способ восстановления жизнеспособности ишемически поврежденных донорских органов

Формула изобретения

Способ восстановления жизнеспособности ишемически поврежденных донорских органов, включающий эвакуацию крови из региона перфузии, ее охлаждение, оксигенацию и возвращение в сосудистое русло, отличающийся тем, что после изъятия органа проводят экстракорпоральную перфузию органа раствором, в состав которого входит не менее 25% консервирующего раствора «Кустодиол», не менее 20% перфторана, не менее 1,5 млн ME стрептокиназы, не менее 50000 ME гепарина, не менее 300 мкг преднизолона в течение не менее 2 ч, при этом из контура экстракорпоральной аппаратной перфузии с помощью лейкоцитарного фильтра удаляют активированные лейкоциты, а температуру перфузата снижают до 5-12°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности, к трансплантологии и может применяться в центрах забора донорских органов в процессе их консервации.

Известны следующие способы восстановления жизнеспособности ишемически поврежденных донорских органов.

1. Экстракорпоральная аппаратная перфузия абдоминальных донорских органов консервирующим раствором с применением системы ECOPS в условиях гипотермии при мультиорганном заборе на этапе изъятия трупных донорских органов грудной клетки (сердце и легкие) [Maathuis M.H.J., Manekeller S., van der Plaats A. et. al. Improved kidney graft function after preservation using a novel hypothermic device: the groningen machine perfusion system // Annals of Surgery. - 2007. - Vol.246. - № 6. - P.982-991].

Кровь из абдоминального региона перфузии эвакуируют, замещают охлажденным (от 4 до 7°С) оксигенированным консервирующим раствором, проводят аппаратную перфузию абдоминальных донорских органов (печень, почки, поджелудочная железа).

Недостатком данного способа является то, что применение консервирующего раствора в качестве перфузата и глубокой гипотермии 4°С не позволяет восстанавливать энергетический и функциональный потенциал ишемически поврежденных донорских органов.

Другим недостатком данного способа является то, что из сосудистого русла не удаляются активированные лейкоциты, что усиливает лейкоцит-индуцированное повреждение донорских органов и создает предпосылки для развития тяжелых реперфузионных осложнений после трансплантации данных органов.

Резкое снижение температуры трансплантата до величины не более 7°С является дополнительным повреждающим фактором для ишемически поврежденных донорских органов.

Отсутствие аппаратной перфузии ишемически поврежденных донорских органов после изъятия не позволяет воздействовать на функциональное состояние и контролировать микроциркуляторное русло до трансплантации.

2. Искусственное поддержание кровообращения и газообмена в органах донора до начала их эксплантации с помощью аппарата искусственного кровообращения в условиях глубокой гипотермии с аутологичной кровью [Gomez M., Alvarez J., Arias J., et al. Cardiopulmonary bypass and profound hypothermia as a means for obtaining kidney grafts from irreversible cardiac arrest donors: Cooling technique // Transplant. Proc. - 1993. - Vol.25. - P.1501-1503].

Кровь из сосудистого русла эвакуируют, охлаждают, оксигенируют и возвращают обратно до этапа эксплантации.

Недостатком данного способа является то, что из перфузионного контура не удаляются активированные лейкоциты, что увеличивает степень ишемически-реперфузионной травмы и уменьшает жизнеспособность данных донорских органов.

Другим недостатком данного способа является то, что перфузия осуществляется в условиях гипотермии, что не позволяет воздействовать на функциональное состояние и восстанавливать жизнеспособность ишемически поврежденных донорских органов.

Еще одним недостатком данного способа является то, что отсутствует аппаратная перфузия ишемически поврежденных донорских органов после изъятия, что уменьшает срок хранения ишемически поврежденного донорского органа и исключает возможность восстановления жизнеспособности и воздействие на функциональное состояние до трансплантации.

Ближайшим к заявляемому является способ экстракорпоралыюй перфузии и мембранной оксигенации абдоминальных донорских органов у доноров с остановкой сердечной деятельности в условиях гипотермии (4°С) [Ко W.J., Chen Y.S., Tsai P.R. et. al. Extracorporeal membrane oxygenation support of donor abdominal organs in NHBD // Clin. Transplantation. - 2000. - Vol.14. - P.152-156].

Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа, является то, что экстракорпоральную перфузию донорских органов выполняют цельной кровью донора при постоянной температуре не более 4°С, что не позволяет «подготовить» поврежденные донорские органы к консервации и восстановить их энергетический и функциональный потенциал, так как воздействие на обменные процессы в клетке возможно лишь в условиях нормо- и субнормотермии с применением консервирующего раствора «Кустодиол», перфторана, гепарина, стрептокиназы, преднизолона.

Другим недостатком способа является то, что отсутствует аппаратная перфузия после изъятия ишемически поврежденных донорских органов, что сокращает время хранения донорских органов и не позволяет поддерживать обменные процессы в клетках, оценить жизнеспособность ишемически поврежденных донорских органов и их пригодность к трансплантации.

Другим недостатком способа является то, что отсутствует удаление активированных форм лейкоцитов, которые вызывают лейкоцит-индуцированное повреждение тканей, что снижает жизнеспособность ишемически поврежденных донорских органов. Лейкоциты вносят основной вклад в повреждение ткани донорских органов как через выделение протеолитических ферментов и свободных радикалов, так и через обструктивный компонент, обтурируя просвет капилляров, приводя к связыванию тромбоцитов, эритроцитов, ухудшая функциональное состояние донорских органов и тем самым снижая их жизнеспособность.

Задачей настоящего изобретения является расширение донорского пула за счет повышения эффективности восстановления ишемически поврежденных донорских органов.

Согласно изобретению поставленная задача решается тем, что в способе восстановления жизнеспособности ишемически поврежденных донорских органов, заключающемся в том, что кровь из региона перфузии эвакуируют, охлаждают, оксигенируют и возвращают в сосудистое русло, в состав перфузата вводят не менее 25% консервирующего раствора «Кустодиол», не менее 20% перфторана, не менее 1,5 млн ME стрептокиназы, не менее 50000 ME гепарина, не менее 300 мкг преднизолона, после изъятия данным перфузионным раствором проводят аппаратную перфузию изолированных ишемически поврежденных донорских органов в течение не менее 2 часов, из контура экстракорпоральной аппаратной перфузии удаляют лейкоциты с помощью лейкоцитарного фильтра, температуру перфузата снижают до величины от 5°С до 12°С.

Введение в перфузат не менее 25% консервирующего раствора «Кустодиол» позволяет стабилизировать клеточные мембраны и уменьшить отек эндотелия и тканей ишемически поврежденных донорских органов.

Наличие в нем не менее 20% перфторана позволяет улучшать доставку кислорода к тканям, улучшать метаболизм и газообмен на уровне тканей, что поддерживает минимальный уровень метаболизма перфузируемых тканей. Помимо этого, перфторан способен ослаблять эндотелиальное повреждение, что связано с наличием у него мембранопротективных свойств, со способностью угнетать адгезию, хемотаксис и метаболизм лейкоцитов, а также ослаблять взаимодействия между лейкоцитами и эндотелием, тем самым снижая степень лейкоцит-индуцированного повреждения тканей донорского органа.

Наличие в растворе стрептокиназы и гепарина позволяет осуществлять фармакологическое воздействие на конгломераты активированных лейкоцитов с форменными элементами крови, разобщая их связи, что способствует удалению лейкоцитов и реканализации микрососудистого русла, уменьшая степень реперфузионной травмы и улучшая качество трансплантата.

Введение в перфузат не менее 300 мкг преднизолона позволяет оказывать на ишемически поврежденный донорский орган противовоспалительное, противоаллергическое, противошоковое и иммуносупрессивное действие, что позволяет снизить степень ишемически-реперфузионной травмы и повысить жизнеспособность поврежденного донорского органа.

Аппаратная перфузия данным перфузатом после изъятия позволяет воздействовать на микрососудистое русло ишемически поврежденных донорских органов и поддерживать обменные процессы клеток данных донорских органов на минимальном уровне до трансплантации, увеличить срок хранения данных донорских органов.

Внедрение в контур лейкоцитарного фильтра позволяет произвести санацию микрососудистого русла от активированных лейкоцитов, конгломератов лейкоцитов между собой и с форменными элементами крови и тем самым уменьшить степень нарушения микроциркуляции, лейкоцит-индуцированного повреждения тканей и ишемически-реперфузионной травмы, увеличить жизнеспособность данных донорских органов.

