# Effets de l'hémoadsorption par la membrane oXiris® après chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle

Azrat Ibrahima

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Azrat Ibrahima. Effets de l'hémoadsorption par la membrane oXiris® après chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle. Médecine humaine et pathologie. 2023. dumas-04269557

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# EFFETS DE L'HÉMOADSORPTION PAR LA MEMBRANE OXIRIS® APRÈS CHIRURGIE CARDIAQUE SOUS CIRCULATION EXTRACORPORELLE

THÈSE POUR LE DIPLÔME D'ÉTAT DE DOCTEUR EN MÉDECINE ANESTHÉSIE RÉANIMATION ET MÉDECINE PÉRIOPÉRATOIRE

Présentée et soutenue publiquement

le mercredi 13 septembre 2023

par

Azrat IBRAHIMA

## JURY

Président du Jury : Monsieur le Professeur Hervé DUPONT

Membres du jury :

Monsieur le Professeur Yazine MAHJOUB

Monsieur le Professeur Saïd KAMEL

Monsieur le Professeur Osama ABOU ARAB

Directeur de thèse : Monsieur le Docteur Pierre HUETTE
EFFETS DE L'HÉMOADSORPTION PAR LA
MEMBRANE OXIRIS® APRÈS CHIRURGIE
CARDIAQUE SOUS CIRCULATION
EXTRACORPORELLE

THÈSE POUR LE DIPLÔME D'ÉTAT DE DOCTEUR EN MÉDECINE
ANESTHÉSIE RÉANIMATION ET MÉDECINE PÉRIOPÉRATOIRE

Présentée et soutenue publiquement

le mercredi 13 septembre 2023

par

Azrat IBRAHIMA

JURY

Président du Jury : Monsieur le Professeur Hervé DUPONT

Membres du jury :

Monsieur le Professeur Yazine MAHJOUB

Monsieur le Professeur Saïd KAMEL

Monsieur le Professeur Osama ABOU ARAB

Directeur de thèse : Monsieur le Docteur Pierre HUETTE
A mon Maître et Président du jury,

Monsieur le Professeur Hervé DUPONT

Professeur des Universités-Praticien Hospitalier
(Anesthésie-Réanimation)

Chef de Service d'Anesthésie

Chef de service de Réanimation Polyvalente

Chef du Pôle Anesthésie-Réanimations

Assesseur du Troisième Cycle des Études Médicales UFR de Médecine

Chevalier de l'Ordre des Palmes Académiques

Vous me faites le grand honneur d'accepter la présidence de mon jury de thèse. Je vous remercie
pour la qualité de votre enseignement et votre encadrement.

Veuillez trouver ici l'expression de ma reconnaissance et de mon profond respect.
A mon Maître et Juge,

Monsieur le Professeur Yazine MAHJOUB

Professeur des Universités-Praticien Hospitalier

Anesthésiologie, réanimation, médecine d'urgence

Responsable de l'Unité de Réanimation Cardiaque Thoracique Vasculaire et Respiratoire

Vous me faites l'honneur de juger ce travail. Votre expertise dans la microcirculation constituera
le cœur de la discussion. Je vous remercie pour votre accessibilité, votre humilité, vos précieux
conseils et pour toute la bienveillance dont vous avez fait preuve à mon égard. Ce fut un réel
plaisir de travailler et d'apprendre à vos côtés en réanimation.

Soyez assuré de ma gratitude et de mon profond respect.
A mon Maître et Juge,

Monsieur le Professeur Saïd KAMEL

Professeur des Universités-Praticien Hospitalier

Département de biochimie clinique

Responsable de l'Unité MP3CV du Centre Universitaire de Recherche en Santé (CURS)

Vous me faites l'honneur de juger ce travail et je vous en remercie. Je suis convaincue que vous apporterez un regard critique constructif à ce travail. Je vous remercie également pour votre encadrement lors de mon année-recherche.

Veuillez agréer la marque de mon profond respect.
A mon Maître et Juge,

Monsieur le Professeur Osama ABOU ARAB

Professeur des Universités-Praticien Hospitalier

Anesthésie-Réanimation

Anesthésie-Réanimation Cardiaque Thoracique Vasculaire et Respiratoire

Je suis très honorée de te compter parmi les membres de mon jury de thèse. Je te remercie pour
ton enseignement et ta pédagogie lors de mes premiers pas en réanimation, mais également pour
ton soutien et ta disponibilité tout au long de mon internat et de mon année-recherche, et ce,
malgré un emploi du temps surchargé. Tu es assurément un mentor pour moi. Merci de m'avoir
toujours encouragée à progresser et à me surpasser. Je suis admirative de ton parcours et de ta
force de travail au quotidien.

Sois assuré de ma reconnaissance et de mon profond respect.
A mon Maître et Directeur de thèse,

Monsieur le Docteur Pierre HUETTE

Praticien Hospitalier

Anesthésie-Réanimation

Service de Réanimation Cardiaque Thoracique Vasculaire et Respiratoire

Médecin anesthésiste réanimateur - Clinique Victor Pauchet, Amiens

Ce paragraphe ne suffira pas à exprimer ô combien je te remercie. Merci pour la confiance que
tu m'as accordée pour ce sujet et pour tout le temps que tu as consacré à me guider, m'encadrer,
et m'épauler dans la rédaction de cette thèse. Je te remercie pour ton soutien indéfectible durant
ces trois années d'inclusion non dénuées d'obstacles. Merci pour ton amitié et ta disponibilité
quelle que soit la situation. Je suis reconnaissante de toutes les choses que j'ai pu apprendre en
travaillant à tes côtés. Ta rigueur dans le travail, ta sérénité à toute épreuve, mais aussi ton
humanité sont un exemple pour moi.

Sois assuré de mon admiration et de mon profond respect.
À mes parents, merci pour votre éducation et pour votre soutien constant et sans faille, tout au long de ces années ; merci de vous assurer chaque jour que je dors bien, que je mange bien, que je me couvre bien pour sortir. C'est parce que vous avez une force de travail incroyable que j'en suis arrivée là. Vous êtes mon exemple depuis toujours. Merci pour tout.

À ma sœur Anaïs et son fameux « qui ne tente rien n'a rien » qui a constitué et qui constituera le fil conducteur de ma vie, merci d'être cette confidente toujours disponible et de m'avoir supportée tout au long de ces années, et ce, malgré toutes ces épreuves.

À mes frères Amir, Aziz et Akim, je suis extrêmement fière de notre complicité. Vous êtes mes piliers. Merci d'avoir toujours été là pour moi.

À mon beau-frère Aslam et son mémorable « ça va y aller », merci pour tous tes encouragements surtout au cours de ces 6 derniers mois. Promis, je visiterai La Réunion.

À Sarah et Samira, à notre enfance, à la pérennité de votre joie de vivre, nous avons tant partagé, merci infiniment pour votre soutien inconditionnel toutes ces années.

À ma belle-sœur Nassuria, merci de faire le bonheur de mon frangin au quotidien et de m'avoir fait l'honneur d'être votre témoin de mariage.

À Abdallah, Khaled, Karim et Kassir (le gars le plus gentil du monde), à tous ces moments partagés passés et futurs.

À Tata M et Tata H, merci de m'avoir toujours encouragée.

À Mikaïl, Camil, Médine, Nassim, Leyina, Zaïm, Zahra et Issa et à ceux qui suivront, je suis extrêmement fière d'être votre tata. J'ai hâte de vous voir grandir.

À Salame, ma complice, mon acolyte, mon alliée. A tous nos restos post-examens depuis l'externat. Désolée de t'avoir avoué après tant d'années que les sushis n'étaient pas l'un de mes plats préférés. Tu as toujours été là pour moi, avec ton petit caractère et ta profonde gentillesse.

À Alyson, celle que je connais depuis mon plus jeune âge, merci pour ton soutien indéfectible toutes ces années. Je suis extrêmement fière qu'on ait grandie ensemble.

À Fred et Nelly, les colocs de rêve, pour tous ces bons moments passés ensemble. Fred pour sa grammaire irréprochable qui contraste avec ses expressions incompréhensibles et Nelly pour ses conseils avisés toujours autour d'un petit goûter.

À mes amis du lycée, et notamment Emilie, merci pour votre soutien malgré la distance.
À Sarah et Nour, vous êtes sans doute mes plus belles rencontres au cours de cet internat.

À ma promo 2018, Rima la force tranquille, Hélène, Chloé, Tristan, Fanny, Maxime, Thomas, Paul V, Paul L, Solène, Cécilia, Pierre et Henri. Belle promo n'est-ce pas ?

À la promo 2019, ma brillante promo d'adoption. Hâte de poursuivre avec vous.

Aux plus jeunes promos, à ces bons moments passés et à ceux à venir que ce soit au bloc, en réa ou au bureau du troisième.

À Guillaume, tu resteras à mes yeux le meilleur d'entre nous.

À ma fameuse team de Beauvais, Lucie, Thomas, Victor, Damien et Charlotte.

Aux anesthésistes-réanimateurs avec qui j'ai eu le plaisir de travailler et aux côtés de qui j'ai tant appris et continuerai d'apprendre ce si beau métier. Merci pour votre implication et votre disponibilité. Je vous en suis très reconnaissante.

À Isabelle et Touria, à tous nos fous rires et à ces super-moments passés ensemble, je suis hyper contente de vous avoir rencontrées. Vous êtes de si belles personnes. Ne changez rien.

À Gaëlle, au Pr Bennis et à l'ensemble de l'équipe MP3CV, j'ai eu l'honneur de découvrir la recherche à vos côtés, merci pour votre profonde gentillesse et votre bienveillance.

À la fabuleuse équipe médicale et paramédicale de Réa-CTV-R, mais surtout à Juliette, Clarisse, Pauline, Anaïs, Dom, Julien, Hélène et à toutes celles et ceux qui ont contribué à cette ambitieuse étude.

