سوي الحرارة<em> السابقين فيفو</em> الإرواء الكلى للحفاظ على الكلى الطعوم قبل الزرع
Summary
وقد أدى النقص الحاد في الجهاز زيادة استخدام الطعوم الكلى هامشية للزرع. وقد أثار هذا الاهتمام في وسائل التخزين البديلة، لأن الطعوم هامشية خاصة يتسامح مع التخزين البارد سيئة. تقنية سوي الحرارة خارج الجسم الحي الكلى التروية (NEVKP) تمثل طريقة الحفاظ رواية لترقيع الكلى قبل الزرع.
Abstract
Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a serious problem. Therefore, the acceptance criteria for organ donors have been extended leading to the usage of marginal kidney grafts. These marginal organs tolerate cold storage poorly resulting in increased preservation injury and higher rates of delayed graft function. To overcome the limitations of cold storage, extensive research is focused on alternative normothermic preservation methods.
Ex vivo normothermic organ perfusion is an innovative preservation technique. The first experimental and clinical trials for ex vivo lung, liver, and kidney perfusions demonstrated favorable outcomes.
In addition to the reduction of cold ischemic injury, the method of normothermic kidney storage offers the opportunity for organ assessment and repair. This manuscript provides information about kidney retrieval, organ preservation techniques, and isolated ex vivo normothermic kidney perfusion (NEVKP) in a porcine model. Surgical techniques, set up for the perfusion solution and the circuit, potential assessment options, and representative results are demonstrated.
Introduction
الكلى هي الأجهزة الصلبة المزروعة في معظم الأحيان. للمرضى الذين يعانون من نهاية مرحلة المرض الكلوي وزراعة الكلى يقدم أفضل متوسط العمر المتوقع، وتحسين نوعية الحياة بالمقارنة مع غسيل الكلى 1-4. يمثل استمرار نقص الجهاز مشكلة حادة في مجال الطب زرع (الجدول 1) 5.
| الولايات المتحدة * | المنطقة الأوروبية لزرع الأعضاء ** | |
| المرضى على قائمة الانتظار لزراعة الكلى | 101563 (فبراير 2015) | 10689 (ديسمبر 2014) |
| الكلى المتبرع المتوفى زرعها في عام 2014 | 10650 | 3119 |
| متوسط وقت الانتظار لالمتوفى زرع الكلى المانحة (بالسنوات) | تصل إلى 5 سنوات * | تصل إلى 4 سنوات ** |
الجدول 1. الكلىنقص الكسب غير المشروع في الولايات المتحدة ومنطقة الأوروبية لزرع الأعضاء.
يتأثر نتيجة زرع الكلى سلبا وقت الانتظار، مع نتائج الفقيرة للمرضى تعرضوا لغسيل الكلى لفترة طويلة 6. وقد أثار هذا الاهتمام في ترقيع الكلى هامشية كمصدر إضافي من الجهات المانحة، مثل الكلى من متبرعين كبار السن، والجهات المانحة مع التواكب المرضي متعددة (مدد معايير الجهات المانحة (تنمية الطفولة المبكرة)، والكلى المتبرع بها بعد الموت القلبي (DCD). الكلى المانحة الهامشية التي كانت ورفض في الماضي تعتبر الآن لزرع 7.
والعقبة الرئيسية لاستخدام الطعوم الكلى هامشية هي تقنية الحفاظ على تخزين اللاتأكسجي البارد. حاليا، يتم تخزين الطعوم الكلى بشكل ثابت على الجليد أو perfused لفي 4 ° C بدون أوكسجين. ويرتبط تقنية الحفاظ الأكسجين الباردة مع إصابة الكسب غير المشروع الجارية خلال الحفاظ على الكلى ولا تسمح تقييم الكسب غير المشروع بسبب عدم وجود متعبolism وإنتاج البول. على وجه الخصوص، الطعوم الكلى هامشية تتحمل التخزين البارد سيئة، مما أدى إلى إصابة الكلى كبيرة، وارتفاع معدلات تأخير وظيفة الكسب غير المشروع (DGF) 8،9. DGF هو عامل النذير لضعف وظيفة الكسب غير المشروع على المدى الطويل.
خارج الجسم نضح الكلى يمثل طريقة بديلة لحفظ وتقييم وإصلاح الأجهزة. في نموذج الخنازير، وعرضت نتائج مفيدة للكلى perfused لخارج الحي في ظل ظروف سوي الحرارة 10،11. أظهرت أول تجربة سريرية أجريت في عام 2013 على معدل أقل من تأخر وظيفة الكسب غير المشروع عندما تم perfused لاسترجاع الكلى من معايير الممتدة المانحين لمدة 1 ساعة على الفور قبل زرع 12.
