La macchina cuore-polmoni è un dispositivo biomedicale che permette la sopravvivenza del paziente quando viene fermato il cuore e i polmoni per intervenire chirurgicamente sulle strutture cardiache durante gli interventi di cardiochirurgia. In tal modo le funzioni cardiaca e polmonare sono garantite da questa macchina che viene utilizzata per la circolazione extracorporea (CEC).

Per il suo normale funzionamento e la gestione durante l’intervento cardiochirurgico è necessaria la presenza di personale specializzato, il tecnico di circolazione extracorporea (perfusionista), che si occupa, seguendo le direttive del cardiochirurgo, di iniziare la CEC, di condurla nelle varie fasi dell’intervento e di fermarla quando il cardiochirurgo completa l’intervento al cuore.

Il meccanismo della circolazione extracorporea prevede una prima fase, gestita dal cardiochirurgo, di cannulazione delle vene cave (superiore e inferiore) e dell’aorta ascendente mediante il posizionamento di cannule di materiale polimerico che vengono collegate al circuito della CEC dopo che il paziente viene ‘eparinizzato’ per evitare formazione di trombi all’interno dei circuiti e dell’ossigenatore.

Schematicamente il sangue venoso (non ossigenato) del paziente viene ‘prelevato’ dalle cannule poste in atrio destro (monocannulazione) o nelle vene cave superiore e inferiore (doppia cannulazione) e viene inviato all’ossigenatore che ha la funzione del polmone, cioè quella di ossigenare il sangue venoso per renderlo disponibile come sangue arterioso (ossigenato) e spingerlo mediante una biopompa o pompa roller attraverso la cannula arteriosa in tutti gli organi del paziente per tutta la durata dell’intervento cardiochirurgico. L’esclusione del cuore e dei polmoni avviene non appena un clamp chiude l’aorta ascendente dando inizio alla circolazione extracorporea.

A questo punto bisogna fermare il cuore per permetter l’accesso alle cavità cardiache utilizzando una soluzione cardioplegica (cristalloide o ematica iperpotassica) che iniettata in bulbo aortico o direttamente nelle arterie coronarie determina lo stop dell’attività cardiaca.

Durante l’intervento a cuore fermo, il sangue delle cavità viene recuperato attraverso aspiratori che fanno parte della macchina cuore-polmone e immesso dopo opportuna filtratura nel sistema ossigenante.

Uno scambiatore di calore collegato all’ossigenatore permette il raffreddamento del paziente alla temperatura corporea richiesta e al successivo riscaldamento fino alla normotermia quando il cardiochirurgo completa l’intervento chirurgico.

La riapertura del clamp aortico di solito permette la ripartenza del cuore spontaneamente o dopo qualche shock elettrico. In questa fase il cuore inizia a battere dopo la correzione chirurgica e la circolazione extracorporea viene ridotta gradualmente fino allo stop.

E’ ripristinata adesso la circolazione e l’ossigenazione ‘naturale’ mediante il cuore e i polmoni del paziente.