Aux incroyables perfusionnistes du CHU d'Amiens, Romain, Sylvain, Yann, Anne, Nath et Julien, merci pour votre soutien logistique ayant permis de mener ce projet à terme, merci pour votre investissement et votre amabilité. Je vous en suis extrêmement reconnaissante.

À l'équipe de réanimation de Compiègne avec qui j'ai traversé la première vague COVID.

À l'équipe d'anesthésie de Beauvais aux côtés de qui j'ai fait mes premiers pas en anesthésie.

À tous les IADE du CHU d'Amiens, aux IADE de Saint-Quentin et à l'équipe du CHAM et du SAMU 80 qui m'ont tant appris et avec qui j'ai eu le plaisir de travailler dans la bonne humeur.

À Lénie, Cathy et à toute la super équipe médicale et paramédicale de Marie Lannelongue qui m'ont si bien accueillie.
Table des matières

<table><tr><td>Index des tableaux</td><td>22</td></tr><tr><td>Introduction</td><td>23</td></tr><tr><td>Microcirculation</td><td>23</td></tr><tr><td>Réponse inflammatoire</td><td>24</td></tr><tr><td>Hémoadsorption</td><td>26</td></tr><tr><td>oXiris ®</td><td>27</td></tr><tr><td>Matériel et Méthodes</td><td>29</td></tr><tr><td>Éthique et conception de l'étude</td><td>29</td></tr><tr><td>Population de l'étude</td><td>29</td></tr><tr><td>Intervention (groupe hémoadsorption)</td><td>29</td></tr><tr><td>Mesures spécifiques à l'étude</td><td>30</td></tr><tr><td>Mesure de la microcirculation sublinguale</td><td>31</td></tr><tr><td>Dosage plasmatique des cytokines</td><td>33</td></tr><tr><td>Critères de jugement</td><td>33</td></tr><tr><td>Randomisation</td><td>33</td></tr><tr><td>Analyse statistique</td><td>34</td></tr><tr><td>Résultats</td><td>35</td></tr><tr><td>Diagramme de flux</td><td>35</td></tr><tr><td>Caractéristiques préopératoires et peropératoires de la population de l'étude</td><td>35</td></tr><tr><td>Critère de jugement principal</td><td>35</td></tr><tr><td>Critères de jugement secondaires</td><td>41</td></tr><tr><td>Discussion</td><td>45</td></tr><tr><td>Limites</td><td>50</td></tr><tr><td>Conclusion</td><td>51</td></tr><tr><td>Bibliographie</td><td>52</td></tr><tr><td>Résumé</td><td>57</td></tr><tr><td>Abstract</td><td>58</td></tr></table>
# Liste des abréviations

* **AOMI** : Artériopathie oblitrante des membres inférieurs

* **ARA II** : Antagoniste des récepteurs de l'angiotensine II

* **ASA** : American Society of Anesthesiologists

* **AVC** : Accident vasculaire cérébral

* **AVDS** : Acute vascular distress syndrome

* **BPCO** : Bronchopneumopathie chronique obstructive

* **CEC** : Circulation extracorporelle

* **CHU** : Centre hospitalier universitaire

* **COVID-19** : coronavirus disease 2019

* **CTV-R** : Cardiothoracique vasculaire et respiratoire

* **CVD** : Densité de vaisseaux capillaires

* **DS** : Durée de séjour

* **ECMO** : Extracorporeal membrane oxygenation

* **ECMO VV** : Veno-venous extracorporeal membrane oxygenation

* **E-CRF** : electronic Case Report Form i.e cahier d'observation électronique

* **EER** : Épuration extrarénale

* **FA** : Fibrillation atriale

* **FDA** : Food and Drug Administration

* **FIO2** : Fraction inspirée d'oxygène

* **HI** : Indice d'hétérogénéité

* **HNF** : Héparine non fractionnée

* **HTA** : Hypertension artérielle

* **IEC** : Inhibiteur de l'enzyme de conversion

* **IL** : Interleukine

* **IMC** : Indice de masse corporelle

* **IRA** : Insuffisance rénale aiguë

* **KDIGO** : Kidney Disease Improving Global Outcomes

* **LPS** : Lipopolysaccharide

* **MFI** : Indice de flux microcirculatoire

* **MRC** : Maladie rénale chronique

* **OPS** : Orthogonal polarized spectral

* **PaCO2** : Pression partielle en CO2

* **PAD** : Pression artérielle diastolique

* **PAM** : Pression artérielle moyenne

* **PaO2** : Pression partielle en Oxygène

* **PAS** : Pression artérielle systolique

* **PPV** : Proportion de vaisseaux perfusés parmi les petits vaisseaux

* **PVD** : Densité de vaisseaux perfusés (vaisseaux totaux)

* **ROS** : Espèces réactives de l'oxygène

* **RVA** : Remplacement valvulaire aortique

* **SAOS** : Syndrome d'apnée obstructive du sommeil

* **SIDA** : Syndrome d'immunodéficience acquise

* **SIS** : Syndrome inflammatoire systémique

* **SOFA** : Sepsis-related Organ Failure Assessment

* **SV** : Syndrome Vasoplégique

* **TVD** : Densité de vaisseaux totaux
Index des figures

<table><tr><td>Figure 1</td><td>Anatomie d'un lit capillaire</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 2</td><td>Exemple d'image de microcirculation sublinguale chez un volontaire sain</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 3</td><td>Physiopathologie du SIS post-CEC</td><td>25</td></tr><tr><td>Figure 4</td><td>Conséquences de l'inflammation post-CEC au niveau cellulaire</td><td>26</td></tr><tr><td>Figure 5</td><td>Schéma représentatif de la membrane oXiris® à 3 couches</td><td>28</td></tr><tr><td>Figure 6</td><td>Montage de la membrane oXiris® en dérivation de la CEC</td><td>30</td></tr><tr><td>Figure 7</td><td>Appareil Cytocam®, Braedius®</td><td>31</td></tr><tr><td>Figure 8</td><td>Mesure du MFI sur 4 quadrants</td><td>32</td></tr><tr><td>Figure 9</td><td>Diagramme de flux</td><td>36</td></tr><tr><td>Figure 10</td><td>Comparaison des cinétiques des paramètres de microcirculation sublinguale aux différents temps (préopératoire, H0, H6, J1, J2), dans le groupe de contrôle et le groupe hémoadsorption</td><td>42</td></tr><tr><td>Figure 11</td><td>Comparaison des taux plasmatiques des cytokines aux différents temps de mesure (préopératoire, H0, H6, J1, J2), dans le groupe contrôle et le groupe hémoadsorption</td><td>43</td></tr></table>
# Index des tableaux

<table><tr><td>Tableau 1 Caractéristiques démographiques de la population de l'étude</td><td>37</td></tr><tr><td>Tableau 2 Données peropératoires</td><td>38</td></tr><tr><td>Tableau 3 Comparaison des paramètres de microcirculation sublinguale et des taux plasmatiques des cytokines aux différents temps de mesure entre les groupes</td><td>39</td></tr><tr><td>Tableau 4 Données postopératoires</td><td>44</td></tr></table>
# Introduction

La chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle (CEC) est associée à des altérations microcirculatoires (1). Ces altérations sont secondaires à plusieurs composantes tels que l'activation des systèmes inflammatoires et hémostatiques, le traumatisme chirurgical lui-même, les effets de l'anesthésie, les modifications de température mais aussi l'hémodilution (2-6). La réponse inflammatoire et ses conséquences peuvent aboutir à une augmentation de la morbidité postopératoire, avec dysfonction d'organe et/ou allongement de la durée de séjour. Ainsi, les mesures visant à réduire le processus inflammatoire peuvent potentiellement améliorer l'évolution périopératoire (7-9).

## Microcirculation

La microcirculation est un réseau complexe de vaisseaux se composant essentiellement de cellules endothéliales et de cellules musculaires lisses dont le diamètre est inférieur à 200 µm. Ce vaste réseau, où circule le sang, regroupe les artérioles, les veinules et les capillaires et constitue la plus grande surface endothéliale de l'organisme, ce qui doit être pris en compte lorsque l'on connaît l'implication majeure de l'endothélium dans l'activation de la cascade inflammatoire et de la coagulation (10). C'est le principal site d'échange d'oxygène, de nutriments et de métabolites et le plus important régulateur de l'apport d'oxygène dans les tissus, lui conférant un rôle primordial dans la détermination de la fonction des organes (11,12). Son altération a été bien démontrée dans le sepsis et en chirurgie cardiaque (13-15). Plus récemment, des altérations du flux sanguin microvasculaire ont été rapportées chez les patients admis en service de réanimation pour une maladie à Coronavirus 2019 (COVID-19) (16). Comme l'ont suggéré Mahjoub et al., un Acute Vascular Distress Syndrome (AVDS) pourrait expliquer la clinique particulière de la maladie pulmonaire COVID-19, associant hypoxémie sévère et mécanique ventilatoire conservée (17). L'évaluation de la microcirculation et de ses altérations est, par conséquent, devenue indispensable à l'heure actuelle pour en comprendre les implications cliniques et les thérapeutiques à mettre en œuvre. L'utilisation de la vidéomicroscopie reste la méthode de référence. Le site le plus facilement accessible au chevet du patient est la muqueuse sublinguale (18,19).
<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>**Figure 1** Anatomie d'un lit capillaire.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 2** Exemple d'image de microcirculation sublinguale chez un volontaire sain.</figcaption></figure>

Réponse inflammatoire

La chirurgie cardiaque sous CEC est associée à l'induction d'une réponse inflammatoire
systémique (ou syndrome inflammatoire systémique « SIS »). Le contact du sang avec l'air et
avec les surfaces étrangères de la CEC est la source principale du SIS (20). (Figure 3)
<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Figure 3** Physiopathologie du SIS post-CEC.</figcaption></figure>

Ceci entraîne une augmentation des cytokines inflammatoires dans la circulation sanguine (21). Les niveaux accrus bien documentés des cytokines pro-inflammatoires, facteur de nécrose tumorale-α (TNF-α), interleukine-6 (IL-6), interleukine-8 (IL-8) et a fortiori, leur déséquilibre avec les médiateurs anti-inflammatoires, notamment l'interleukine-10 (IL-10), peuvent provoquer une inflammation massive imitant un sepsis et conduisant à une dysfonction endothéliale diffuse à laquelle contribue la circulation dite continue lors de la CEC (contrairement à la circulation pulsée habituelle). Il existe des données sur l'association entre le taux de TNF-α, la survenue d'une insuffisance rénale aiguë (IRA) et la durée de séjour (22,23).