Перфузию ишемически поврежденных донорских органов осуществляют в условиях нормотермии с постепенным снижением температуры перфузата до величины от 5 до 12°С, так как восстановление энергетического и функционального потенциала донорского органа и воздействие на микроциркуляторное русло возможно только в условиях нормотермии или субнормотермии. Многие метаболические процессы клетки прекращают работать в условиях глубокой гипотермии (4°С) (Na-K АТФ-аза, дыхательные цепи клетки, катионно-анионное взаимодействие, изменение электрического потенциала клеточной мембраны). Эти процессы происходят потому, что условия глубокой гипотермии и применение консервирующего раствора призваны стабилизировать и зафиксировать клетки донорского органа, но так как органы перед перфузией претерпевают ишемическое повреждение, а метаболические процессы в клетке, как доказано, сохраняются в условиях гипотермии, прежде чем выполнять перфузионную консервацию консервирующими растворами необходимо сначала восстановить в условиях нормотермии энергетический и функциональный потенциал ишемически поврежденных донорских органов, а затем постепенно перевести его в состояние гипотермии, где метаболические процессы максимально снижены, но продолжаются и их можно поддерживать на минимальном уровне до трансплантации органа. Проведение перфузии в условиях субнормотермии позволяет улучшить жизнеспособность ишемически поврежденного донорского органа и снизить степень ишемически-реперфузионной травмы.

Применение перфузии данным перфузатом в течение не менее 2 часов, - необходимый интервал времени, который позволяет максимально полно восстановить функциональный и энергетический потенциал клеток ишемически поврежденного донорского органа за счет поставки питательных веществ и кислорода к тканям, «подготовить» донорский орган к последующей гипотермической аппаратной перфузии.

По данным патентной и научно-технической литературы, в трансплантологии неизвестно применение экстракорпоральной аппаратной перфузии ишемически поврежденных донорских органов перфузатом данного состава, а также аппаратная перфузия данным перфузионным раствором поврежденных донорских органов после их изъятия, удаление лейкоцитов из перфузата при проведении экстракорпоральной аппаратной перфузии ишемически поврежденных донорских органов, постепенное снижение температуры перфузата до значений от 5 до 12°С в течение не менее 2 часов. Следовательно, заявляемое изобретение отвечает критериям «новизна» и «существенные отличия».

Способ осуществляется следующим образом. После проведения реанимационных мероприятий и констатации биологической смерти потенциального донора в условиях шокового зала (так называемого асистолического донора шокового зала) производится катетеризация бедренных сосудов с использованием двухбалонного трехпросветного артериального катетера и венозной канюли. Кровь из зоны перфузии (абдоминального региона) эвакуируется, охлаждается, оксигенируется и возвращается в сосудистое русло. Схема аппаратного комплекса для проведения экстракорпоральной перфузии ишемически поврежденных донорских органов абдоминальной области включает мехатронный перфузионный модуль на основе роликового насоса, мембранный оксигенатор, лейкоцитарный фильтр и портативный источник кислорода с системой понижающих редукторов. После канюляции бедренных сосудов подсоединяется контур экстракорпорального аппаратного комплекса. Аппаратная перфузия производится со скоростью от 1,3 до 2,0 л/мин потоком кислорода от 250 до 550 мл/мин, после чего в условиях операционной производиться операция эксплантации ишемически поврежденных донорских органов. После изъятия донорские органы помещаются в экстракорпоральный перфузионный аппарат (LifePort® Organ Recovery Systems, org.) и их перфузируют раствором, в состав которого входит консервирующий раствор «Кустодиол», что составляет не менее 25% от объема перфузата, с добавлением не менее 20% перфторана, гепарина не менее 50000 ЕД, стрептокиназы не менее 1,5 млн. ЕД, не менее 300 мкг преднизолона не менее 2 часов, при этом из контура экстракорпоральной аппаратной перфузии с помощью лейкоцитарного фильтра удаляют активированные лейкоциты, а температуру перфузата снижают до 5°С-12°С.

КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ № 1. Донор 1., 35 лет, муж., поступил в шоковый зал многопрофильного стационара Санкт-Петербурга с диагнозом: закрытая черепно-мозговая травма, ушиб головного мозга тяжелой степени, 16.10 в 04.25 минут. Клинически у больного с момента поступления - атоническая кома. Рост - 178 см, вес - 67 кг, АЛТ - 43 ммоль/л, ACT - 27 ммоль/л, билирубин 14 ммоль/л, мочевина 4,5 ммоль/л, креатинин 76 мкмоль/л, лейкоциты - 17,5×109/л. С 6.15-8.15 пациенту выполнена декомпрессионная трепанация черепа в связи с нарастающей внутримозговой гематомой. В 08.25 внезапная остановка сердечной деятельности. Реанимационные мероприятия в течение 35 мин - безуспешно. В 09.00 констатирована биологическая смерть пациента. Доклад в трансплантационные центры в 09.05. Выезд донорской службы в 09.36. Расстояния от Центра органного и тканевого донорства до стационара 6,5 км. Время в пути до стационара 15 мин (09.51). Параллельно, в 09.20, у трупа-донора взята кровь на типирование и выполнены серологические исследования, вызван судебно-медицинский эксперт. В 10.05 труп-донор доставлен в операционную. 10.15 выполнен доступ к бедренным сосудам, произведена канюляция бедренной артерии и вены. В 10.31 начата аппаратная перфузия. Параметры перфузии: скорость 500-1500 мл/мин, скорость потока кислорода 200-250 мл/мин, температура раствора 25-27°С. Выполнялось эвакуация крови из абдоминального региона перфузии, ее охлаждение, оксигенация и возвращение в сосудистое русло. 11.28 получено разрешение судебно-медицинского эксперта на изъятие донорских органов. Начало лапаротомии в 12.45. В брюшной полости органы розового цвета, местами отмечается вялая перистальтика кишечника. Ревизия брюшной полости - патологических изменений органов и наличия патологических жидкостей не выявлено. Выполнено выделение обеих почек. Мочеточники отсечены. При внешнем раздражении отмечается незначительная перистальтика мочеточника. Из просвета мочеточника по каплям отделяется моча!!! Окончание перфузии 13.11. После остановки аппаратной перфузии выполнена билатеральная нефрэктомия. Трансплантаты без особенностей, сосуды одиночные (одна артерия и вена). Оба трансплантата обработаны, выполнено подсоединение канюль к артериям. Почки помещены в контейнеры для фиксации и включения в контур. Контуры фиксированы в аппараты Lifeport kidney transporter, Organ recovery system, Chicago, II.,USA. Начало изолированной экстракорпоральной перфузии 13.54. Изолированная экстракорпоральная аппаратная перфузия выполнялась консервирующий раствор «Кустодиол», что составляет не менее 25% от объема перфузата, с добавлением не менее 20% перфторана, гепарина не менее 50000 ЕД, стрептокиназы не менее 1,5 млн. ЕД, не менее 300 мкг преднизолона, из контура перфузии удаляются лейкоциты с помощью лейкоцитарного фильтра, температура перфузата снижалась до величины от 5°С до 12°С в течение 4,5 часов. В ходе проведения перфузии достигнута редукция количества лейкоцитов в контуре до 0,5×109/л. После чего перфузионная проба признана относительно удовлетворительной. Почки транспортированы в центр органного и тканевого донорства. Начальные перфузионные характеристики: давление в контуре 30 мм рт.ст.с постепенным увеличением в течение 3-х часов до 40 мм рт.ст., скорость перфузии начальная 55 мл/мин, резистивный индекс 0,58-0,65. После проведения аппаратной изолированной перфузии выполнены трансплантации почек двум реципиентам совместимым по системе АВО и HLA с удовлетворительными послеоперационными результатами. Пациенты выписаны на амбулаторное наблюдение в сроки 28 и 35 дней соответственно.

Предлагаемый способ позволяет расширить «донорский пул» за счет донорских органов от асистолических доноров шокового зала, изъятие у которых ранее не проводилось, и доноров с расширенными критериями. Использование «поврежденных» донорских органов становится возможным за счет «реабилитации» функционального резерва, восстановления жизнеспособности и контроля над состоянием микроциркуляторного русла после остановки сердечной деятельности, а также после изъятия донорских органов, поддержания минимального уровня метаболизма трансплантата, повышения эффективности восстановление жизнеспособности ишемически поврежденных донорских органов, снижения послеоперационных реперфузионных и иммунологических осложнений. Использование данного способа дает возможность увеличить доступность трансплантационной помощи пациентам старших возрастных групп.

Данный способ может применяться в любом центре забора донорских органов в процессе их консервации при работе с асистолическими донорами шокового зала, донорами с расширенными критериями.