Whole blood for blood loss: hemostatic resuscitation in damage control.

Hemorrhagic shock and its complications are a major cause of death among trauma patients. The management of hemorrhagic shock using a damage control resuscitation strategy has been shown to decrease mortality and improve patient outcomes. One of the components of damage control resuscitation is hemostatic resuscitation, which involves the replacement of lost blood volume with components such as packed red blood cells, fresh frozen plasma, cryoprecipitate, and platelets in a 1:1:1:1 ratio. However, this is a strategy that is not applicable in many parts of Latin America and other low-and-middle-income countries throughout the world, where there is a lack of well-equipped blood banks and an insufficient availability of blood products. To overcome these barriers, we propose the use of cold fresh whole blood for hemostatic resuscitation in exsanguinating patients. Over 6 years of experience in Ecuador has shown that resuscitation with cold fresh whole blood has similar outcomes and a similar safety profile compared to resuscitation with hemocomponents. Whole blood confers many advantages over component therapy including, but not limited to the transfusion of blood with a physiologic ratio of components, ease of transport and transfusion, less volume of anticoagulants and additives transfused to the patient, and exposure to fewer donors. Whole blood is a tool with reemerging potential that can be implemented in civilian trauma centers with optimal results and less technical demand.

Remark

Introduction

The majority of preventable trauma deaths occur due to hemorrhage, with most of these deaths occurring within the first 2-3 hours after injury - . It is estimated that up to one-fourth of trauma-related deaths can be averted with early damage control measures . Intertwined with the concept of damage control surgery is that of damage control resuscitation (DCR), which aims to control hemorrhage, restore tissue hypoxia, and mitigate trauma-induced coagulopathy (TIC) , , .

Hemostatic resuscitation is a central tenet of DCR and the focus of this review. A blood-based strategy is now considered the standard of care in DCR , - . The current gold-standard is a balanced, 1:1:1 transfusion strategy with packed red blood cells (pRBCs), fresh frozen plasma (FFP), and platelets, as described in several trials throughout the last decade , , . The Trauma and Emergency Surgery Group (CTE) of Cali, Colombia has proposed that the ideal resuscitation should be done in a 1:1:1:1 proportion with pRBCs, FFP, platelets, and cryoprecipitate. Several studies are now challenging this paradigm, suggesting that whole blood rather than balanced component therapy may be the ideal resuscitative fluid , , , . We aim to discuss the emerging role that whole blood is playing in hemostatic resuscitation for severely injured trauma patients in hemorrhagic shock.

This article is a consensus that synthesizes the experience earned during the past 30 years in trauma critical care management of the severely injured patient from the Trauma and Emergency Surgery Group (CTE) of Cali, Colombia which is made up of experts from the University Hospital Fundación Valle del Lili, the University Hospital del Valle "Evaristo García", the Universidad del Valle and Universidad Icesi, the Asociación Colombiana de Cirugia, the Pan-American Trauma Society and the collaboration of national and international specialists of the United States of America and Latin America.

Epidemiology

The availability of blood products has an inverse effect on mortality from hemorrhagic shock caused by trauma. It has recently been described that the presence of at least 4 blood banks per city in Colombia is associated with decreased mortality from hemorrhagic shock in trauma . In a modeling study of the global availability of blood products based on the 2016 World Health Organization - Global Status Report on Blood Safety and Availability, it was estimated that 61% of the 195 included countries did not have sufficient blood products to meet the population’s needs .

The availability of blood products varies among countries; blood donation rates can provide a marker for blood accessibility. Of the 117.4 million blood donations collected worldwide annually, 42% are collected in high-income countries, which are home to only 16% of the world’s population. Blood donation rates per 1000 people are 32.6 in high-income countries, 15.1 in upper-middle-income countries, 8.1 in lower-middle income countries, and 4.4 in low-income countries .

The rate of blood donations in Latin America and the Caribbean was 14.84 per 1,000 population in 2014 . The blood donation rate in Colombia in 2015 was 16.07 per 1,000 people. Of the 795,792 donations in one year, 725,209 (91.13%) were registered as voluntary donations and 70,429 (8.85%) were registered as replacement donations .

Pathophysiology

Coagulopathy is present in up to 25% of trauma patients on admission . Macleod et al. , found that an initial prothrombin time (PT) greater that 14 seconds and partial thromboplastin time (PTT) greater than 34 seconds were independent predictors of mortality with adjusted odds ratios of 1.35 (95% CI: 1.11-1.68; p <0.001) and 4.26 (95% CI: 3.23-5.63; p <0.001), respectively. The presence of coagulopathy on admission is associated with increased transfusion requirements, length-of-stay, ventilator support, and multisystem organ failure .

TIC occurs due to a combination of acute trauma coagulopathy and resuscitation-associated coagulopathy . Acute trauma coagulopathy can develop within 30 minutes of injury and occurs due to systemic activation of the coagulation cascade followed by consumption coagulopathy and increased fibrinolysis. Resuscitation-induced coagulopathy contributes to worsening acidosis, hypothermia, and dilution of clotting factors often through excessive crystalloid infusion . Termed the “lethal trial,” coagulopathy, hypothermia, and acidosis can lead to the “vicious cycle of trauma,” which will ultimately lead to death. Hypothermia can lead to decreased platelet and enzyme function. Inadequate tissue perfusion leads to a lactic acidosis that can be further exacerbated with high chloride crystalloid solutions. The activity of coagulation factors also decreases with decreasing blood pH . A recent review by Ditzel et al. , suggests that the concept of the “lethal triad” should be revised to the “lethal diamond,” recognizing the role of hypocalcemia as an independent predictor of mortality and exacerbate coagulopathy, hypothermia, and acidosis .