Outre l'inflammation systémique, les mécanismes physiopathologiques comprennent l'activation du complément et de la coagulation, ce qui provoque la perte de la couche de glycocalyx, protecteur endothélial, entraînant une lésion de l'endothélium. De plus, la libération de médiateurs perturbateurs de la barrière endothéliale induit une fuite capillaire et la formation d'œdèmes. L'activation de l'endothélium stimule la libération d'oxyde nitrique (NO), affectant le tonus vasculaire et la pression artérielle systémique. De plus, l'induction de l'expression de la molécule d'adhésion endothéliale augmente le roulement et l'extravasation des leucocytes. En outre, l'activation des polynucléaires neutrophiles provoque la libération d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), contribuant aux lésions tissulaires. L'activation des plaquettes et de la coagulation est associée à la formation de microthrombi et d'occlusions microvasculaires. (24)
<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>**Figure 4** Conséquences de l'inflammation post-CEC au niveau cellulaire.</figcaption></figure>

Source : d'après den Os MM et al. (24)

Collectivement, ces mécanismes altèrent la perfusion microcirculatoire, entraînent une hétérogénéité de la perfusion des organes et contribuent aux lésions organiques après une chirurgie cardiaque avec CEC (24). Il en résulte une augmentation des taux de morbidité et de mortalité reconnue chez les patients subissant une chirurgie cardiaque avec CEC (8,24,25). Afin d'atténuer les répercussions de cette inflammation et de réduire les complications qui y sont associées, plusieurs stratégies ont été envisagées. Néanmoins, pour la majorité des travaux les résultats sont décevants (26–32).

Malgré l'absence d'indications fortes, l'hémoadsorption est une technique de purification sanguine de plus en plus utilisée dans le choc septique et dans d'autres conditions cliniques caractérisées par une inflammation massive mais reste peu étudiée en chirurgie cardiaque (33).

## Hémoadsorption

L'hémoadsorption consiste en l'élimination des cytokines inflammatoires par adsorption en fonction de leurs concentrations plasmatiques en utilisant des membranes polymères biocompatibles (34). Le pic de concentration plasmatique de ces cytokines est atteint à la fin de la CEC (9). Ainsi, l'élimination de ces molécules au cours de la CEC pourrait permettre de diminuer la fréquence et la gravité du « SIS ».

À ce jour, cette technique a essentiellement été étudiée au cours du sepsis où l'initiation précoce du traitement dans la phase hyperinflammatoire du choc septique semble associée à un meilleur pronostic (35). Cette observation a également été faite au cours d'une étude, menée par Hayanga et al., dont les résultats suggèrent que la combinaison simultanée et précoce de l'ECMO VV
(veno-venous extracorporeal membrane oxygenation) et de l'hémoadsorption avec le dispositif Cytosorb®, dispositif d'hémoadsorption le plus étudié, est associée à un taux de survie plus élevé chez les patients atteints d'un COVID-19 sévère (36). Dans l'ensemble, les résultats sont cependant contrastés. En effet, selon une revue par Berlot et al., tandis que de nombreuses investigations expérimentales et cliniques ont démontré que l'utilisation de Cytosorb® était associée à la fois à la réduction des taux sanguins de nombreuses cytokines inflammatoires, à la réduction des vasopresseurs et à l'amélioration de la survie des patients en choc septique, d'autres études n'ont pas prouvé les effets bénéfiques du traitement (33). Wendel Garcia et al. ont même montré qu'une thérapie par Cytosorb® lors d'un choc septique sévère et réfractaire n'était ni associée à une réduction des taux d'IL-6 ni à une réduction des besoins en vasopresseurs, et entraînait un risque accru de décès (37).

## oXiris ®

La membrane oXiris® (Baxter, IL, USA) est une membrane AN-69, traitée en surface avec de la polyéthylèneimine (PEI) et greffée avec de l'héparine. Cette propriété permet l'adsorption des cytokines inflammatoires et des endotoxines (38,39). Les indications retenues sont le sepsis ou le choc septique nécessitant un traitement de suppléance rénale. En chirurgie cardiaque, il n'existe pas de données cliniques suffisantes pour recommander l'utilisation de la membrane oXiris® pour réduire le SIS postopératoire. Des études ont démontré la faisabilité et la sécurité d'utilisation de la membrane oXiris® lors d'une chirurgie cardiaque nécessitant une CEC avec une élimination efficace des cytokines inflammatoires (40,41). Cependant, à notre connaissance, aucune étude n'a établi l'effet bénéfique de l'élimination des cytokines par le biais de la membrane oXiris® sur les variables microcirculatoires en postopératoire de chirurgie cardiaque.
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>**Figure 5** Schéma représentatif de la membrane oXiris® à 3 couches. (1) L'héparine greffée sur la membrane réduit sa thrombogénicité. (2) Le traitement de surface par la PEI (polyéthylèneimine) permet l'adsorption des endotoxines. (3) La membrane AN69 améliorée permet l'adsorption des cytokines.</figcaption></figure>

Notre étude se base sur l'hypothèse que l'hémoadsorption précoce de cytokines par la membrane oXiris® chez les patients à haut risque de SIS postopératoire de chirurgie cardiaque pourrait atténuer les altérations microcirculatoires, diminuer la concentration des cytokines pro-inflammatoires et par conséquent diminuer la morbidité postopératoire.
# Matériel et Méthodes

## Éthique et conception de l'étude

Les objectifs et procédures de l'étude ont été approuvés par le comité d'éthique indépendant local (Comité de Protection des Personnes Nord-Ouest II, 80054 Amiens, France) ; numéro d'enregistrement : 2019-A02437-50. L'étude OXICARD a été enregistrée le 17 décembre 2019 sur ClinicalTrials (NCT04201119). Tous les participants ont donné leur consentement libre et éclairé sous forme écrite conformément à la loi française sur la recherche clinique (42). Nous avons mené une étude prospective, monocentrique, contrôlée, randomisée et ouverte au CHU d'Amiens (Hauts-de-France, France). Il s'agissait d'une étude de supériorité. S'agissant d'une recherche impliquant la personne humaine de catégorie 1 (RIPH 1), nous avons obtenu l'accord de l'ANSM le 3 février 2020.

## Population de l'étude

Les patients inclus étaient des patients majeurs (>18 ans) admis pour une chirurgie cardiaque programmée sous CEC avec une durée de CEC prévue de plus de 90 minutes.

Les critères de non inclusion comprenaient :

- Refus de participation, grossesse en cours ou mesure de protection juridique

- Hypothermie prévue (< 32°)

- Chirurgie urgente (endocardite infectieuse aiguë par exemple)

- Traitement par immunosuppresseurs ou corticoïde

- Immunodépression (SIDA avec CD4 < 200/mm3, maladie auto-immune ou transplantation d'organe)

- Maladie rénale chronique avancée (stade KDIGO 4 ou 5)

- Histoire suspectée ou confirmée de thrombopénie induite par héparine (TIH)

- Inclusion dans une autre étude dans les 30 derniers jours

## Intervention (groupe hémoadsorption)

Dans le groupe interventionnel, la chirurgie cardiaque était réalisée avec l'utilisation de la membrane oXiris® connectée en dérivation sur circuit de CEC comme représentée sur la figure
6. La membrane oXiris® était montée sur une machine d'épuration extrarénale (EER) Prismaflex® dédiée (Baxter, IL, États-Unis) au débit maximum recommandé par le laboratoire pharmaceutique, soit à un débit sanguin de 450 mL/min. La ligne d'entrée de la Prismaflex® (membrane oXiris®) était connectée sur la ligne veineuse de la CEC et la ligne de sortie était raccordée à l'entrée du réservoir veineux (cardiotome). Dans le groupe contrôle, aucune modification des pratiques n'était apportée. Au sein des deux groupes, les procédures d'anesthésie et de réanimation ne différaient pas de celles en dehors du cadre de cette étude.

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>**Figure 6** Montage de la membrane oXiris® en dérivation de la CEC.</figcaption></figure>

## Mesures spécifiques à l'étude

Pour les deux groupes, en dehors de la prise en charge habituelle, l'étude ajoutait la mesure de la microcirculation sublinguale et un bilan biologique pour le dosage des cytokines avant la CEC (temps préopératoire), dès l'arrivée en réanimation (H0), à la 6ème heure postopératoire (H6), au premier jour postopératoire (temps J1) et au deuxième jour postopératoire (temps J2).
## Mesure de la microcirculation sublinguale

La mesure de la microcirculation sublinguale était réalisée à l'aide d'un dispositif portable d'imagerie à champ noir incident (Cytocam®, Breadius®, Amsterdam, Pays-Bas) comme représenté sur la figure 7. Le vidéomicroscope était tenu à la main par l'utilisateur positionné au chevet du patient. Les mesures étaient effectuées dans la cavité buccale alors que le patient était en décubitus dorsal en position proclive à 30°. L'opérateur prenait soin d'essuyer au préalable les sécrétions salivaires à l'aide de compresses. Un capuchon de protection stérile était employé pour chaque mesure. Après réglage de l'éclairage et de la mise au point sur l'ordinateur auquel l'appareil était connecté, cinq séquences d'une durée minimale de 4 secondes chacune provenant de différentes zones sublinguales adjacentes étaient enregistrées. La pointe du dispositif devait être maintenue de la façon la plus stable qui soit sous la langue, près du frein lingual, afin d'obtenir des vidéos pertinentes. L'utilisateur était tenu de ne pas exercer une trop forte pression pouvant affecter la circulation et par conséquent la fiabilité des images.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>**Figure 7** Appareil Cytocam®, Braedius® permettant la visualisation des microvaisseaux sublinguaux.</figcaption></figure>

