Rand Transplantate, wie Fettleber, Transplantate von älteren Spendern oder Lebern nach Herztod (DCD) abgerufen tolerieren herkömmlichen, Kälte statische Speicher nur schlecht. Wir entwickelten ein neuartiges Modell der subnormothermic ex vivo Perfusion der Leber für die Erhaltung, Bewertung und Instandsetzung von Randlebertransplantationen vor der Transplantation.
Der Erfolg der Lebertransplantation hat in einem dramatischen Organmangel geführt. In den meisten Regionen Transplantation 20-30% der Patienten auf der Warteliste für eine Lebertransplantation sterben, ohne eine Organtransplantation oder für den Krankheitsverlauf ausgelistet. Eine Strategie, um den Spenderpool zu erhöhen, ist der Einsatz von Grenz Transplantate, wie Fettleber, Transplantate von älteren Spendern oder Spende nach Herztod (DCD). Die aktuelle Konservierungstechnik von Kalt statische Speicher nur schlecht durch marginale Leber was zu erheblichen Organschäden toleriert. Darüber hinaus bedeutet kalt statischen Speicherorgan nicht erlauben Transplantat Bewertung oder Reparatur vor der Transplantation.
Diese Mängel der kalten statischen Erhaltung haben ein Interesse an warmen bluteten Organkonservierung ausgelöst, um kalte ischämische Verletzungen zu reduzieren, zu bewerten Lebertransplantate während der Konservierung, und erkunden Sie die Möglichkeit, Rand Lebern vor der Transplantation zu reparieren. Die optimalen presund Durchflussbedingungen die Perfusion Temperatur, Zusammensetzung der Perfusionslösung und die Notwendigkeit für einen Sauerstoffträger ist umstritten in der Vergangenheit.
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse in mehreren Tierstudien haben die Komplexität und die Kosten eine breitere klinische Anwendung bisher verhindert. Kürzlich mit verbesserter Technologie und ein besseres Verständnis der Physiologie der Leber während der ex vivo Perfusion der Ausgang des warmen Leberperfusion wurde verbessert und durchweg gute Ergebnisse erzielt werden können.
Dieses Papier wird Informationen über Leber-Retrieval, Speichertechniken und isolierte Leberperfusion bei Schweinen. Wir veranschaulichen a) die Anforderungen, um eine ausreichende Sauerstoffversorgung des Organs zu gewährleisten, b) technische Überlegungen zur Perfusion Maschine und der Perfusionslösung und c) biochemischen Aspekte des isolierten Organen.
Lebertransplantation ist die einzige Behandlungsoption für Patienten mit terminaler Lebererkrankungen oder fortgeschrittenem Leberzellkarzinom. In den letzten 25 Jahren hat sich die Anzahl der Warteliste Kandidaten nach und nach erhöht und überstieg die Zahl der verfügbaren Transplantate. Die Zahl der Herzschlag Spender hat sich in den letzten zehn Jahren zurückgegangen. Zur gleichen Zeit haben die Nummern der Rand Transplantate, wie Spende nach Herztod (DCD), sowie alte und Fettlebern 1,2 erhöht.
Rand Transplantate werden häufig für eine Lebertransplantation aufgrund der höheren Wahrscheinlichkeit von Primärimplantat nicht oder verzögerte Funktion zurück. In DCD Transplantate, ist ein besonderes Anliegen der Entwicklung von ischämischen Typ biliäre Strikturen (ITBS). Mit der herkömmlichen statischen kalten Konservierungstechnik, treten bei etwa 10-40% der DCD Transplantate ITBS. In der Mehrzahl der Patienten führt ITBS neu Transplantation oder Tod des Patienten. Vor allem längere warme und kalte ischämische Zeiten sind RisikoFaktoren für ITBS 3-7. Spenderalter, genetische Prädispositionen (wie CCR5 Delta 32), und die Wahl der Konservierungslösung wurden ebenfalls diskutiert, als zusätzliche Risikofaktoren 7-10. Teil Mikrothromben der peribiliären Schiffe wurde als möglicher Mechanismus für ITBS nach Lebertransplantation mit DCD Transplantate 11 vorgeschlagen worden.
Vor der klinischen Einführung der Lebertransplantation, Leber Perfusionen ex vivo verwendet worden, um den Leberstoffwechsel und Physiologie 12,13 studieren. Nach Lebertransplantation fand seinen Weg in der klinischen Einstellung in den 1960er Jahren wurden unzählige Versuche unternommen worden, ex vivo Perfusion der Leber als Konservierungsverfahren durch die Nachahmung von physiologischen Ernährung und Sauerstoffversorgung Bedingungen. Sein Nutzen für die Erhaltung der Grenz Transplantate hat in den letzten zehn Jahren untersucht worden, aber es hat nicht zu erreichen Standard der klinischen Versorgung. Wir haben vor kurzem beschrieben eine Reduktion der Gallengang Verletzungen in DCD Lebertransplantation durch ex vivo perfundierten Erhaltung 14. Verschiedene Ansätze zur Perfusionslösung wurden. Die Auswahl reicht von Mobillösungen wie Vollblut aus dem Spendertier oder gepackte rote Zellen in Kombination mit Humanplasma zu azellulären Ansätze wie Maschinen University of Wisconsin-Lösung, IGL Lösung oder Steen Lösung 14-19.