Prior to the advent of damage control resuscitation, trauma care patient was driven by large boluses of crystalloid solution, which early studies suggested would improve cardiac output and oxygen delivery . A subsequent study by Kasotakis et al. , demonstrated that crystalloid resuscitation was associated with the development of acute respiratory distress syndrome, multisystem organ failure, bloodstream and surgical site infections, as well as abdominal and extremity compartment syndromes in a dose-dependent fashion. Brickell and Mattox’s landmark paper showed an increase in survival with a delay in crystalloid administration to trauma patients . A recent multivariate logistic regression analysis performed on a sample of 3,137 patients receiving crystalloid resuscitation found that fluid volumes of 1.5 L or more was associated with increased mortality in both elderly and nonelderly populations .

The aim of damage control resuscitation is to mitigate the effects of acute trauma coagulopathy, reversal of acidosis, and the prevention of hypothermia . The recognition of the deleterious effects of a crystalloid-based strategy, the pendulum began to swing back toward a balanced and blood-based strategy . Within the past two decades, studies have suggested that the inclusion of FFP and platelets in resuscitation at higher ratios lead to increased survival in bleeding patients with traumatic injuries , . The PROPPR trial, a pivotal study in the trauma literature, found that patients randomized to receive platelets, FFP, and pRBCs in a 1:1:1 ratio had significantly increased hemostasis and decreased death from hemorrhage compared with a group treated with the same products in a 1:1:2 ratio . However, many institutions in low-middle income countries do not have access to blood banks with enough blood products to administer a blood-based resuscitation in a 1:1:1 ratio. The relative success of the 1: 1: 1 formulation and the challenge of its availability have recently rekindled the discussion about the substance being imitated: whole blood itself.

Figure 1 shows the importance of the early initiation (within 15 minutes) and administration of blood components complying with the 1: 1: 1 ratio. Through the early administration of blood components in a balanced ratio, it is possible to improve mortality and utilize fewer blood components; later initiation of a blood-based transfusion strategy is associated with higher mortality and increased number of blood components utilized . Taking into account this evidence, it is easy to extrapolate the advantages of a hemostatic resuscitation strategy that utilizes whole blood, as this product can be initiated more quickly and efficiently than component therapy, thereby achieving a better outcome for patients.

Figure 1

Transfused hemocomponents rate according to surgery time (The survival of patients is associated with an earlier and constant rate of transfusion)

Which patients benefit from hemostatic resuscitation?

While only a 1-3% of patients that present to a major urban trauma center will require massive transfusion protocol, defined as the need for >10 units of blood within 24 hours, it is important to identify the patients who will benefit from early activation. This definition of massive transfusion in the literature is somewhat arbitrary and prone to survival bias .

Although many surgeons rely only on clinical judgment, a study that included 10 US Level I trauma centers determined that "clinical gestalt" alone had a sensitivity of 65.6% and a specificity of 63.8% in the identification of patients who ultimately required massive transfusion; that is, it is not a reliable strategy . There are various scales to assist in deciding whether or not to activate a massive transfusion protocol. We believe that the most practical scores do not require extensive calculations, making decision-making easier, using clinical assessment with rapidly available information such as blood gas and FAST. A summary of some scales to determine the probability of needing a massive transfusion is found in Table 1.

Table 1

Tools used for the prediction in hemodynamically unstable patient of massive transfusion

Tool	Components of the Tool	Clinical Data	Imaging Data	Laboratory Data	AUROC
Clinical Gestalt 28	Clinical judgment of the attending surgeon	X	--	--	0.62
Shock Index (SI) 29 - 31	SI >0.9	X	--	--	0.80
McLaughlin 32	Variables included: HR >105 bpm, SBP <110mmHg, Hematocrit <32%, pH <7.25	X	--	X	0.84
Assessment of Blood Consumption score 33	A score of 2 or more, given 1 point for each of the following: Penetrating mechanism, HR >120 bpm, SBP <90mmHg	X	X	--	0.86
ABCD 8	Predicts the need for MTP if these 4 variables are present: Base excess ≥8, Blood loss>1500 ml, Hypothermia, <35° C, NISS score>35	X	--	X	0.87
TASH 34	Score of >16 predicts MTP, maximum score of 27. Variables included SBP, Hemoglobin, Presence of intraabdominal fluid, Presence of complex long bone fractures or pelvic fractures, HR, Base excess, Male sex	X	X	X	0.89

SBP: Systolic Blood Pressure. HR: Heart rate.

TASH: Trauma associated severe hemorrhage

ABCD: A: Airway B: Breathing C: Circulatory D: Disability

MTP: Massive transfusion protocol

If available, thrombelastography is a valuable tool for decision making in the critically ill patient with hemorrhagic shock. thrombelastography takes into account the plasma and cellular components involved in clot formation, in addition to the lysis of the clot. Thus, this tool objectively allows one to determine which element or elements are specifically driving the "vicious cycle of trauma" in each patient . A summary of the elements of a thrombelastography is found in Table 2. Any deviation from normal values ​​suggests a specific coagulation disorder. Although there is controversy in the literature about the applicability of thrombelastography in trauma patients , a clinical trial in 2016 by González et al, . showed that, patients who had TEG-guided resuscitation had less mortality (p: 0.049), less use of FFP (p: 0.022) and less use of platelets (p: 0.041) compared to patients who had resuscitation guided by conventional values (INR, PT, PTT, fibrinogen).