Les séquences vidéo étaient analysées secondairement par un seul opérateur ignorant le moment de l'enregistrement, le groupe auquel était alloué le sujet, la procédure chirurgicale et l'état clinique du patient. Les paramètres mesurés étaient ceux fournis par le logiciel CytoCamTools v3.1.4, logiciel développé pour l'analyse des vidéos de microcirculation qui donne les
paramètres suivants pour les petits vaisseaux (diamètre ≤ 200 µm) : MFI (indice de flux microcirculatoire), CVD (densité de vaisseaux capillaires en mm.mm⁻²), TVD (densité de vaisseaux totaux en mm.mm⁻²), PVD (densité de vaisseaux perfusés [vaisseaux totaux] en mm.mm⁻²), HI (indice d'hétérogénéité) et PPV (proportion de vaisseaux perfusés parmi les petits vaisseaux en %). L'indice de flux microcirculatoire (MFI) et l'indice d'hétérogénéité (HI) étaient calculés manuellement. Le MFI, mesure semi-quantitative du débit microcirculatoire, était évalué manuellement après avoir divisé l'écran en quatre quadrants. Selon la classification de Boerma et ses collègues, les valeurs MFI étaient notifiées comme suit : 0 = pas de débit, 1 = débit intermittent, 2 = débit lent, 3 = débit continu (43). La valeur MFI correspond à la valeur moyenne des quatre quadrants. Un MFI inférieur à 2.6 est considéré comme un signe d'altération microcirculatoire (44). L'indice d'hétérogénéité du débit microcirculatoire (HI) a pour but de déterminer l'hétérogénéité de la perfusion entre différents sites. Il est défini comme étant la vitesse d'écoulement du site la plus élevée moins la vitesse d'écoulement du site la plus faible, divisée par la moyenne des vitesses d'écoulement de tous les sites de l'organe étudié. Un HI élevé est caractéristique des anomalies de perfusion au sein d'un territoire microcirculatoire. Il correspond à la différence entre les valeurs extrêmes des notes attribuées aux quatre quadrants évoqués précédemment, divisée par la valeur du MFI (la moyenne des quatre notes) (43). Les vidéos dont la qualité était jugée non acceptable, notamment en cas d'artéfacts de compression, étaient rejetées lors de l'analyse finale.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>**Figure 8** Mesure du MFI sur 4 quadrants. Source d'après De Backer et al. (43)</figcaption></figure>
## Dosage plasmatique des cytokines

Les échantillons sanguins pour l'analyse des cytokines ont été prélevés sur le cathéter artériel du patient dans des tubes EDTA à chacun des temps. Ils ont ensuite été centrifugés à 1500 tours par minute (tr/min) à 4° pendant 15 minutes. 2 aliquotes d'1 mL de plasma étaient préparées et conservées à -80 °C. À l'issue de l'étude, l'ensemble des tubes ont été récupérés afin d'évaluer les taux plasmatiques d'interleukines.

## Critères de jugement

Le critère de jugement principal était le MFI (indice de flux microcirculatoire) à J1 postopératoire.

Les critères de jugement secondaires comprenaient les paramètres de microcirculation sublinguale (MFI, CVD, TVD, PVD, HI, PPV) ainsi que le dosage plasmatique des cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 et IL-10) aux différents temps de mesure (préopératoire, H0, H6, J1, J2). Aussi, nous avons mesuré l'incidence de l'insuffisance rénale aiguë (jusqu'au 30ème jour postopératoire), le score SOFA, la mortalité au 30ème jour postopératoire (J30), la durée de séjour ainsi que tous les paramètres cliniques et biologiques habituellement mesurés en périopératoire de chirurgie cardiaque.

Il s'agit d'une présentation non exhaustive. Nous présentons ici les résultats intermédiaires de l'étude OXICARD dont l'e-CRF est en cours de clôture par le méthodologiste.

## Randomisation

Après inclusion, les patients étaient randomisés en deux groupes parallèles. Ainsi, chaque patient était alloué dans le « groupe contrôle », correspondant au groupe sans utilisation de la membrane oXiris®, ou dans le « groupe hémoadsorption », correspondant au groupe avec utilisation de la membrane oXiris®, par un système de randomisation électronique incorporé dans le logiciel Ennov Clinical® (Ennov, Paris, France) selon un mode de randomisation par blocs aléatoires de taille fixe.
Analyse statistique

Selon une étude récente évaluant le MFI en chirurgie cardiaque chez les adultes sous CEC, nous avions prévu un MFI moyen de base de 2.8 avec un écart-type (SD) de 0.5. Nous avons alors calculé un échantillon de 70 patients pour montrer une différence de MFI de 0.4 à J1 après la chirurgie en utilisant un test bilatéral avec une erreur de type 1 de 0.05 et une puissance de 90 %.

Les variables numériques sont exprimées en moyenne ±SD ou en nombre (pourcentage) selon la variable. La normalité et l'hétéroscédasticité des données continues ont été évaluées respectivement par le test de Shapiro-Wilk et le test de Levene. Les résultats continus ont été comparés à l'aide d'un test t de Student non apparié ou d'un test U de Mann-Whitney en fonction de la distribution des données. Une différence est considérée significative lorsque p<0.05.

Un modèle linéaire mixte a été réalisé afin de rechercher une différence de cinétique des paramètres de microcirculation entre les 2 groupes aux différents temps de mesure (préopératoire, H0, H6, J1, J2). Les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide de la plateforme EasyMedStat (version 3.27 ; www.easymedstat.com) ainsi qu'avec le logiciel SPSS (IBM corp, Armonk, New-York, États-Unis). Les figures ont été réalisées avec le logiciel Prism (GraphPad Software, Boston, Massachusetts, États-Unis).
# Résultats

## Diagramme de flux (Figure 9)

Du 13 octobre 2019 au 17 novembre 2022, 1095 patients ont bénéficié d'une chirurgie cardiaque. Parmi eux, 70 sujets éligibles ont été randomisés : 35 ont été alloués au groupe contrôle et 35 ont été affectés au groupe interventionnel. 33 patients ont été analysés dans chaque groupe. Le diagramme de flux détaillé est présenté en figure 9. Aucun patient n'a été perdu de vue.

## Caractéristiques préopératoires et peropératoires de la population de l'étude (Tableau 1, tableau 2)

L'âge moyen était de 64.79 ans (± 9.94) et 65.42 ans (± 9.58) respectivement dans le groupe hémoadsorption et le groupe contrôle. Il n'existait pas de différence entre les deux groupes concernant les caractéristiques démographiques (sexe, antécédents ou traitement habituel). Dans le groupe hémoadsorption et le groupe contrôle, les temps de CEC étaient respectivement de 133.79 (±51.69) et 142.79 (±61.92) min (p=0.71). Il n'existait pas de différence entre les 2 groupes concernant le type de chirurgie.

## Critère de jugement principal (Tableau 3)

Il n'existait pas de différence concernant le critère de jugement principal (MFI à J1). En effet le MFI à J1 postopératoire était de 2.09 ± 0.53 dans le groupe hémoadsorption et de 1.94 ± 0.45 dans le groupe contrôle, p=0.23.
<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>**Figure 9** Diagramme de flux.</figcaption></figure>
<table><caption>**Tableau 1** Caractéristiques démographiques de la population de l'étude.</caption><thead><tr><th></th><th>Population<br>globale<br>(N=66)</th><th>Groupe<br>hémoadsorption<br>(n=33)</th><th>Groupe<br>contrôle<br>(n=33)</th><th>p</th></tr></thead><tbody><tr><td>Age (années)</td><td>65.11 ± 9.69</td><td>64.79 ± 9.94</td><td>65.42 ± 9.58</td><td>0.86</td></tr><tr><td>Sexe masculin (n, %)</td><td>52 (78.8)</td><td>26 (78.8)</td><td>26 (78.8)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>IMC (kg.m<sup>-2</sup>)</td><td>27.35 ± 4.87</td><td>27.96 ± 4.4</td><td>26.74 ± 5.29</td><td>0.31</td></tr><tr><td><u>Antécédents</u></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRC</td><td>4 (7)</td><td>2 (6)</td><td>2 (6)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>Dyslipidémie</td><td>37 (56)</td><td>20 (61)</td><td>17 (51)</td><td>0.62</td></tr><tr><td>Diabète</td><td>13 (20)</td><td>6 (18)</td><td>7 (21)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>HTA</td><td>46 (70)</td><td>23 (70)</td><td>23 (70)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>Tabagisme</td><td>7 (11)</td><td>4 (12)</td><td>3 (9)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>AOMI</td><td>5 (8)</td><td>3 (9)</td><td>2 (6)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>AVC</td><td>5 (8)</td><td>2 (6)</td><td>3 (9)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>SAOS appareillé</td><td>3 (4)</td><td>2 (6)</td><td>1 (3)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>BPCO</td><td>9 (14)</td><td>4 (12)</td><td>5 (15)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>Coronaropathie</td><td>28 (42)</td><td>15 (45)</td><td>13 (39)</td><td>0.80</td></tr><tr><td>FA</td><td>12 (18)</td><td>7 (21)</td><td>5 (15)</td><td>0.75</td></tr><tr><td>Score ASA</td><td></td><td></td><td></td><td>0.38</td></tr><tr><td>2</td><td>5 (7.6)</td><td>4 (12.1)</td><td>1 (3.03%)</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>58 (88)</td><td>27 (81.9)</td><td>31 (93.94%)</td><td></td></tr><tr><td>4</td><td>3 (4)</td><td>2 (6.0)</td><td>1 (3.03%)</td><td></td></tr><tr><td><u>Traitement habituel</u></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bétabloquant</td><td>39 (59)</td><td>20 (61)</td><td>19 (59)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>Inhibiteur calcique</td><td>15 (23)</td><td>5 (15)</td><td>10 (30)</td><td>0.24</td></tr><tr><td>IEC</td><td>25 (38)</td><td>11 (33)</td><td>14 (42)</td><td>0.61</td></tr><tr><td>ARA II</td><td>17 (26)</td><td>10 (30)</td><td>7 (21)</td><td>0.57</td></tr><tr><td>Aspirine</td><td>31 (47)</td><td>13 (39)</td><td>18 (54)</td><td>0.32</td></tr><tr><td>Statine</td><td>35 (53)</td><td>18 (55)</td><td>17 (51)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>Diurétique de l'anse</td><td>15 (23)</td><td>8 (24)</td><td>7 (21)</td><td>&gt;0.99</td></tr></tbody></table>
**AOMI** : artériopathie oblitrante des membres inférieurs, **ARA II** : antagoniste des récepteurs de l'angiotensine II, **ASA** : American Society of Anesthesiologists, **AVC** : accident vasculaire cérébral, **BPCO** : bronchopneumopathie chronique obstructive, **FA** : fibrillation atriale, **HTA** : hypertension artérielle, **IEC** : inhibiteur de l'enzyme de conversion, **IMC** : indice de masse corporelle, **MRC** : maladie rénale chronique (clairance créatinine < 60 mL/min), **SAOS** : syndrome d'apnée obstructive du sommeil. Les variables numériques sont exprimées en moyenne ±SD ou en nombre (pourcentage) selon la variable. Une différence est considérée significative lorsque p<0.05.

