שתלי שוליים, כגון כבד שומני, שתלי מתורמים מבוגרים, או כבדים הוחזרו לאחר מוות לבבי (DCD) לסבול אחסון קונבנציונלי, קר סטטי רק בצורה גרועה. פיתחנו מודל חדשני של vivo לשעבר זלוף כבד subnormothermic לשימור, הערכה, ותיקון של שתלי כבד שוליים לפני ההשתלה.
ההצלחה של השתלה כבד שהובילה למחסור באיברים דרמטי. ברוב אזורי השתלת 20-30% מהחולים ברשימת ההמתנה להשתלת כבד למות מבלי לקבל השתלת איברים או נמחקו להתקדמות מחלה. אסטרטגיה אחת כדי להגדיל את המאגר התורם היא הניצול של שתלים שוליים, כגון כבד שומני, שתלי מתורמים מבוגרים, או תרומה לאחר מוות לבבי (DCD). טכניקת השימור הנוכחית של אחסון סטטי הקר נסבלת רק בצורה גרועה על ידי כבדים שוליים וכתוצאה מכך לפגיעה באיברים משמעותית. בנוסף, אחסון איבר סטטי קר אינו מאפשר הערכת שתל או תיקון לפני ההשתלה.
חסרונות אלה של שימור סטטי הקר עוררו עניין בשימור איברי perfused חם כדי להפחית את פגיעת איסכמית קרה, להעריך שתלי כבד במהלך שימור, ולחקור את ההזדמנות כדי לתקן את הכבדים שוליים לפני ההשתלה. פרה האופטימליתנאים בטוחים וזרימה, טמפרטורת זלוף, הרכב של פתרון זלוף ואת הצורך במוביל חמצן היו שנויים במחלוקת בעבר.
למרות תוצאות מבטיחות בכמה מחקרים בבעלי חיים, את המורכבות ואת העלויות מנעו יישום קליני רחב יותר עד כה. לאחרונה, עם טכנולוגיה משופרת והבנה טובה יותר של פיזיולוגיה של כבד במהלך זלוף ex vivo התוצאה של זלוף כבד החם השתפרה וניתן להשיג תוצאות טובות באופן עקבי.
מאמר זה יספק מידע על שליפת כבד, טכניקות אחסון, וזלוף כבד המבודד בחזירים. אנו להמחיש) הדרישות כדי להבטיח אספקת חמצן מספיקה לאיבר, ב) שיקולים טכניים על המכונה זלוף ופתרון זלוף, וג) היבטים ביוכימיים של איברים מבודדים.
השתלה כבד היא אפשרות הטיפול רק לחולים הסובלים ממחלת כבד סופנית או קרצינומה hepatocellular המתקדמת. ל25 השנים האחרונות, מספרם של מועמדי רשימת המתנה גדל בהדרגה ועלה על מספר השתלים הזמינים. מספר תורמי לב פועם ירד בעשור האחרון. במקביל, מספרם של שתלים שוליים, כגון תרומה לאחר המוות לבבי (DCD), כמו גם כבדים ישנים ושומן גדל 1,2.
שתלי שוליים לעתים קרובות ירדו להשתלת כבד בשל הסיכוי גבוה יותר של פונקציה שאינה או מתעכבת שתל העיקרי. בשתלי DCD, פיתוח חומרות סוג איסכמי מרה (ITBS) הוא דאגה מיוחדת. עם טכניקת השימור הקונבנציונלית סטטי הקרה, ITBS להתרחש בכ 10-40% משתלי DCD. ברוב המכריע של חולים, ITBS מוביל מחדש השתלה או מות חולה. במיוחד פעמים איסכמי חמות וקרות ממושכות הן סיכוןגורמים לITBS 3-7. גיל תורם, נטיות גנטיות (כגון דלתא CCR5 32), והבחירה של פתרון שימור יש גם דן כסיכון נוסף גורמי 7-10. microthrombosis החלקי של כלי peribiliary הוצע כמנגנון פוטנציאלי לITBS לאחר השתלה כבד עם DCD תל 11.