Table 2

Summary of the critical elements of a thrombelastography

Phase of Coagulation	TEG Parameter	Normal Range	Description	Interpretation in a Hypocoagulable Patients
Activation	R time	5-10 minutes	Time period from the start of the test until the initial clot formation	If R time >10 minutes, consider: FFP, prothrombin complex, anticoagulant reversal
Amplification	K time	1-3 minutes	Time from beginning of clot formation to reaching a certain strength, specifically an amplitude of 20mm	If K time >3 minutes, consider: Fibrinogen concentrate or cryoprecipitate
Propagation	α angle	53.0-70.0mm	Angle between R and the imaginary line from the initial clot formation to the point of maximum strength related to the K time	If α angle <53mm, consider: Fibrinogen concentrate or cryoprecipitate
Termination	MA angle	50-70mm	Highest point on the curve that represents the maximum clot strength	Si MA <50mm, consider: Platelets
Fibrinolysis	LY30	0-3%	Percentage of reduction in amplitude 30 minutes after the MA	If LY30 >3%, consider: Tranexamic acid

TEG: thrombelastography

The evidence for whole blood

The goal of 1:1:1 resuscitation is to return to the patient in hemorrhagic shock what has been lost whole blood. While level 1 evidence is lacking, studies in the last decade suggest that damage control resuscitation should move from mimicking whole blood to transfusing it , .

Whole blood confers numerous practical advantages over component therapy. Whole blood returns blood to the hemorrhaging patient in a physiologic ratio. Each component unit contains an increased amount of anticoagulants and additives that contribute to a patient’s overall coagulopathy compared to one unit of whole blood . One study found that 825 mL of anticoagulants and additives transfused in the first 24 hours increased the risk of dilutional coagulopathy . Hess et al. , , found that reconstituted whole blood via components in a 1:1:1 ratio yielded a dilute mixture with a hematocrit of 29%, platelet count of 90,000, and coagulation factors diluted to 62% of whole blood concentrations. Stored whole blood, depending on duration of storage, has been shown to have a hematocrit 35-38%, platelet count of 150,000-200,000 and coagulation factors present at approximately 85% of pre-donation values . The use of whole blood in the prehospital environment is ideal as whole blood is significantly easier to transport and administer than component therapy (Table 3).

Table 3

The benefits of whole blood compared to component therapy at our institution .

Components	Whole Blood
Larger volume of additives and anticoagulants	Less volume of additives and anticoagulants
Requires transfusion of 3 bags	Requires transfusion of 1 bag
Applicable in few hospitals worldwide	Easy to replicate
Less accessible inresource-limited environment or in resource limited settings	Easy to implement in the prehospital environment and resources limited settings
More expensive	Cheaper

With an increase in surgical patient volume at the Trauma and Acute Care Surgery service at Hospital Vicente Corral Moscoso in Southern Ecuador , a whole blood program was implemented for the resuscitation of these critical patients. Whole blood is collected from donors, screened and available to surgical services for 48 hours, after which it is fractionated into components. Packed red blood cells and FFP are available, but platelets are sent to the local cancer hospital and are not available for transfusion after fractionation. Prior to the implementation of the whole blood program at our institution, pRBCs and FFP were available on an inconsistent and variable basis; platelets were rarely, if ever, available. We have recently demonstrated the feasibility of this strategy in a series of 93 patients who suffered hemorrhagic shock due to trauma or obstetric emergencies .

Mortality

Evidence from the military literature in the United States from recent conflicts in the Middle East have focused primarily on fresh whole blood, as combat scenarios necessitate the collection from prescreened donors in a “walking blood bank” on an emergency basis. Fresh whole blood (FWB) is typically stored at room temperature and used within 72 hours of collection, usually without prior refrigeration . In a retrospective study, Spinella et al. , described an improvement in 24-hour and 30-day mortality (p: 0.002) in patients resuscitated with fresh whole blood in addition to pRBCs and FFP, compared to component therapy, including apheresis platelets. The fresh whole blood group, however, had a significantly lower temperature on admission compared to the component therapy group and had a higher incidence of requiring massive transfusion . However, Perkins et al. , described an increase in 24-hour survival in the fresh whole blood group that approached significance (p= 0.06), with no difference in 30-day mortality. In this study, the fresh whole blood group presented with a higher ISS and a lower TRISS than the group treated with component therapy. Similarly, Nessen et al. , found that fresh whole blood was associated with better survival compared to pRBCs and FFP alone (OR: 0.096, 95% CI: 0.02-0.53), despite the fresh whole blood group having higher ISS and respiratory rate, and a lower SBP and temperature on admission than the group managed with component therapy. A prospective civilian study in Australia, comparing fresh whole blood and component therapy in patients from various surgical specialties requiring massive transfusion, found no difference in 24-hour or 30-day mortality with no significant difference in baseline characteristics in the two groups .

However, the civilian sector has been focused on stored whole blood largely due to the infectious concerns related to transfusion of fresh whole blood. Stored whole blood is kept at 1-6° C for up to 21 or 35 days depending on the anticoagulant used to sustain the red blood cell integrity . Civil studies predominantly demonstrate the equivalence or superiority of whole blood over component therapy. A single-institution randomized control trial compared modified whole blood (leuko-reduced whole blood with additional platelet transfusion) with component therapy, and did not find any difference in 24-hour or 30-day mortality. However, the researchers did not initially exclude traumatic brain injury patients from the study. Most deaths in the modified whole blood arm occurred due to traumatic brain injury . In a retrospective study using historical controls, a decrease in trauma mortality was observed in patients treated with stored whole blood (8.8% in component therapy versus 2.2% with stored whole blood, p: 0.039), with no difference in 30-day mortality . A recent prospective trial conducted in prehospital and emergency room settings found on multivariate analysis that low titer group O whole blood transfusion was an independent predictor of longer 30-day survival, despite the fact that patients receiving low-titer group O whole blood presented with evidence of more severe shock since they had a lower pH, worse base deficit and higher lactate than those in the component therapy group .

Use of blood products

Some studies do not describe differences in blood product utilization rates among whole blood-treated patients compared to those managed with component therapy , , , . While the study by Cotton et al. found no differences in the use of components at 24 hours, there was a trend towards a lower use of plasma and platelets in the first three hours in the group managed with modified whole blood (p: 0.11 whole blood p: 0.08, respectively) The recent evaluation of prehospital and emergency room whole blood administration found up to a 50% reduction in the use of blood products after leaving the emergency room in those patients managed with whole blood transfusion .