<table><caption>**Tableau 2** Données peropératoires.</caption><thead><tr><th></th><th>Population<br>globale<br>(N=66)</th><th>Groupe<br>hémoadsorption<br>(n=33)</th><th>Groupe<br>contrôle<br>(n=33)</th><th>p</th></tr></thead><tbody><tr><td><u>Type de chirurgie</u></td><td></td><td></td><td></td><td>0.56</td></tr><tr><td>RVA</td><td>7 (10.7)</td><td>4 (12.5)</td><td>3 (9.1)</td><td></td></tr><tr><td>Pontage coronarien</td><td>13 (20)</td><td>6 (18.7)</td><td>7 (21.2)</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgie mitrale</td><td>6 (9.2)</td><td>1 (3.1)</td><td>5 (15.1)</td><td></td></tr><tr><td>Aorte ascendante</td><td>14 (21.5)</td><td>8 (25.0)</td><td>6 (18.2)</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgie combinée</td><td>25 (38.5)</td><td>13 (40.6)</td><td>12 (36.4)</td><td></td></tr><tr><td>Transfusion</td><td>15 (23)</td><td>6 (18)</td><td>9 (28)</td><td>0.56</td></tr><tr><td>Noradrénaline</td><td>39 (59)</td><td>19 (58)</td><td>20 (61)</td><td>&gt;0.99</td></tr><tr><td>Dobutamine</td><td>10 (15)</td><td>7 (21)</td><td>3 (9)</td><td>0.30</td></tr><tr><td>Temps de CEC (min)</td><td>138.0 ± 56.41</td><td>133.79 (± 51.69)</td><td>142.79 (± 61.92)</td><td>0.71</td></tr><tr><td>Temps de clampage<br>aortique (min)</td><td>99.66 ± 44.69</td><td>96.0 (± 41.99)</td><td>103.83 (± 47.97)</td><td>0.63</td></tr></tbody></table>

**CEC** : circulation extra corporelle, **RVA** : remplacement valvulaire aortique. Les variables numériques sont exprimées en moyenne ±SD ou en nombre (pourcentage) selon la variable. Une différence est considérée significative lorsque p<0.05.
<table><caption>**Tableau 3** Comparaison des paramètres de microcirculation sublinguale et des taux plasmatiques des cytokines aux différents temps de mesure entre les groupes.</caption><thead><tr><th></th><th>Population globale N=66</th><th>Groupe hémoadsorption n=33</th><th>Groupe contrôle n=33</th><th>p</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Microcirculation</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><strong>MFI</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>2.73 ± 0.27</td><td>2.71 ± 0.28</td><td>2.75 ± 0.27</td><td>0.52</td></tr><tr><td>H0</td><td>2.31 ± 0.56</td><td>2.5 ± 0.45</td><td>2.14 ± 0.49</td><td><strong>0.01</strong></td></tr><tr><td>H6</td><td>2.05 ± 0.56</td><td>2.06 ± 0.59</td><td>2.05 ± 0.53</td><td>0.63</td></tr><tr><td>J1</td><td>2.02 ± 0.49</td><td>2.09 ± 0.53</td><td>1.94 ± 0.45</td><td>0.23</td></tr><tr><td>J2</td><td>2.34 ± 0.52</td><td>2.33 ± 0.54</td><td>2.35 ± 0.51</td><td>0.94</td></tr><tr><td><strong>CVD mm.mm<sup>-2</sup></strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>19.79 ± 2.03</td><td>19.52 ± 2.31</td><td>20.07 ± 1.71</td><td>0.29</td></tr><tr><td>H0</td><td>20.51 ± 2.53</td><td>20.89 ± 1.86</td><td>20.16 ± 3.01</td><td>0.26</td></tr><tr><td>H6</td><td>19.37 ± 2.38</td><td>20.11 ± 1.81</td><td>18.67 ± 2.67</td><td><strong>0.02</strong></td></tr><tr><td>J1</td><td>19.85 ± 1.98</td><td>20.14 ± 2.06</td><td>19.56 ± 1.88</td><td>0.11</td></tr><tr><td>J2</td><td>18.94 ± 2.44</td><td>18.22 ± 2.53</td><td>19.68 ± 2.13</td><td><strong>0.02</strong></td></tr><tr><td><strong>TVD mm.mm<sup>-2</sup></strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>21.35 ± 2.31</td><td>20.89 ± 2.47</td><td>21.81 ± 2.08</td><td>0.11</td></tr><tr><td>H0</td><td>21.69 ± 2.49</td><td>22.29 ± 2.01</td><td>21.16 ± 2.78</td><td>0.07</td></tr><tr><td>H6</td><td>20.68 ± 2.37</td><td>21.48 ± 1.92</td><td>19.93 ± 2.52</td><td><strong>0.01</strong></td></tr><tr><td>J1</td><td>21.55 ± 2.34</td><td>21.98 ± 2.44</td><td>21.11 ± 2.18</td><td><strong>0.04</strong></td></tr><tr><td>J2</td><td>20.44 ± 2.66</td><td>19.98 ± 2.81</td><td>20.91 ± 2.47</td><td>0.18</td></tr><tr><td><strong>PVD mm.mm<sup>-2</sup></strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>17.67 ± 2.31</td><td>17.37 ± 2.69</td><td>17.97 ± 1.86</td><td>0.30</td></tr><tr><td>H0</td><td>14.67 ± 4.18</td><td>15.38 ± 3.56</td><td>14.03 ± 4.64</td><td>0.21</td></tr><tr><td>H6</td><td>12.98 ± 4.64</td><td>12.82 ± 5.01</td><td>13.14 ± 4.36</td><td>0.79</td></tr><tr><td>J1</td><td>12.57 ± 4.21</td><td>12.7 ± 4.3</td><td>12.44 ± 4.18</td><td>0.82</td></tr><tr><td>J2</td><td>13.35 ± 4.06</td><td>12.71 ± 3.98</td><td>14.03 ± 4.12</td><td>0.22</td></tr><tr><td><strong>HI</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>6.95 ± 8.65</td><td>7.61 ± 9.11</td><td>6.28 ± 8.26</td><td>0.63</td></tr><tr><td>H0</td><td>25.48 ± 21.91</td><td>26.74 ± 22.10</td><td>24.33 ± 22.02</td><td>0.66</td></tr><tr><td>H6</td><td>24.19 ± 17.56</td><td>25.17 ± 17.98</td><td>23.28 ± 17.41</td><td>0.64</td></tr><tr><td>J1</td><td>31.67 ± 31.99</td><td>31.4 ± 40.84</td><td>31.94 ± 20.31</td><td>0.23</td></tr><tr><td>J2</td><td>24.69 ± 19.19</td><td>26.66 ± 20.99</td><td>22.78 ± 17.4</td><td>0.48</td></tr><tr><td><strong>PPV %</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>89.20 ± 7.6</td><td>88.47 ± 7.72</td><td>89.92 ± 7.54</td><td>0.35</td></tr><tr><td>H0</td><td>72.01 ± 17.83</td><td>74.61 ± 16.61</td><td>69.65 ± 18.82</td><td>0.29</td></tr><tr><td>H6</td><td>66.83 ± 21.78</td><td>64.18 ± 23.67</td><td>69.3 ± 19.93</td><td>0.47</td></tr><tr><td>J1</td><td>62.82 ± 20.3</td><td>62.8 ± 20.57</td><td>62.85 ± 20.37</td><td>0.99</td></tr><tr><td>J2</td><td>70.22 ± 18.71</td><td>69.52 ± 18.6</td><td>70.95 ± 19.12</td><td>0.77</td></tr><tr><td><strong>Cytokines</strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><strong>TNF-alpha pg.mL<sup>-1</sup></strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>9.07 ± 4.12</td><td>8.8 ± 3.23</td><td>9.33 ± 4.88</td><td>0.94</td></tr><tr><td>H0</td><td>16.16 ± 18.59</td><td>18.33 ± 24.71</td><td>13.86 ± 8.03</td><td>0.89</td></tr><tr><td>H6</td><td>14.83 ± 9.9</td><td>14.89 ± 9.59</td><td>14.76 ± 10.36</td><td>0.89</td></tr><tr><td>J1</td><td>11.65 ± 7.02</td><td>12.2 ± 7.90</td><td>11.09 ± 6.09</td><td>0.65</td></tr><tr><td>J2</td><td>10.75 ± 4.94</td><td>10.82 ± 5.06</td><td>10.68 ± 4.89</td><td>0.95</td></tr><tr><td><strong>IL-1 β pg.mL<sup>-1</sup></strong></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Préopératoire</td><td>0.38 ± 0.42</td><td>0.324 ± 0.40</td><td>0.431 ± 0.45</td><td>0.16</td></tr><tr><td>H0</td><td>0.76 ± 1.71</td><td>0.824 ± 2.27</td><td>0.688 ± 0.78</td><td>0.28</td></tr><tr><td>H6</td><td>1.21 ± 4.01</td><td>1.76 ± 5.58</td><td>0.639 ± 0.56</td><td>0.30</td></tr><tr><td>J1</td><td>1.31 ± 4.01</td><td>1.58 ± 5.02</td><td>1.04 ± 2.79</td><td>0.36</td></tr></tbody></table>
<table><tbody><tr><td></td><td>J2</td><td>0.79 ± 0.90</td><td>0.82 ± 0.79</td><td>0.758 ± 1.01</td><td>0.25</td></tr><tr><td rowspan="5">IL-6 pg.mL<sup>-1</sup></td><td>Préopératoire</td><td>0.79 ± 25.9</td><td>3.92 ± 4.14</td><td>10.18 ± 36.40</td><td>0.91</td></tr><tr><td>H0</td><td>882.96 ± 403.41</td><td>729.58 ± 2949.45</td><td>1046.23 ± 4984.82</td><td>0.50</td></tr><tr><td>H6</td><td>161.45 ± 170.23</td><td>188.87 ± 207.15</td><td>133.14 ± 117.96</td><td>0.33</td></tr><tr><td>J1</td><td>191.94 ± 271.04</td><td>254.44 ± 364.37</td><td>129.43 ± 91.64</td><td>0.12</td></tr><tr><td>J2</td><td>176.24 ± 183.62</td><td>211.54 ± 187.67</td><td>142.01 ± 175.68</td><td><strong>0.01</strong></td></tr><tr><td rowspan="5">IL-10 pg.mL<sup>-1</sup></td><td>Préopératoire</td><td>2.86 ± 1.78</td><td>2.81 ± 1.44</td><td>2.91 ± 2.09</td><td>0.52</td></tr><tr><td>H0</td><td>151.80 ± 275.84</td><td>140.19 ± 256.21</td><td>164.16 ± 299.10</td><td>0.41</td></tr><tr><td>H6</td><td>40.04 ± 115.62</td><td>49.73 ± 160.66</td><td>30.03 ± 27.36</td><td>0.08</td></tr><tr><td>J1</td><td>28.18 ± 90.25</td><td>37.12 ± 127.09</td><td>19.24 ± 15.04</td><td>0.79</td></tr><tr><td>J2</td><td>10.38 ± 7.16</td><td>9.78 ± 4.38</td><td>10.96 ± 9.12</td><td>0.79</td></tr></tbody></table>

