet

Fibriinitiivisteet valmistetaan ihmisen ja/tai eläinten verituotteista, jotka jäljittelevät hyytymiskaskadin viimeistä osaa hyytymän muodostumisen aikana. Pakastekuivattu hyytymisproteiinin (esim. fibrinogeenin) ja trombiinin yhdistelmä on erillisissä injektiopulloissa. Ne ovat vuorovaikutuksessa muodostaen vakaan hyytymän käytön aikana. Fibriinitiivisteen valmistaminen ja käyttö on hieman monimutkaista. Fibrinogeeni liukenee veteen, mutta trombiini liukenee laimeaan CaCl2-liuokseen. Seuraavaksi nämä kaksi liuosta siirretään kaksipiippuisiin ruiskuihin, jotta molempien liuosten yhdistäminen on helpompaa, kun niitä käytetään. Joissakin tiivisteissä on kaksi lisäkomponenttia: ihmisen veritekijä XIII ja aprotiniini, jotka estävät verihyytymää vahingoittavia entsyymejä.

Joidenkin tutkimusten mukaan ne vaikuttavat positiivisesti leikkaustuloksiin. Tärkeimmät fibriinitiivisteiden edut ovat alhainen infektioiden määrä, lyhyempi leikkausaika ja verenhukan väheneminen.

b. Synteettiset tiivisteaineet

Synteettiset tiivisteaineet sisältävät polyetyleeniglykoli (PEG) polymeerejä ja vähintään yhtä muuta ainesosaa. Nämä aineet tunnetaan biologisesti hajoavina aineina, jotka toimivat sekä nestesulku- että hemostaattisina aineina. Ne muodostavat nopeasti adhesiivisen sidoksen ja hajoavat 1-6 viikossa. Synteettiset tiivisteaineet ovat kalliimpia kuin muut hemostaattiset aineet.

3. Liimattavat hemostaattiset aineet

Liimautuvia hemostaattisia aineita käytetään pääasiassa sydän- ja verisuonikirurgiassa osana tyypillisiä hemostaattisia toimenpiteitä.

a. Syanoakrylaatti

Syanoakrylaatit vaativat pienen määrän kosteutta vaikuttaakseen adheesioon, vaikka useimmat liimat vaativat kosteuden haihtumista. Koska se aiheuttaa voimakkaan tulehdusreaktion, kun sitä levitetään muille kuin ihopinnoille, sitä käytettiin viime aikoihin asti ulkoisesti. Syanoakrylaattien tärkein kirurginen käyttötarkoitus oli ihoviiltojen sulkeminen. Syanoakrylaatteja on käytetty suonikohjujen hoitoon yli 20 vuoden ajan. Sitä hyödynnettiin ensimmäisen kerran endoskooppisissa suonensisäisissä injektioissa peptisten varikoosien hoitoon.

b. Albumiini ja glutaraldehydi

Albumiini- ja glutaraldehydikudosliimaa on hyödynnetty tukihoitona suurten verisuonten hemostaasissa. Se kiinnittyy voimakkaasti kudokseen 2-3 minuutissa erinomaisella lujuudella. Aortan seinämän erottavien kerrosten tiivistämisen helpottamiseksi sitä hyödynnetään pääasiassa monimutkaisissa sydämen korjauksissa (esim. aortan aneurysman dissektio)

.