Role of autotransfusion

In centers where whole blood may not be available, autotransfusion provides an attractive alternative. A study of 272 patients at two level I trauma centers demonstrated that autotransfusion from the hemithorax in trauma patients was associated with no difference in complications and a significant decrease in use of packed red blood cells (p: 0.01) and platelets (p: 0.01), as well as decreased overall cost (p: 0.01). In the process of autotransfusion, blood is suctioned from the patient into a collection system with citrate phosphate dextrose solution, after which the anticoagulated product is transfused directly back to the patient without necessitating a type and cross . Similarly, Folkersen et al. , described a significant decrease in the units of red blood cells (p: 0.11) and decreased postoperative drainage (p: 0.032) in cardiac surgery patients treated with reinfusion of shed mediastinal blood.

Hemostatic capacity of whole blood

Much of the reluctance to accept whole blood in civilian centers is the concern regarding the hemostatic efficacy of cold-stored platelets and the risk of transfusion reactions in non-group O recipients of group-O whole blood. The American Association of Blood Banks (AABB) standards recommend that platelets be stored at 22-24° C with continuous gentle agitation for a maximum of 5 days. The reasoning behind this policy is that platelets best retain their function after transfusion under these conditions. Room temperature storage, however, increases the chance of bacterial contamination and leads to a decline in platelet function due to a decrease in pH associated with persistent metabolic activity . New studies suggest that cold-stored platelets retain hemostatic function for up to 21 days and that refrigerated platelets may achieve hemostasis more effectively than room-temperature platelets .

The Trauma and Emergency Surgery group in Cali, Colombia, has recently completed a whole blood validation project, using a platelet-sparing leukoreduction system, whereby the hemostatic capacity of whole blood is compared ex vivo to component therapy. Twenty units of whole blood from young, male and nulliparous female donors was performed. Blood was stored in refrigeration without agitation at 2-8° C. While hemoglobin and hematocrit remained stable, platelet count decreased in the first 6 days; the platelet count, however, remained above 100,000 per microliter. In this same timeframe, clotting factors, fibrinogen and protein C remained in normal ranges. Its hemostatic property was also evaluated by thrombelastography, which demonstrated a slight prolongation in the initiation of the clot, but stable clot formation throughout. These preliminary results are the basis for the development of the WEBSTER randomized control clinical trial which will test this whole blood system, pioneering the application of whole blood in civilian trauma .

Safety of whole blood

At the Hospital Vicente Corral Moscoso in Southern Ecuador, group-O whole blood that is untitered and non-leukoreduced is available for surgical patients presenting in hemorrhagic shock. In a recent series of 93 patients in hemorrhagic shock in the trauma or obstetrics and gynecology services, no symptomatology consistent with that of a hemolytic transfusion reaction was observed .

Several studies have demonstrated no statistically significant difference in the rate of transfusion reactions occurring in recipients of LTOWB compared to component therapy. In comparing patients resuscitated with LTOWB and component therapy, no statistically significant difference is described in rates of hemolysis and transfusion, , , with one possible case of transfusion related circulatory overload (TACO) in a patient transfused with LTOWB . No change in hemolysis markers has been documented with the administration of up to 4 units of whole blood , , .

Conclusion

Resuscitation of patients presenting in hemorrhagic shock due to trauma has evolved from the administration of high volumes of crystalloid to the concept of hemostatic resuscitation. In damage control resuscitation, the gold standard for resuscitation is a balanced component therapy with a 1:1:1 ratio. This strategy attempts to imitate the composition of the fluid that has been lost, shining light on the new proposals for the use of whole blood in hemostatic resuscitation.

Contribución del estudio

Introducción

La hemorragia exanguinante constituye la principal causa de muerte prevenible en las primeras 2 a 3 horas en lesiones de causa externa -. Las medidas tempranas de control de daños tienen el potencial de evitar una cuarta parte de las muertes relacionadas con trauma . El concepto de cirugía de control de daños se entrelaza con el de reanimación de control de daños. La reanimación de control de daños tiene como objetivo controlar la hemorragia, restaurar la perfusión tisular y mitigar la coagulopatía inducida por el trauma ,,. La reanimación hemostática es un pilar central de la reanimación de control de daños y es el enfoque de esta revisión. Actualmente, la estrategia de resucitación de control de daños se basa en el uso de hemoderivados ,-, teniendo como estándar de tratamiento la transfusión balanceada 1: 1: 1 con concentrados de glóbulos rojos, plasma fresco congelado y plaquetas ,,. La propuesta del grupo de cirugía de trauma y emergencias de Cali integra el ritmo de reanimación ideal que debe ser una proporción de 1:1:1:1, adicionando el crioprecipitado. En los últimos años, se ha desafiado este paradigma sugiriendo que la sangre total es el fluido ideal para la reanimación, en lugar de la terapia de componentes balanceados ,,,. El objetivo de este trabajo es discutir y presentar nuestra experiencia en el rol emergente de la sangre total en la reanimación hemostática de pacientes con choque hemorrágico.

Este artículo es un consenso que sintetiza la experiencia lograda durante los últimos 30 años en el manejo del trauma, cirugía general y cuidado crítico del grupo de cirugía de Trauma y Emergencias de Cali, Colombia conformado por expertos del Hospital Universitario Fundación Valle del Lili y el Hospital Universitario del Valle “Evaristo García”, con la Universidad del Valle y la Universidad Icesi, en colaboración con la Asociación Colombiana de Cirugía y la Sociedad Panamericana de Trauma, en conjunto con especialistas nacionales e internacionales de EE.UU y Latino América.