تقدم هذه الورقة نموذجا للسوي الحرارة خارج الجسم الحي الكلى التروية (NEVKP). الهدف من هذه الدراسة هو تقليل تطبيقها الوقت نقص التروية الباردة إلى أدنى حد ممكن وتمديد فترة NEVKP. NEVKPهو وسيلة الحفاظ البديلة التي تهدف للحد من الأضرار التي يمكن أن تسببها تقنيات التخزين البارد.
Protocol
Representative Results
Discussion
توضح هذه الدراسة أن NEVKP مع الحل القائم على كرات الدم الحمراء يمكن أن يؤديها مع نتائج ممتازة لفترة طويلة من الزمن في نموذج الخنازير. خلال 10 ساعة خارج الحي نضح أظهرت الكلى المعلمات مستقرة التروية، والتمثيل الغذائي الكلوي النشط، التوازن، والحد الأدنى من الإصابة الكلوية.
إنتاج البول وإصابة الكلى تعتمد على تكوين الحل نضح. فمن المهم للحفاظ على الضغط oncotic والأسمولية من الإرواء ضمن نطاق فيزيولوجي. على وجه الخصوص، فإن الضغط oncotic المنخفض يؤدي إلى إنتاج عالية unphysiologically البول مع وذمة الكلى كبيرة وعلامات متزايدة للإصابة الكلى. يتم اختيار STEEN محلول يحتوي على الزلال في هذا النموذج لتنظيم ضغط oncotic ومحاكاة الظروف الفسيولوجية للالكلى. يتم إضافة بيكربونات الصوديوم وغلوكونات الكالسيوم في النظام لتحقيق القيم الفسيولوجية ودرجة الحموضة، HCO 3 </suب>، الصوديوم، البوتاسيوم، الكالسيوم، والكلور. اختيار وجرعة عائي مهمة لتأمين تدفق كمية كافية من الدم والأوكسجين.
تقنية سوي الحرارة خارج الجسم الحي الكلى نضح لديها العديد من القيود. لا ترتبط خارج الحي نضح بدعم الهرموني في الكلى، والتي يمكن أن تؤثر سلبا على فترات نضح أطول. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التكنولوجيا الجديدة، في هذه المرحلة من الزمن، ويرتبط مع زيادة التكاليف. تحسينات في المستقبل قد تبسيط التكنولوجيا وتقليل التكاليف. تطوير جهاز نضح الكلى المحمولة قد تسمح لتجنب تماما الكلى تخزين بارد في المستقبل.
النقص الحاد والمستمر الجهاز يؤدي إلى زيادة استخدام أجهزة هامشية (تنمية الطفولة المبكرة أو DCD الكلى ترقيع) 7. حاليا، يقوم الحفاظ على جهاز التخزين البارد ثابت أو تبريدي نضح الجهاز. كوقت الدماغية البارد لفترات طويلة له عفريت كبيرالفعل على نتائج وظائف الكلى من المعايير القياسية 15 و ترقيع هامشية 8،9، تقنيات الحفظ الجديدة التقليل من التخزين البارد هي من الأهمية 16-19.
والعقبة الرئيسية لاستخدام الطعوم هامشية أكثر على نطاق واسع هو عدم القدرة على تقييم جودة وسلامة الأجهزة قبل الزرع. حاليا، يتم استخدام المعلمات السريرية فقط مثل العمر المانحة، وأمراض المانحة ذات الصلة، ووقت نقص التروية الدافئ للترقيع لقرار ما إذا كان قبول أو رفض جهازا للزرع. من خلال الحفاظ على الكسب غير المشروع في ظل ظروف سوي الحرارة، وتقييم الكسب غير المشروع على أساس الخصائص نضح والبيانات ممكنا. من المفترض أن تكون المعلمات مفيدة لتقييم جدوى من الكسب غير المشروع المعلمات في الوقت الحقيقي مثل تدفق الكلوي الأوعية الدموية والضغط والمقاومة داخل الكلية، وإنتاج البول، واستهلاك الأوكسجين، والمعلمات إصابة الكلى (مثل AST و لاكتات).
في الخاأيون، والأيض نشطة خلال NEVKP يسمح تطبيق استراتيجيات إصلاح لتحسين الطعوم الكلى هامشية قبل الزرع. على سبيل المثال، يمكن تثبيط مسارات الموالية للالتهابات، والمناعة، ونقل الجينات، وكذلك الإدارة الخلايا الجذعية تكون التقنيات المستقبلية لتعديل الطعوم الكلى خلال فترة صون وتحسين نتائج المتلقي.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نريد ان نشكر سورين المجموعة (ميلانو، إيطاليا) لتزويدنا العرف الدوائر نضح الكلى. وعلاوة على ذلك نشكر XVIVO الإرواء شركة (غوتنبرغ، السويد) لتزويدنا ستين الحل، BBraun AG (Melsungen، ألمانيا) لتوريد مضخات مع حقنة، وريبر GMBH & CO KG (ريوتلنجن، ألمانيا).