Die Temperatur liegt im Bereich von 4-37ºC 20. Die Nomenklatur in Hypothermie, subnormothermic und normotherme ist sehr variabel und inkonsistent. Alle verschiedenen Techniken, Lösungen und Temperatureinstellungen zielen auf 1) stabil Perfusionsbedingungen, 2) eine ausreichende Sauerstoffversorgung, und 3) Wiederherstellung der Organfunktion. Eine verbesserte Erhaltung Kapazität sowie die Fähigkeit der Orgel Beurteilung und Behandlung während normotherme und subnormothermic Perfusion Gesichter höhere technische Komplexität und Kosten im Vergleich zu hypothermen Perfusion 20,21.
Wir haben eine subnormothermic ex vivo Perfusion Leber-System in den letzten 4 Jahren entwickelt. Das System kann bis 1) verwendet "wieder aufzuladen", den hepatischen Energiegehalt werden, 2) die Qualität des Transplantats zu bewerten und zu 3) reparieren marginalen Lebern vor der Transplantation. Das folgende Protokoll enthält alle Informationen für eine stabile Leberdurchblutung.
In einem Schweinemodell, das DCD Lebertransplantation nachahmt, haben wir gezeigt, dass subnormothermic Leberperfusion mit einem zellulären Perfusionslösung zu stabilen Perfusionsparameter, minimale Leberzellschädigung und Leberstoffwechsel aktiv. Unsere subnormothermic Perfusion einzurichten hat sich ein Leberzell Homöostase und Stoffwechsel erholen. Glykogen-Speicher wiederhergestellt und Metaboliten werden verworfen.
Ex vivo Leberperfusion als Konservierungstechnik bietet erstmals die Möglichkeit, Markierungen von Transplantatfunktion und Schädigung während Organkonservierung und vor der Transplantation zu bewerten. Neben der makroskopischen Beurteilung der Transplantatdurchblutung Homogenität, Durchflusswerte bieten einen guten Indikator für die Lebensfähigkeit des Transplantats und das Ausmaß der ischämischen Verletzung es früher 29 erlitten hatte. Sauerstoffverbrauch und Galle Produktion sind Marker für metabolische Funktion. Leberenzymwerte wie AST kann als verwendet werdensess den Grad und die Dynamik der Leberzellschädigung 30. Diese gründliche Transplantat Beurteilung kann eine zuverlässige Unterscheidung zwischen transplantierbarer und nicht-transplantierbaren Rand Organe ermöglichen.
Wir wählten eine subnormothermic Temperatur von 33 ° C in unserem Perfusionssystem, da die Temperatur ausreichend ist, um den Stoffwechsel als auch ATP und Glykogen-Synthese zu ermöglichen. Gleichzeitig bietet sie eine verringerte Sauerstoffbedarf im Vergleich zur Normothermie Perfusion Einstellungen, die zusätzliche Sicherheit gegen ischämische Verletzungen bietet. Im allgemeinen Perfusion Temperaturen über 30 ° C haben sich als kalte ischämische Verletzung zu minimieren und eine ausreichende metabolische Aktivität 31.
Im Gegensatz zu anderen Gruppen, haben wir nicht genutzt Vollblut als Perfusat, aber ein normo-osmotischen Albuminlösung (Steen) mit gewaschen und filtriert roten Blutkörperchen. Unter Ausschluss der Plasmakomponenten sowie Thrombozyten und Leukozyten, die Perfusionslösung deunterzeichnet, um pro-inflammatorischen Signal während der Ex-vivo-Perfusion zu minimieren.
Neben dem Transplantat Bewertung, stabil Perfusionsbedingungen über mehrere Stunden ermöglichen Transplantat Behandlung. Zahlreiche Moleküle gezeigt, Reperfusionsverletzung unter experimentellen Bedingungen 32 zu dämpfen. Allerdings hat fast keine Behandlung Regime seinen Weg in die klinische Praxis, noch nicht. Ein Grund scheint der Mangel an Gelegenheit, diese Behandlungen während der kalten Lagerung anzuwenden. Eine stoffwechselaktiven Leber auf einer Ex-vivo-Perfusion System ist optimal für die Anwendung jeglicher Art von Behandlung. In diesem Zusammenhang nicht nur Behandlungen Reperfusion Bedingungen wie Dämpfung von Kupffer-Zell-Aktivität oder Abfangen von reaktiven Sauerstoff-Spezies zu verbessern denkbar, sondern auch Anwendungen wie der Gentherapie, um das Transplantat, beispielsweise gegen Hepatitis C Rezidiv zu konditionieren. Andere mögliche Strategien könnten Ermäßigung auf Steatose während der Ex-vivo-Perfusion sindZeitraum 33.
Zusammenfassend ist die ex vivo Leberperfusion eine neue Strategie, um kalte ischämische Verletzung zu minimieren und die Randlebertransplantationen vor der Lebertransplantation zu bewerten. Die Ex-vivo-Perfusion Einstellung bietet die einmalige Gelegenheit, zu reparieren und Zustand Transplantate vor der Transplantation.
The authors have nothing to disclose.
Die Studie wurde von Forschungsstipendien der Roche Organ Transplantation Research Foundation (ROTRF) und Astellas unterstützt. Markus Selzner wurde von einem ASTS Career Development Award unterstützt. Matthias Knaak wurde von der Astellas Forschungsstipendium unterstützt. Wir danken Uwe Mummenhoff und der Birmingham Familie für ihre großzügige Unterstützung.
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 |