Epidemiología

La disponibilidad de hemoderivados tiene un efecto inverso en la mortalidad de pacientes con choque hemorrágico por lesiones de causa externa. Recientemente, en Colombia se describió que la presencia de al menos cuatro bancos de sangre por ciudad se asocia con una disminución en la mortalidad por choque hemorrágico en la atención del trauma . Sin embargo, el estudio sobre la seguridad y disponibilidad global de productos sanguíneos de la Organización Mundial de Salud ha estimado que el 61% de los países incluidos no tiene suficientes productos sanguíneos para satisfacer las necesidades de la población .

La disponibilidad de hemoderivados varía entre países; las tasas de donación de sangre sirven como un marcador de disponibilidad de sangre dentro de cada país. De los 117.4 millones de donaciones de sangre recolectadas anualmente en todo el mundo, el 42% se recolecta en países de altos ingresos, donde vive solo el 16% de la población mundial. Las tasas de donación de sangre por cada 1,000 personas es de 32.6 en países de altos ingresos, 15.1 en países de ingresos medios-altos, 8.1 en países de ingresos medios bajos y 4.4 en países de bajos ingresos .

Para el 2014, la tasa de donaciones de sangre en América Latina y el Caribe fue de 14.84 por 1,000 habitantes . La tasa de donación de sangre en Colombia en 2015 fue de 16.07 por 1,000 personas. De las 795,792 donaciones en un año, 725,209 (91.13%) se registraron como donaciones voluntarias y 70,429 (8.85%) se registraron como donaciones de reemplazo .

Fisiopatología

La coagulopatía está presente en el 25% de los pacientes con trauma que ingresan al servicio de urgencias . MacLeod et al., describen que un tiempo inicial de protrombina mayor de 14 segundos y un tiempo parcial de tromboplastina mayor de 34 segundos, fueron predictores independientes de mortalidad con un odds ratio de 1.35 (IC 95%: 1.11-1.68; p <0.001) y 4.26 (IC 95%: 3.23-5.63; p <0.001), respectivamente. La presencia de coagulopatía al ingreso se asocia con un aumento en los requerimientos de transfusión, estancia hospitalaria, soporte ventilatorio invasivo y mayor incidencia de falla orgánica múltiple .

La coagulopatía inducida por trauma ocurre por el daño tisular del trauma y los esfuerzos de la reanimación y puede desarrollarse en los primeros 30 minutos . Este trastorno ocurre debido a una activación sistémica de la cascada de la coagulación, seguida de una coagulopatía por consumo y un aumento de la fibrinólisis. La coagulopatía inducida por la reanimación se asocia a una infusión excesiva de cristaloides, empeora la acidosis, la hipotermia y la dilución de los factores de coagulación . La hipotermia conduce a una disminución en la función de las plaquetas y enzimas. La perfusión tisular inadecuada causa una acidosis láctica que se exacerba aún más, con soluciones cristaloides con alta concentración de cloruro. La actividad de los factores de coagulación se disminuye por el pH acido sanguíneo . Una revisión reciente de Ditzel et al. , sugieren que el concepto de la "tríada de la muerte" deba actualizarse al del "rombo de la muerte", reconociendo el papel de la hipocalcemia, como predictor independiente de mortalidad y factor que potencia la coagulopatía, la hipotermia y la acidosis ,.

En la Figura 1 se resalta la importancia del inicio temprano (15 minutos) de la administración de hemo componentes cumpliendo con la relación 1:1:1, y se demuestra que la administración temprana y balanceada de hemo componentes aumenta la supervivencia y requiere menos número de transfusiones.

Figura 1

Tasa de hemocomponentes transfundidos según tiempo inicio de cirugía (los supervivientes se asociaron a un inicio de transfusión más temprana y una tasa estable)

Antes de la implementación de la resucitación de control de daños, la reanimación del paciente con trauma fue basada en la administración de grandes volúmenes de cristaloides, con la hipótesis de que mejoraba el gasto cardíaco y el suministro de oxígeno a los tejidos . Un estudio realizado por Kasotakis et al., pusieron en duda esta práctica, ya que encontraron que la reanimación con cristaloides se asoció al desarrollo de síndrome de distrés respiratorio agudo, falla orgánica múltiple, bacteriemia, infecciones del sitio operatorio, síndrome del compartimiento abdominal y síndrome compartimental de extremidades. Posteriormente, Brickell y Mattox demostraron que la tasa de supervivencia era mayor, si había una disminución en el volumen de cristaloides administrados a los pacientes con trauma. Un análisis multivariado realizado a una muestra de 3,137 pacientes que recibieron reanimación con cristaloides demostró que un volumen de 1.5 L o más, se asocia con un aumento en la mortalidad tanto en adultos mayores como en población joven. .

El objetivo de la resucitación de control de daños es la mitigación de los efectos de la coagulopatía inducida por trauma, revertir la acidosis y prevenir la hipotermia . Con el reconocimiento de los efectos deletéreos de una estrategia basada en cristaloides, el péndulo ha oscilado hacia una estrategia basada en una administración balanceada de sangre . En las últimas dos décadas, los estudios han sugerido que la inclusión de plasma y plaquetas en la reanimación se relaciona con una mayor supervivencia a la hemorragia en pacientes con lesiones traumáticas ,. El ensayo PROPPR, encontró que pacientes que recibieron unidades de plaquetas, plasma y glóbulos rojos en una proporción 1:1:1 habían aumentado significativamente la hemostasia y una disminución en la mortalidad en comparación con un grupo tratado con una proporción 1: 1: 2 . Sin embargo, muchas instituciones en los países de medianos y/o bajos ingresos no tienen acceso a bancos de sangre con suficientes productos sanguíneos para poder administrar hemoderivados en esta proporción. El éxito relativo de la fórmula 1: 1: 1 y el desafío que representa su disponibilidad ha permitido volver a debatir acerca del uso de la sangre total.

¿Qué pacientes se benefician de la reanimación hemostática?