לקראת כניסתה הקלינית של השתלה כבד, vivo לשעבר הזלפות כבד היו בשימוש ללמוד את חילוף החומרים ופיזיולוגיה 12,13 כבד. לאחר השתלה כבד מצאה את דרכה לתוך ההגדרה הקלינית ב1960s, ניסיונות אין ספור נעשו כדי להשתמש ex vivo זלוף כבד כשיטת שימור על ידי חיקוי תנאי תזונה וחמצון פיסיולוגיים. השירות שלה לשמירה על שתלי שוליים נחקר בעשור האחרון, אבל זה לא הגיע לטיפול קליני סטנדרטי. לאחרונה תיארו הפחתה בפגיעה בצינור מרה בDהשתלה כבד CD ידי vivo לשעבר perfused שימור 14. גישות שונות בנוגע לפתרון זלוף נעשו. הבחירה נעה בין פתרונות סלולריים כמו כל דם מבעלי חי התורם או תאים אדומים ארוזים בשילוב עם פלזמה אנושית, לגישות acellular כמו אוניברסיטת מכונה של פתרון ויסקונסין, פתרון IGL, או פתרון Steen 14-19.
הטמפרטורה נעה בין C ° 4-37 20. המינוח בהיפותרמיה,, וnormothermic subnormothermic הוא מאוד משתנה ולא עקבי. כל טכניקות, פתרונות, והגדרות הטמפרטורה השונות שואפים ליום 1 בתנאים) יציבים זלוף, 2) חמצון מספיק, ו3) הקמתה מחדש של תפקוד איבר. יכולת שימור משופרת, כמו גם את היכולת של הערכת איברים וטיפול במהלך זלוף normothermic וsubnormothermic פרצופים מורכבות טכנית גבוהה יותר ועלויות בהשוואה לזלוף היפותרמיה 20,21.
פיתחנו vivo לשעבר מערכת זלוף כבד subnormothermic מעל 4 השנים האחרונות. המערכת יכולה לשמש ל1) "להטעין" תכולת אנרגיה בכבד, 2) כדי להעריך את האיכות של השתל, ועד 3) לתקן את הכבדים שוליים לפני ההשתלה. הפרוטוקול הבא מכיל את כל המידע לזלוף כבד יציב.
במודל חזיר המחקה השתלה כבד DCD, הראינו כי זלוף כבד subnormothermic עם תוצאות פתרון זלוף סלולריות בפרמטרים יציבים זלוף, פציעת הפטוציט מינימאלית, וחילוף חומרים בכבד פעיל. זלוף subnormothermic שלנו להגדיר הוכיח להתאושש הומאוסטזיס וחילוף חומרי hepatocellular. אחסון גליקוגן משוחזר ומטבוליטים מבוטלים.
Ex vivo זלוף הכבד כטכניקת שימור מציע בפעם הראשונה את ההזדמנות כדי להעריך סמנים של תפקוד שתל ופגיעה במהלך שימור איברים ולפני ההשתלה. לצד ההערכה מקרוסקופית של הומוגניות זלוף השתל, זרימת ערכים לספק אינדיקציה טובה של הכדאיות של השתל ואת מידת פגיעת איסכמית שספג קודם לכן 29. צריכת חמצן וייצור מיצי מרה הם סמנים של תפקוד מטבולים. רמות של אנזימי כבד כמו AST יכולות לשמש כלsess התואר ודינמיקה של פגיעת hepatocellular 30. הערכת שתל יסודית זה עשויה לאפשר אפליה אמינה בין איברים להשתלה שוליים ולא להשתלה.
בחרנו טמפרטורת subnormothermic של 33 מעלות צלזיוס במערכת זלוף כי הטמפרטורה היא מספיק כדי לאפשר את חילוף החומרים, כמו גם ATP וסינתזה של גליקוגן. במקביל, היא מספקת ירידה בביקוש חמצן בהשוואה להגדרות זלוף normothermic המספק בטיחות נוספת מפני פגיעת איסכמית. באופן כללי, טמפרטורות זלוף מעל 30 מעלות צלזיוס הראו לשם צמצום פגיעת איסכמית קרה ולספק את פעילות חילוף חומרים מספיקה ביום 31 ב.