CVD mm.mm⁻²: densité de vaisseaux capillaires, HI: indice d'hétérogénéité, IL: interleukine, MFI: Indice de flux microcirculatoire, PPV %: Proportion de vaisseaux perfusés parmi les petits vaisseaux, PVD mm.mm⁻²: densité de vaisseaux perfusés (vaisseaux totaux), TNF-α: tumor necrosis factor-alpha, TVD mm.mm⁻²: densités des vaisseaux totaux. Les variables numériques sont exprimées en moyenne ±SD. Une différence est considérée significative lorsque p<0.05.
Critères de jugement secondaires (Tableau 3, tableau 4, figure 10 et figure 11)

Paramètres de microcirculation sublinguale (Tableau 3, figure 10)

Au sein de la population globale, il existait une variation significative dans le temps (effet
temps) de l'ensemble des paramètres de microcirculation (MFI, CVD, TVD, PVD, PPV et HI).
Par ailleurs, après application d'un modèle linéaire mixte, il n'existait pas de différence entre
les 2 groupes concernant la cinétique des paramètres de microcirculation sublinguale. Aussi,
dans le groupe hémoadsorption et le groupe contrôle, le MFI à H0 était respectivement de 2.5
± 0.45 et 2.14 ± 0.49 (p=0.01). Nous observions une différence entre les 2 groupes aux temps
H6 et J2 postopératoires pour le CVD, ainsi qu'aux temps H6 et J1 postopératoires pour le
TVD. L'ensemble de ces paramètres sont détaillés dans le tableau 3.

Taux plasmatiques des cytokines (Tableau 3, figure 11)

A J2 postopératoire, le taux d'IL-6 dans le groupe hémoadsorption et le groupe contrôle était respectivement de 211.54 ± 187.67 pg.mL⁻¹ et 142.01 ± 175.68 pg.mL⁻¹ (p=0.01). Après application d'un modèle linéaire mixte, il n'existait pas de différence entre les 2 groupes concernant la cinétique des taux plasmatiques de cytokines (IL-10, 1L-1 β, 1L-6, TNF-alpha).

Données postopératoires (Tableau 4)

Il n'existait pas de différence sur les données biologiques et cliniques postopératoires entre les
2 groupes. Un patient est décédé à J30 dans le groupe hémoadsorption.
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>**Figure 10** Comparaison des cinétiques des paramètres de microcirculation sublinguale aux différents temps (préopératoire, H0, H6, J1, J2), dans le groupe de contrôle et le groupe hémoadsorption.</figcaption></figure>

CVD (mm.mm-2) : densité de vaisseaux capillaires, HI : indice d'hétérogénéité, MFI : indice de flux microcirculatoire, PPV (%) : proportion de vaisseaux perfusés parmi les petits vaisseaux, PVD (mm.mm-2) : densité de vaisseaux perfusés (vaisseaux totaux), TVD (mm.mm-2) : densité de vaisseaux totaux. * P value <0.05 entre 2 groupes à un temps de mesure spécifique
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>**Figure 11** Comparaison des taux plasmatiques des cytokines aux différents temps de mesure (préopératoire, H0, H6, J1, J2), dans le groupe contrôle et le groupe hémoadsorption.</figcaption></figure>

TNF-alpha: tumor necrosis factor-alpha, IL: interleukin. * P value <0.05 entre 2 groupes à un temps de mesure spécifique.
<table><caption>**Tableau 4** Données postopératoires.</caption><thead><tr><th></th><th>Population globale (N=66)</th><th>Groupe hémoadsorption (n=33)</th><th>Groupe contrôle (n=33)</th><th>p</th></tr></thead><tbody><tr><td>SOFA admission</td><td>3.14 ± 2.37</td><td>3.36 (± 2.3)</td><td>2.91 (± 2.44)</td><td>0.23</td></tr><tr><td>Lactate admission (mmol/L)</td><td>2.14 ± 1.75</td><td>2.22 (± 2.2)</td><td>2.05 (± 1.17)</td><td>0.75</td></tr><tr><td>IRA</td><td>26 (39)</td><td>14 (42)</td><td>12 (36)</td><td>0.80</td></tr><tr><td>KDIGO si IRA</td><td></td><td></td><td></td><td>0.29</td></tr><tr><td>1</td><td>6 (24)</td><td>3 (25)</td><td>3 (25)</td><td></td></tr><tr><td>2</td><td>12 (48)</td><td>8 (61)</td><td>4 (33)</td><td></td></tr><tr><td>3</td><td>7 (28)</td><td>2 (15)</td><td>5 (42)</td><td></td></tr><tr><td>DS en réanimation (jours)</td><td>4.7 ± 4.9</td><td>3.85 (± 2.68)</td><td>5.58 (± 6.28)</td><td>0.54</td></tr><tr><td>DS hospitalisation (jours)</td><td>16.6 ± 12.9</td><td>14.24 (± 8.87)</td><td>18.91 (± 15.82)</td><td>0.14</td></tr><tr><td>Décès à J30</td><td>1 (1)</td><td>1 (3)</td><td>0 (0)</td><td>&gt;0.99</td></tr></tbody></table>

DS : durée de séjour (en jours), IRA : insuffisance rénale aiguë, KDIGO : Kidney Disease Improving Global Outcomes, SOFA : Sepsis-related Organ Failure Assessment Score. Les variables numériques sont exprimées en moyenne ±SD ou en nombre (pourcentage) selon la variable. Une différence est considérée significative lorsque $p<0.05$.
Discussion

Cette étude pilote randomisée et contrôlée menée chez les patients bénéficiant d'une chirurgie
cardiaque sous CEC avec une durée prévue de plus de 90 minutes n'a pas montré d'amélioration
significative du MFI à J1 postopératoire dans le groupe traité par la membrane d'adsorption
oXiris® bien que ce même paramètre différait significativement entre les deux groupes d'étude
en postopératoire immédiat (H0 postopératoire, soit à l'arrivée en réanimation). Les paramètres
de densité microcirculatoire que sont la TVD et la CVD fluctuaient de façon momentanée entre
les deux groupes alors que nous n'avons pas retrouvé de différence concernant les paramètres
de perfusion. De façon surprenante, le traitement n'a pas permis une réduction des
concentrations cytokiniques dans les 48 heures qui suivaient l'intervention. Au contraire, il a
été retrouvé des taux plasmatiques plus élevés d'IL-6 dans le groupe interventionnel. Ce dernier
résultat semble en contradiction avec le rôle attendu de la membrane oXiris®.

De nombreuses voies de signalisation inflammatoires similaires à celles observées dans le
sepsis peuvent être activées en chirurgie cardiaque sous CEC même si l'élément déclencheur
n'est pas infectieux et ce d'autant plus que la CEC est prolongée (24,45-47). Il en résulte une
activation des leucocytes avec la production de nombreux médiateurs dont la libération de
cytokines pro- et anti-inflammatoires, telles que le TNF-α, l'IL-1β, l'IL-6, l'IL-8 et l'IL-10. La
libération massive de ces cytokines dans la circulation sanguine est appelée « orage cytokinique
» contribuant à des lésions cellulaires pouvant aller jusqu'à une dysfonction de plusieurs
organes (48). Les atteintes d'organes s'expliquent, entre autres, par les conséquences
microcirculatoires de cette hyperinflammation ; chaque élément de la microcirculation jouant
un rôle central dans la régulation de la perfusion tissulaire et organique (49).