El 1 al 3% de los pacientes que ingresan a un centro de trauma urbano requerirán un protocolo de transfusión masiva, definido como la necesidad de transfusión de más de 10 unidades de sangre en 24 horas . Esta definición de transfusión masiva es arbitraria y con sesgo en la estimación de la supervivencia es importante identificar a los pacientes que se podrían beneficiar de la transfusión . Aunque muchos cirujanos confían solo en el juicio clínico, un estudio que incluyó 10 centros de trauma de nivel I en EE.UU. determinó que el juicio clínico solo tiene una sensibilidad del 65.6% y una especificidad del 63.8% para identificar pacientes que requieren transfusión masiva . Existe una amplia variedad de escalas para ayudar en la decisión de activar o no un protocolo de transfusión masiva. Los puntajes más prácticos se estiman sin cálculos extensos, lo cual facilita la toma de decisiones clínicas en tiempo real, utilizando la evaluación inicial del paciente. Un resumen de algunas escalas para determinar la necesidad de transfusión masiva se describe en la Tabla 1.

Tabla 1

Herramientas utilizadas para predecir si un paciente con choque hemorrágico necesitara transfusión masiva.

Herramienta	Componentes de la Herramienta	Datos Clínicos	Datos de Imágenes	Datos del Laboratorio	AUROC
Juicio Clínico 28	El juicio clínico del cirujano tratante	X	--	--	0.62
Índice de choque 29-31	IC >0.9	X	--	--	0.80
McLaughlen 32	Variables tienen valores de 0 al menos que: FC >105 Lpm, PAS <110 mmHg, Hematocrito <32%, pH <7.25	X	--	X	0.84
Evaluación de la puntuación del consumo de sangre (ABC) 33	Una puntación de 2 o más, dando 1 puntaje por cada uno de los siguientes: Mecanismo penetrante, FC >120, PAS <90mmHg	X	X	--	0.86
Nemotecnia ABCD 8	Predice transfusión masiva si las 4 variables son presentes: Exceso de base ≥8, Pérdida de sangre >1,500 mL, Hipotermia <35° C, Escala de NISS>35	X	--	X	0.87
TASH 34	Puntaje >16 predice transfusión masiva, puntaje máximo 27: Las variables evaluadas son: PAS, Hemoglobina, Presencia de líquido intraabdominal, Presencia de fracturas complejas de hueso largo o pélvico, FC, Exceso de base, Género masculino	X	X	X	0.89

*FC: Frecuencia Cardiaca, PAS: Presión Arterial Sistólica.

ABC: Assessment of Blood Consumption score

TASH: Trauma asociado a una hemorragia severa

ABCD: A: Vía aérea B: Respiración C: Circulatoria D: Discapacidad

MTP: Protocolo de transfusión masiva

Si hay disponibilidad de la Tromboelastografía, esta debe ser empleada. La tromboelastografía es una herramienta valiosa para la toma de decisiones en un paciente crítico con choque hemorrágico. Esta evalúa los componentes plasmáticos y celulares involucrados en la formación o lisis de un trombo en su condición actual. Así, esta herramienta permite identificar objetivamente que elemento o elementos, conducen a la coagulopatía . Un resumen de las variables reportadas por una tromboelastografía está descrito en la Tabla 2. No obstante, aún existe controversia en la literatura de la aplicabilidad de la tromboelastografía en los pacientes de trauma . Un ensayo clínico en 2016 por González et al. , demostraron que los pacientes con reanimación guiada por Tromboelastografía, tenían una reducción en la mortalidad (p: 0.049), menor uso de plasma (p: 0.022) y plaquetas (p: 0.041); comparado con los pacientes que tuvieron reanimación convencional .

Tabla 2

Resumen de los elementos críticos de una tromboelastografía .

Fase de Hemostasia	Parametro	Valores Normales	Descripción	Interpretación en un paciente hipocoaguloble
Activación	R time	5-10 minutos	Periodo de latencia desde el inicio de la prueba hasta la formación de fibrina inicial	Si R time>10 minutos, se considera: PFC, complejo de protrombina o reversión de anticoagulante
Amplificación	K time	1-3 minutos	Tiempo “cinético” para lograr estabilidad del trombo, equivalente a una amplitud de 20 mm	Si K time >3 minutos, se considera: Concentrado de fibrinógeno o crioprecipitado
Propagación	α angle	53.0-70.0 mm	Angulo entre R y línea imaginaria desde el momento la formación del trombo hasta el punto de trombo máximo, relacionado a K time	Si α angle <53 mm, se considera: Concentrado de fibrinógeno o crioprecipitado
Terminación	MA angle	50-70 mm	Curva máxima que representa la fuerza máxima del trombo	Si MA <50 mm, se considera: Plaquetas
Fibrinólisis	LY30	0-3%	Porcentaje de la reducción de la amplitud 30 minutos después del MA	Si LY30 >3%, se considera: Acido tranexámico

La evidencia de sangre total

La meta de la reanimación 1: 1: 1 en un paciente con choque hemorrágico es recuperar la sangre que ha perdido. Si bien falta más evidencia, los estudios en la última década sugieren que la reanimación de control de daños debe buscar imitar la sangre total ,.

La sangre total confiere numerosas ventajas prácticas sobre la terapia de componentes. La sangre total tiene una proporción de componentes celulares y de factores coagulación similar al fisiológico. Las unidades por hemoderivados contienen una mayor cantidad de anticoagulantes y aditivos que contribuyen a la coagulopatía general del paciente, en comparación con una unidad de sangre total . Se ha reportado que la transfusión adicional de anticoagulantes y aditivos en las primeras 24 horas, aumenta el riesgo de coagulopatía dilucional . Un análisis realizado por Hess et al., encontraron que la sangre total reconstituida, a través de hemo componentes en una proporción 1: 1: 1 produjo una mezcla diluida con un hematocrito del 29%, recuento de plaquetas de 90,000 y factores de coagulación diluidos al 62% de las concentraciones plasmáticas ,. La sangre total de acuerdo al tiempo de almacenamiento puede variar sus concentraciones de hematocrito entre un 35-38%, recuento de plaquetas entre 150,000-200,000 y factores de coagulación en un 85% de los valores previos a la donación . El uso de sangre total en el entorno prehospitalario se ha iniciado a proponer que tuviese ventajas respecto a su fácil transporte e inicio temprano de transfusiones (Tabla 3).