בניגוד לקבוצות אחרות, אנחנו לא משתמשים בכל הדם כperfusate, אבל פתרון normo-האוסמוטי אלבומין (Steen) עם תאי דם אדום שטופים ומסוננים. על ידי נטרול רכיבי הפלזמה, כמו גם טרומבוציטים ולויקוציטים, פתרון זלוף הוא דהחתם כדי למזער איתות הפרו דלקתית במהלך זלוף ex vivo.
בנוסף להערכת השתל, תנאי זלוף יציבים לאורך כמה שעות יאפשר טיפול שתל. מולקולות רבות הראו להפחתת עוצמת פגיעת reperfusion תחת תנאי ניסויים 32. עם זאת, כמעט ולא משטר טיפול עשה את דרכה לתוך פרקטיקה קלינית, עדיין. נראית סיבה אחת להיות חוסר ההזדמנות ליישם טיפולים אלה במהלך אחסון קר. כבד מטבולית פעיל בvivo לשעבר מערכת זלוף הוא אופטימלי ליישום בכל סוג של טיפול. בהקשר זה, לא רק טיפולים לשיפור תנאי reperfusion כמו הנחתה של פעילות תאי Kupffer או הדחה של מיני חמצן תגובתי הם על הדעת, אלא גם טיפולים כמו ריפוי גנטי להתנות את השתל, למשל, נגד הישנות הפטיטיס C. אסטרטגיות פוטנציאליות אחרות יכולות לכלול הפחתה בsteatosis במהלך זלוף vivo לשעברתקופת 33.
לסיכום, לשעבר vivo זלוף הכבד הוא אסטרטגיה חדשנית לצמצום פגיעת איסכמית קרה ולהעריך שתלי כבד שוליים לפני ההשתלה כבד. הגדרת זלוף vivo לשעבר מספקת הזדמנות ייחודית לתקן ושתלי מצב לפני ההשתלה.
The authors have nothing to disclose.
המחקר נתמך על ידי מענקי מחקר של השתלות האיברים רוש קרן מחקר (ROTRF) וAstellas. מרקוס Selzner נתמכה פיתוח פרס ASTS קריירה על ידי. מתיאס Knaak נתמכה על ידי מלגות מחקר Astellas. אנו מודים Uwe Mummenhoff והמשפחה ברמינגהאם על תמיכתם הנדיבה.
circuit | Maquet (Hirrlingen, GER) | custom made | main reservoir (3L, 3/8" outflow) |
– | portal reservoir (1.5L, 1/4", outflow) | ||
– | centrifugal pump | ||
– | oxygenator | ||
– | leukocyte filter | ||
tubing (1/4" x 1/16") | Raumedic (Helmbrechts, GER) | MED7506 | |
tubing (3/8" x 3/32") | Raumedic (Helmbrechts, GER) | MED7536 | |
tubing connectors | Raumedic (Helmbrechts, GER) | various sizes | |
dialysis filter, Optiflux F160NR | Fresenius Medical Care (Waltham, MA) | F160NR | |
STEEN solution | XVIVO (Göteborg, SWE) | 19004 | 2L |
dialysis acid concentrate A | Baxter (Mississauga, ON) | D12188M | 45ml |
amino acid, Travasol 10% | Baxter (Mississauga, ON) | JB6760 | 100ml |
Sodium Pyruvate | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) | P2256 | 1.1g |
Heparin | Sandoz Canada Inc (Toronto, ON) | 10750 | 40000 iU |
Calcium Gluconate | Pharmaceutical Partners of Canada (Richmond Hill, ON) | C31110 | 10mg |
fast acting Insulin | various vendors | 1000 iU | |
Cefazoline | various vendors | 1g | |
Metronidazole | Baxter (Mississauga, ON) | JB3401 | 500mg |