Au cours des dernières décennies, différents médicaments ont été proposés pour atténuer ce
syndrome inflammatoire, mais sans avantages probants. Le manque de résultats peut
s'expliquer par le fait que dans ces syndromes inflammatoires systémiques, des dizaines de
médiateurs pro- et anti-inflammatoires sont libérés, de sorte que la neutralisation d'un seul
d'entre eux ne soit pas en mesure d'améliorer l'état du patient. Idéalement, ils devraient tous
être éliminés par une seule technique. Les essais expérimentaux et cliniques de ces dernières
années montrent que l'hémoadsorption est proche de cet objectif. Différents filtres capables
d'adsorption et d'élimination de cytokines et/ou d'endotoxines ont été développés. Le dispositif
médical oXiris® constitue l'une des options thérapeutiques. C'est pratiquement la seule membrane à ce jour qui cible à la fois la cause (endotoxines) et les conséquences (cytokines et autres médiateurs pro- et anti-inflammatoires) du SIS (39). En comparaison au filtre Cytosorb®, il existe relativement peu d'études avec l'hémofiltre oXiris® (39).

Ce présent travail constitue la première étude randomisée contrôlée évaluant l'impact de la
membrane oXiris® sur les paramètres microcirculatoires chez une population de patients opérés
d'une chirurgie cardiaque. Pour ce faire, nous avons utilisé le dispositif d'imagerie incidente à
fond noir Cytocam-IDF® qui est un microscope portable de troisième génération. Il est capable
de détecter plus de capillaires, en matière de densité, et de fournir une image de meilleure
qualité comparativement aux vidéomicroscopes d'imagerie spectrale polarisée orthogonale
(OPS) et à champ sombre (SDF) qui sont respectivement les appareils de première et de
deuxième génération pour étudier la microcirculation. Ces deux appareils sont néanmoins
encore très utilisés à l'heure actuelle (50-52). Le site sublingual a été choisi pour l'observation
du réseau microcirculatoire pour sa facilité d'accès. De plus, la plupart des organes sont affectés
de la même manière, de sorte que les altérations dans cette région sont un bon reflet des
altérations dans d'autres organes tels que l'intestin ou les reins (45). Au total, 307 sets de vidéos
ont été retenus pour l'analyse finale. Pour déterminer l'hétérogénéité de la perfusion entre
différents sites sublinguaux, Trzeciack et al. ont défini l'indice d'hétérogénéité du débit
microcirculatoire (HI) (53). Nous avons pu relever une augmentation de la cinétique de cet
indice au cours des 24 heures qui suivent la CEC avec ou sans le traitement. Ceci est en accord
avec l'étude de Greenwood et al. qui ont également pu montrer que les diminutions précoces
de la PVD et les augmentations de l'HI étaient associées à l'intensité et à la durée de l'acidose
lactique chez les patients en postopératoire de chirurgie cardiaque sous CEC (54). Dans notre
étude, le critère de jugement principal était représenté par le MFI à J1 postopératoire. À l'heure
actuelle, les données sur la pertinence clinique des altérations microvasculaires sont
principalement exprimées en MFI dont l'anormalité au premier jour en soins intensifs a été
associée à une augmentation de la mortalité dans l'étude MicroDAIMON (55). Bien qu'un MFI
soit considéré comme normal au-delà d'une valeur seuil de 2.9, c'est à partir d'une valeur
inférieure à 2.6 que l'on considère les altérations comme cliniquement pertinentes (44). Fait
intéressant, une valeur de MFI inférieure à 2.6 à l'admission dans une unité de soins intensifs
combinée à une tachycardie s'est avérée être un bon prédicteur de la mortalité (24,56). Dans
notre cohorte, le MFI moyen était de 2.02 au premier jour postopératoire confirmant la
dysfonction microcirculatoire post-CEC selon les seuils approuvés dans la littérature. Selon nos
résultats, l'effet de la membrane semble transitoire sur les paramètres MFI, TVD et CVD et non attribué à l'élimination des cytokines. Néanmoins, les temps de mesure et de dosage ont été choisis de façon arbitraire. Nous aurions possiblement pu obtenir des résultats différents à d'autres temps. Aussi, un lien direct entre mouvements cytokiniques et anomalies microcirculatoires n'est pas clairement établi à l'heure actuelle et doit être recherché au cours d'études ultérieures.

Dans le cadre du choc septique, chez des patients sévèrement atteints, Schwindenhammer et al. ont observé, au cours d'une étude rétrospective, une amélioration de la survie avec l'hémofiltre oXiris®, prédite par le score de sévérité simplified acute physiology score (SAPS II) ou score simplifié de physiologie aiguë en français (57). Au plan microcirculatoire, dans un essai pilote incluant neuf patients en choc septique sous thérapie d'épuration extrarénale, l'ajout au système du dispositif CytoSorb® a été associé à une amélioration de la proportion et de la densité de vaisseaux perfusés ainsi qu'à une diminution de certaines cytokines pro-inflammatoires (58). Cette discordance avec nos résultats peut s'expliquer en partie par une durée beaucoup plus courte du traitement, exclusivement appliquée au cours de la CEC dont le temps moyen était de 133.79 min dans notre étude. Hors contexte septique, un essai a suggéré que l'hémoadsorption pendant 12 à 24 heures pourrait réduire les taux plasmatiques de cytokines chez les patients après un arrêt cardiaque, ce qui soutiendrait cette hypothèse, bien que l'on ne sache pas si cela pourrait améliorer le pronostic (59). Une autre explication possible pourrait être le fait que cette étude n'était pas spécifiquement axée sur des patients avec des niveaux très élevés de cytokines contrairement à la littérature. Dans le groupe contrôle, le taux de cytokines moyen à H0 n'était que de 13,86 pg/mL. Or dans l'essai MONARCS, l'application d'anti-TNF-α n'a amélioré les résultats que dans le groupe de patients présentant des taux d'IL-6 supérieurs à 1 000 pg/mL (60). Pour rappel, l'hémoadsorption est une technique de purification sanguine pour laquelle la clairance cytokinique est concentration-dépendante. Selon ces dernières données, la situation clinique dans notre étude ne semble pas propice à fournir des données en faveur de l'utilisation de l'hémoadsorption.

Par ailleurs, des résultats positifs sont décrits dans d'autres situations cliniques. L'adsorption de cytokines a été un sujet d'intérêt au cours de la pandémie COVID-19. Comme les patients atteints de COVID-19 sévère développaient fréquemment une IRA potentiellement mortelle et une hyperinflammation, la membrane oXiris® a été autorisée par la Food and Drug
Administration (FDA) dès avril 2020 pour une utilisation d'urgence chez les adultes avec COVID-19 confirmé. Une revue narrative publiée en 2023 a montré que la plupart des séries de cas de petite taille ont constaté collectivement que l'épuration extrarénale continue avec la membrane oXiris® réduisait de manière significative les niveaux de cytokines pro-inflammatoires et améliorait l'hémodynamique et la fonction des organes chez les patients gravement atteints d'un COVID-19 (61). Ces résultats ont été globalement confirmés par une étude prospective réalisée sur une cohorte de 44 patients. L'efficacité d'utilisation de la membrane oXiris® au sein d'une technique d'épuration extrarénale continue y était démontrée dans la réduction de la Protéine C-réactive (CRP), du taux d'IL-6, ainsi que des taux moyens de mortalité (61,62). En revanche, une étude monocentrique de petite taille a rapporté des résultats négatifs pour atténuer l'orage cytokinique chez les patients non-insuffisants rénaux atteints de COVID-19 sévère. On pourrait attribuer ce résultat à la sélection de patients avec une clairance normale et à un niveau d'IL-6 là encore relativement plus faible (dizaines de pg/mL) chez les patients COVID-19 que chez les patients en choc septique (63). Pris ensemble, ces résultats suggèrent que l'utilisation clinique en routine de la membrane oXiris® chez les patients COVID-19 non atteints d'insuffisance rénale doit être considérée avec prudence. Peut-être, aurions-nous eu des résultats différents si nous avions sélectionné une population plus ciblée, à savoir des patients insuffisants rénaux chroniques devant bénéficier d'une chirurgie cardiaque.

Dans notre étude, aucune différence significative n'a été observée entre les groupes dans les critères de jugement secondaires cliniquement pertinents tels que la survenue d'une insuffisance rénale aiguë, la durée de séjour en réanimation, la durée d'hospitalisation ainsi que la mortalité à 30 jours. Ces résultats sont néanmoins comparables à ceux de l'étude REMOVE. En effet, dans cet essai randomisé portant sur des patients ayant subi une chirurgie cardiaque avec circulation extracorporelle en raison d'une endocardite infectieuse, l'hémoadsorption a permis de réduire les taux de proendothéline-1 C-terminale, d'IL-18 et d'IL-1β sans toutefois améliorer le score SOFA postopératoire ou les fonctions d'organes (64). Ces données remettent en question le lien entre la réduction des taux plasmatiques de cytokines et la prévention des dysfonctions d'organes. Aussi, la certitude des preuves d'une relation causale entre l'activation du système immunitaire inné et les lésions organiques après une chirurgie cardiaque demeure controversée (65). Des travaux après chirurgie cardiaque mettent en évidence des atteintes d'organes en l'absence d'augmentation aiguë des cytokines inflammatoires chez les personnes âgées de plus de 75 ans ou souffrant de certaines maladies chroniques. La variation des réponses
individuelles des patients à la chirurgie pourrait avoir contribué à l'hétérogénéité des réponses observées dans les études. (66)
## Limites

Bien qu'il s'agît d'une étude monocentrique, le nombre de patients inclus était non négligeable. De plus, nous disposions de paramètres biologiques et microcirculatoires basaux puisque les premières mesures étaient réalisées avant la CEC contrairement à la plupart des études antérieures où les mesures n'étaient effectuées qu'une fois le patient admis en réanimation ou dans une unité de soins intensifs.