Tabla 3

Los beneficios de sangre total comparado a terapia con componentes durante la reanimación de control de daños .

Componentes	Sangre Total
Mayor volumen de aditivos y anticoagulantes	Menor volumen de aditivos y anticoagulantes
Se requiere la transfusión en 3 bolsas	Se requiere la transfusión de solo 1 bolsa
Aplicable en pocos hospitales del mundo	Fácil de replicar
Menos accesible en el entorno prehospitalario y en entornos de recursos limitados	Fácil para implementar en el entorno prehospitalario y en entornos de recursos limitados
Más costoso	Más económico

En el servicio de cirugía de trauma y emergencias del Hospital Vicente Corral Moscoso en el sur de Ecuador se implementó un programa de sangre total fresca fría para la reanimación de pacientes críticos . Se recolecto sangre completa de los donantes, se examinó y se puso a disposición de los servicios quirúrgicos durante 48 horas, si no se había empleado, la sangre se fracciona en hemo componentes. Las unidades glóbulos rojos y de plasma fresco congelado están disponibles, pero las plaquetas se envían al hospital oncológico local y no están disponibles para transfusiones después del fraccionamiento. Antes de la implementación del centro de trauma y emergencias, las unidades de glóbulos rojos y plasma estaban disponibles de manera inconstante; las plaquetas rara vez estaban disponibles. Esta experiencia demostró la viabilidad del uso de sangre total en una serie de 93 pacientes con choque hemorrágico asociado a trauma o emergencia obstétrica .

Mortalidad

La información de la medicina militar en los Estados Unidos proveniente de conflictos recientes en el Medio Oriente se ha centrado en la sangre total fresca ya que los escenarios de combate requieren la recolección de donantes preseleccionados en un "banco de sangre ambulante" en caso de requerirlo. La sangre total fresca se almacena a temperatura ambiente y se usa en un plazo de 72 horas posteriores a la recolección, sin refrigeración . Spinella et al. , describen una reducción en la mortalidad post trauma a las 24 horas y 30 días en pacientes resucitados con sangre total fresca junto con unidades de glóbulos rojos y plasma adicionales, en comparación con la terapia de hemo componentes, incluidas las plaquetas de aféresis. El grupo de sangre total fresca tuvo una temperatura menor al ingreso en comparación con el grupo de terapia de componentes y una mayor incidencia de transfusión masiva . Perkins et al. , describieron un aumento de la supervivencia a 24 horas en pacientes tratados con sangre total, a pesar, de que este grupo de estudio se asociaran a una mayor proporción de hipotermia, acidosis, menor recuento plaquetario al ingreso, mayor severidad del trauma medida por ISS y menor tasa de supervivencia predictiva estimada por TRISS. Nessen et al., compararon el uso de sangre total fresca versus a la administración únicamente de unidades de glóbulos rojos y plasma. El grupo tratado con sangre total se asocia con una reducción en el riesgo de mortalidad (OR-ajustado: 0.096; IC 95%: 0.02-0.53), a pesar de que el grupo con sangre total fresca tenía mayor severidad del trauma, hipotensión e hipotermia al ingreso comparado con el grupo de hemo componentes . Un estudio con población civil prospectivo en Australia, comparó sangre total fresca y la terapia de componentes en pacientes de diversas especialidades que requirieron transfusión masiva, sin encontrar diferencias en la mortalidad a 24 horas o 30 días .

La sangre total se puede almacenar a 1-6° C hasta 21 o 35 días, dependiendo del anticoagulante utilizado para mantener la integridad de los glóbulos rojos . Los estudios con población civil demuestran una equivalencia o superioridad de la sangre total sobre la terapia de componentes. Un ensayo clínico, aleatorizado, controlado en una sola institución comparó la sangre total modificada (sangre total leuco reducida con transfusión de plaquetas adicional) con la terapia de componentes, sin reportar diferencias en la mortalidad a 24 horas o 30 días. Aunque, este estudio puede tener un sesgo para el grupo de sangre total, ya que no se descartaron las muertes asociadas a trauma craneoencefálico . En un estudio retrospectivo que usó controles históricos, se observó una disminución de la mortalidad por traumatismo en pacientes tratados con sangre total almacenada (8.8% en la terapia de componentes versus 2.2% con sangre total,), sin diferencias en la mortalidad a los 30 días . Un ensayo prospectivo realizado en entornos prehospitalarios y de sala de emergencias, reportó que la reanimación con sangre total del grupo O con bajos títulos, era un predictor independiente de supervivencia a los 30 días, a pesar de que este brazo del estudio presento choque severo, acidosis e hiperlactatemia comparado con su grupo control .

Utilización de productos sanguíneos

Los estudios no describen diferencias en la tasa de utilización de productos sanguíneos entre los pacientes tratados con sangre total en comparación con la terapia de componentes ,,,. Cotton et al. , no encontraron diferencias en el uso de hemo componentes a las 24 horas; pero, en el grupo de sangre total hubo un menor uso de unidades de plasma y plaquetas en las primeras horas. La evaluación de la administración de sangre total prehospitalaria y en sala de emergencias, encontró una reducción de hasta un 50% en el uso de productos sanguíneos después de salir de la sala de emergencia .