Cependant, cette étude souffre d'un certain nombre de limites. La première se porte sur l'enregistrement des vidéos qui dépendait de nombreux facteurs pouvant impacter leur qualité et par conséquent les résultats finaux. Des images artéfactuelles pouvaient être enregistrées, même par un opérateur entrainé, et non identifiées comme telles lors de l'analyse hors-ligne. La deuxième limite est représentée par l'absence de mise en aveugle. Ce biais est toutefois à pondérer, car le critère de jugement principal, à savoir le MFI, a été analysé et déterminé secondairement par un opérateur indépendant qui ne connaissait pas le groupe auquel était alloué chaque patient. Troisièmement, les conditions de mesure n'étaient pas strictement identiques entre les sujets dans les 48 heures qui ont suivi l'intervention, conséquence du délai de la levée des sédations en postopératoire, tributaire de l'évolution clinique du patient. Or, il a été montré que les agents anesthésiques pouvaient avoir un impact sur les données de microcirculation comme l'ont prouvé Liu et al. au cours d'une étude comparant les sédations par Dexmedetomidine et Propofol sur la microcirculation sublinguale en postopératoire de chirurgie cardiaque (67). Enfin, nous n'avons pas exploré les concentrations d'endotoxines dont la capacité d'adsorption par la membrane oXiris® constitue la singularité de ce dispositif. On pourrait se demander si la connaissance de ce dernier élément aurait pu nous permettre de comprendre le bénéfice potentiel du traitement sur le MFI à H0 au sein de cette population. ECMORIX est une étude actuellement en cours, visant à comparer les taux de lipopolysaccharides (LPS), autre nom donné aux endotoxines, avec ou sans la membrane oXiris® chez une population de patients en choc cardiogénique sous ECMO. Elle pourra probablement nous apporter des informations non seulement sur l'efficacité de clairance des LPS mais aussi conforter l'hypothèse du bénéfice ou non de l'utilisation de la membrane sur une plus longue durée hors contexte septique (68).
Conclusion

Dans notre étude, l'hémoadsorption par la membrane oXiris® au cours d'une chirurgie cardiaque programmée sous CEC n'a pas permis une amélioration du MFI à J1 postopératoire comparativement à un groupe contrôle.
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# Résumé

**Objectif** : La chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle (CEC) est associée à une altération de la microcirculation en partie due à une réponse inflammatoire systémique impliquant notamment des cytokines pro-inflammatoires. Nous avons émis l'hypothèse que l'hémoadsorption cytokinique par la membrane oXiris® améliore la microcirculation après une chirurgie cardiaque sous CEC.

**Méthodes** : Nous avons mené une étude prospective, randomisée, ouverte, contrôlée, monocentrique au CHU Amiens Picardie chez des adultes devant subir une chirurgie cardiaque programmée sous CEC avec une durée de CEC prévue de plus de 90 minutes. Les patients ont été randomisés pour être traités ou non par hémoadsorption pendant la CEC. Le critère de jugement principal était l'indice de flux microcirculatoire (MFI) au premier jour postopératoire (J1). Les critères secondaires étaient les autres paramètres de microcirculation, les taux de cytokines ainsi que les données postopératoires.

**Résultats** : Entre octobre 2019 et novembre 2022, 70 patients ont été randomisés (35 dans chaque groupe), 33 patients ont été analysés dans chacun des groupes. L'indice de flux microcirculatoire (MFI) à J1 postopératoire était de 2.09 ± 0.53 dans le groupe hémoadsorption et de 1.94 ± 0.45 dans le groupe contrôle, p=0.23. Il n'existait pas de différence entre les 2 groupes, concernant la cinétique des paramètres de microcirculation sublinguale. Au deuxième jour postopératoire (J2), le taux d'IL-6 dans le groupe hémoadsorption et le groupe contrôle était respectivement de 211.54 ± 187.67 pg.mL⁻¹ et 142.01 ± 175.68 pg.mL⁻¹ (p=0.01). Il n'existait pas de différence entre les 2 groupes concernant la cinétique des taux plasmatiques des cytokines (IL-10, 1L-1β, 1L-6, TNF-alpha).

**Conclusion** : L'hémoadsorption par la membrane oXiris®, en chirurgie cardiaque programmée sous CEC, n'a pas permis une amélioration du MFI à J1 postopératoire comparativement au groupe contrôle.

**Mots clefs** : chirurgie cardiaque, membrane d'hémoadsorption oXiris®, cytokines, microcirculation, inflammation.
**Abstract**

**Objective:** Cardiac surgery under cardiopulmonary bypass (CPB) is associated with impaired microcirculation in part due to a systemic inflammatory response involving in particular pro-inflammatory cytokines. We hypothesized that cytokine hemoadsorption by the oXiris® membrane improves microcirculation after cardiac surgery under CPB.

**Methods:** We conducted a prospective, randomized, open, controlled, monocentric study at the CHU Amiens Picardie in adults undergoing cardiac surgery under CPB with an expected CPB time of over 90 min. Patients were randomly assigned to be treated or not by hemoadsorption during CPB. The primary endpoint was microcirculatory flow index (MFI) on the first postoperative day (D1). Secondary endpoints were other microcirculation parameters, cytokine levels and postoperative data.

**Results:** Between October 2019 and November 2022, 70 patients were randomized (35 in each group), 33 patients were analyzed in each group. The MFI on D1 postoperative was 2.09 ± 0.53 in the hemoadsorption group and 1.94 ± 0.45 in the control group, p=0.23. There was no difference between the 2 groups regarding the kinetics of the sublingual microcirculation parameters. On the second postoperative day (D2), the IL-6 level in the hemoadsorption group and the control group was 211.54 ± 187.67 pg.mL⁻¹ and 142.01 ± 175.68 pg.mL⁻¹, respectively (p=0.01). There was no difference between the 2 groups in the kinetics of plasma cytokine levels (IL-10, 1L-1β, 1L-6, TNF-alpha).

**Conclusion:** Hemoadsorption with oXiris® membrane in scheduled cardiac surgery under CPB failed to improve MFI on D1 postoperative compared to the control group.

**Keywords:** cardiac surgery, oXiris® hemoadsorption membrane, cytokines, microcirculation, inflammation.
Résumé

**Objectif** : La chirurgie cardiaque sous circulation extracorporelle (CEC) est associée à une altération de la microcirculation en partie due à une réponse inflammatoire systémique impliquant notamment des cytokines pro-inflammatoires. Nous avons émis l'hypothèse que l'hémoadsorption cytokinique par la membrane oXiris® améliore la microcirculation après une chirurgie cardiaque sous CEC.

**Méthodes** : Nous avons mené une étude prospective, randomisée, ouverte, contrôlée, monocentrique au CHU Amiens Picardie chez des adultes devant subir une chirurgie cardiaque programmée sous CEC avec une durée de CEC prévue de plus de 90 minutes. Les patients ont été randomisés pour être traités ou non par hémoadsorption pendant la CEC. Le critère de jugement principal était l'indice de flux microcirculatoire (MFI) au premier jour postopératoire (J1). Les critères secondaires étaient les autres paramètres de microcirculation, les taux de cytokine ainsi que les données postopératoires.

**Résultats** : Entre octobre 2019 et novembre 2022, 70 patients ont été randomisés (35 dans chaque groupe), 33 patients ont été analysés dans chacun des groupes. L'indice de flux microcirculatoire (MFI) à J1 postopératoire était de 2.09 ± 0.53 dans le groupe hémoadsorption et de 1.94 ± 0.45 dans le groupe contrôle, p=0.23. Il n'existait pas de différence entre les 2 groupes, concernant la cinétique des paramètres de microcirculation sublinguale. Au deuxième jour postopératoire (J2), le taux d'IL-6 dans le groupe hémoadsorption et le groupe contrôle était respectivement de 211.54 ± 187.67 pg.mL⁻¹ et 142.01 ± 175.68 pg.mL⁻¹ (p=0.01). Il n'existait pas de différence entre les 2 groupes concernant la cinétique des taux plasmatiques des cytokines (IL-10, 1L-1β, 1L-6, TNF-alpha).

**Conclusion** : L'hémoadsorption par la membrane oXiris®, en chirurgie cardiaque programmée sous CEC, n'a pas permis une amélioration du MFI à J1 postopératoire comparativement au groupe contrôle.

**Mots clefs** : chirurgie cardiaque, membrane d'hémoadsorption oXiris®, cytokines, microcirculation, inflammation.

Abstract

**Objective:** Cardiac surgery under cardiopulmonary bypass (CPB) is associated with impaired microcirculation in part due to a systemic inflammatory response involving in particular pro-inflammatory cytokines. We hypothesized that cytokine hemoadsorption by the oXiris® membrane improves microcirculation after cardiac surgery under CPB.

**Methods:** We conducted a prospective, randomized, open, controlled, monocentric study at the CHU Amiens Picardie in adults undergoing cardiac surgery under CPB with an expected CPB time of over 90 min. Patients were randomly assigned to be treated or not by hemoadsorption during CPB. The primary endpoint was microcirculatory flow index (MFI) on the first postoperative day (D1). Secondary endpoints were other microcirculation parameters, cytokine levels and postoperative data.

**Results:** Between October 2019 and November 2022, 70 patients were randomized (35 in each group), 33 patients were analyzed in each group. The MFI on D1 postoperative was 2.09 ± 0.53 in the hemoadsorption group and 1.94 ± 0.45 in the control group, p=0.23. There was no difference between the 2 groups regarding the kinetics of the sublingual microcirculation parameters. On the second postoperative day (D2), the IL-6 level in the hemoadsorption group and the control group was 211.54 ± 187.67 pg.mL⁻¹ and 142.01 ± 175.68 pg.mL⁻¹, respectively (p=0.01). There was no difference between the 2 groups in the kinetics of plasma cytokine levels (IL-10, 1L-1β, 1L-6, TNF-alpha).

**Conclusion:** Hemoadsorption with oXiris® membrane in scheduled cardiac surgery under CPB failed to improve MFI on D1 postoperative compared to the control group.

**Keywords:** cardiac surgery, oXiris® hemoadsorption membrane, cytokines, microcirculation, inflammation.