El rol de la autotransfusión

En centros donde la sangre total no está disponible, la autotransfusión provee una alternativa atractiva. Un estudio de 272 pacientes en dos hospitales de I nivel en EE. UU. demostró que la autotransfusión del hemotórax en pacientes de trauma se asoció con a una disminución en el uso de unidades de glóbulos rojos y de plaquetas, así como una disminución del costo total y no reportó diferencias en las complicaciones. En el proceso de autotransfusión, se recolecta la sangre desde el paciente a un sistema que contiene citrato fosfatasa dextrosa, seguida de la transfusión del producto anticoagulado al paciente directo sin necesidad de realizar un cruce . De manera similar, Folkersen et al. , describieron una disminución significativa en el uso de unidades de glóbulos rojos y menor drenaje postquirúrgico en pacientes de cirugía de corazón tratados con un auto transfusión de sangre recolectada del mediastino.

Capacidad hemostática de la sangre total

Uno de los dilemas de la sangre total para ser implementada en la esfera civil se relaciona con la falta de información respecto a la eficacia hemostática de las plaquetas guardadas en frío. Los estándares de la Asociación Estadounidense de Bancos de Sangre (American Association of Blood Bank - AABB, por sus siglas en inglés) mantienen que las plaquetas deben almacenarse a 22-24° C con agitación suave y continua durante un máximo de 5 días. El razonamiento detrás de esta pauta es la teoría de que las plaquetas mantienen mejor su función después de la transfusión en estas condiciones. Sin embargo, el almacenamiento a temperatura ambiente aumenta la posibilidad de contaminación bacteriana y conduce a una disminución en la función plaquetaria debido a una disminución en el pH . Nuevos estudios sugieren que las plaquetas guardadas en frío conservan la función hemostática hasta por 21 días, y que las plaquetas refrigeradas pueden lograr una hemostasia más efectiva que las plaquetas a temperatura ambiente .

El grupo de Cirugía de Trauma y Emergencias en Cali, recientemente ha terminado un proceso de validación de sangre total para ser procesada mediante un sistema ahorrador de plaquetas y leucorredución, evaluando su capacidad de conservar los componentes celulares, los factores de coagulación y su capacidad hemostática hasta por 21 días. Se realizo el análisis de 20 unidades de sangre total de donantes jóvenes hombres y mujeres nulíparas. La sangre fue almacenada en refrigeración sin agitación a temperaturas entre 2º C y 8º C. Se encontró que el conteo de eritroides, hemoglobina y hematocrito se mantuvo estable, el conteo de plaquetas descendió en los primeros seis días, pero se mantuvo mayor a 100,000 celulas/mL, hasta el día 21. Los factores de coagulación, fibrinógeno y proteína C de la coagulación se mantuvieron en rangos normales. Su propiedad hemostática evaluada mediante la Tromboelastografía mostró una leve prolongación en la iniciación y progresión del coagulo, pero tiene una formación estable del coagulo finalmente. Estos resultados preliminares, son el sustento para el desarrollo del ensayo clínico, controlado, aleatorizado WEBSTER, el cual probará este sistema de sangre total, siendo pionero en el mundo en la conservación y aplicación de sangre total en trauma civil .

Seguridad de sangre total

En el Hospital Vicente Corral Moscoso en el sur de Ecuador, el grupo O de sangre total sin títulos y sin leucorreducción está disponible para pacientes quirúrgicos que se presentan en choque hemorrágico. En una serie reciente de 93 pacientes exsanguinados de los servicios de trauma y ginecobstetricia, no se observaron reacciones transfusionales asociadas al uso de sangre total. La población en esta región del Ecuador, predominantemente, es un grupo de O +, lo que lo convierte en un lugar ideal para la implementación de un programa de sangre total .

No se ha demostrado diferencias en la tasa de reacciones transfusionales en pacientes receptores de sangre total tipo O con bajos títulos, en contraste a pacientes tratados con terapia de componentes. Igualmente, tampoco se han reportado diferencias en pacientes tratados con terapia combinada de hemo componentes y sangre total tipo O con bajos títulos ,. Existe un caso reportado acerca de una sobrecarga circulatoria relacionada con la transfusión en un paciente transfundido con sangre total tipo O con bajos títulos . No se ha documentado ningún cambio en los marcadores de hemólisis con la administración de hasta cuatro unidades de sangre total ,,.

Conclusión

La reanimación de los pacientes que se presentan con choque hemorrágico por trauma ha evolucionado desde la administración de altos volúmenes de cristaloides, terapia de hemo componentes y nuevamente el de sangre total. La resucitación de control de daños ha implementado una estrategia de reanimación con hemoderivados usando una fórmula balanceada 1:1:1:1, que intenta simular los componentes celulares y factores de coagulación fisiológicos. Sin embargo, tiene una alta demanda técnica y de disponibilidad en el manejo convencional del trauma. La sangre total puede ser factible como una estrategia dentro de la resucitación hemostática que tiene ventajas técnicas y un perfil de resultados superior a la terapia estándar.

1) Why was this study conducted?

This study aims to discuss the emerging role that whole blood is playing in hemostatic resuscitation for severely injured trauma patients in hemorrhagic shock.

2) What were the most relevant results of the study?

In damage control resuscitation, the gold standard for resuscitation is a balanced component therapy with a 1:1:1 ratio. This strategy attempts to imitate the composition of the fluid that has been lost, shining light on the new proposals for the use of whole blood in hemostatic resuscitation.

3) What do these results contribute?

Whole blood confers numerous practical advantages over component therapy.

1) ¿Por qué se realizó este estudio?

Este estudio tiene como objetivo discutir el rol de la sangre total en la resucitación hemostática de los pacientes con trauma severo y shock hemorrágico

2) ¿Cuáles fueron los resultados más relevantes del estudio?

El estándar de oro en la resucitación hemostática es un balance de hemocomponentes con una proporción 1:1:1, buscando imitar la composición de la sangre perdida. La sangre total es la nueva estrategia en la resucitación hemostática

3¿Qué aportan estos resultados?

La sangre total confiere ventajas practicas sobre la terapia de hemo componentes.