Materials
| Neonatal cardiopulmonary bypass technology | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | Custom made | Neonatal venous reservoir D100 (500 mL, 1/16" in- and outflow), neonatal oxygenator D100, centrifugal pump head (Revolution), arterial bubble filter (D130) |
| Heart lung machine, Stöckert S3 | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | Custom made | Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit |
| Tubing | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | 01906BPC SG XS | 3/16"x 1/16" |
| 019071PC SG XS | 1/4"x 1/16" | ||
| 019060PC SG XH | 3/8"x 1/16" | ||
| Tubing connectors | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | Various sizes | |
| STEEN solution | XVIVO (Göteborg, SWE) | 19004 | 200 mL |
| Ringer's lactate | Baxter (Mississauga, ON, CAN) | JB2324 | 175 mL |
| Sodium bicarbonate | Hospira (Montréal, QC, CAN) | 6625050 | pH dependent |
| Calcium gluconate | Pharmaceutical Partners of Canada (Richmond Hill, ON) | C31110 | Calcium dependent |
| Heparin | Sandoz Canada Inc (Toronto, ON, CAN) | 10750 | 1000 IU |
| Amino acid and glucose, Travasol 10% | Baxter (Mississauga, ON, CAN) | JB6760 | 1 mL/h |
| Fast acting insulin, Novorapid | Novo Nordisk Canada Inc (Mississauga, ON, CAN) | DS6H748 | 5 IE/h |
| Verapamil | Sandoz Canada Inc (Quebec, QC, CAN) | 52216 | 0,25 mg/h |
References
- Wolfe, R. A., et al. Comparison of mortality in all patients on dialysis, patients on dialysis awaiting transplantation, and recipients of a first cadaveric transplant. The New England journal of medicine. 341 (23), 1725-1730 (1999).
- Rabbat, C. G., Thorpe, K. E., Russell, J. D., Churchill, D. N. Comparison of mortality risk for dialysis patients and cadaveric first renal transplant recipients in Ontario, Canada. Journal of the American Society of Nephrology : JASN. 11 (5), 917-922 (2000).
- Fuquay, R., Teitelbaum, I. Transplant outcomes and dialysis modality. Contributions to nephrology. 178, 251-257 (2012).
- Ingsathit, A., Kamanamool, N., Thakkinstian, A., Sumethkul, V. Survival advantage of kidney transplantation over dialysis in patients with hepatitis C: a systematic review and meta-analysis. Transplantation. 95 (7), 943-948 (2013).
- Davis, A. E., et al. The extent and predictors of waiting time geographic disparity in kidney transplantation in the United States. Transplantation. 97 (10), 1049-1057 (2014).
- Perico, N., Cattaneo, D., Sayegh, M. H., Remuzzi, G. Delayed graft function in kidney transplantation. Lancet. 364 (9447), 1814-1827 (2004).
- Maggiore, U., Cravedi, P. The marginal kidney donor. Current opinion in organ transplantation. 19 (4), 372-380 (2014).
- Dittrich, S., et al. Influence of cold storage on renal ischemia reperfusion injury after non-heart-beating donor explantation. Nephron. Experimental nephrology. 96 (3), e97-e102 (2004).
- Summers, D. M., et al. Effect of donor age and cold storage time on outcome in recipients of kidneys donated after circulatory death in the UK: a cohort study. Lancet. 381 (9868), 727-734 (2013).
- Hosgood, S. A., et al. et al. pilot study assessing the feasibility of a short period of normothermic preservation in an experimental model of non heart beating donor kidneys. The Journal of surgical research. 171 (1), 283-290 (2011).
- Hosgood, S. A., Patel, M., Nicholson, M. L. The conditioning effect of ex normothermic perfusion in an experimental kidney model. The Journal of surgical research. 182 (1), 153-160 (2013).
- Nicholson, M. L., Hosgood, S. A. Renal transplantation after ex vivo normothermic perfusion: the first clinical study. American journal of transplantation. official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 13 (5), 1246-1252 (2013).
- Seldinger, S. I. Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography; a new technique. Acta radiologica. 39 (5), 368-376 (1953).
- Stubenitsky, B. M., et al. Exsanguinous metabolic support perfusion–a new strategy to improve graft function after kidney transplantation. Transplantation. 70 (8), 1254-1258 (2000).
- Delpech, P. O., et al. Effects of warm ischaemia combined with cold preservation on the hypoxia-inducible factor 1α pathway in an experimental renal autotransplantation model. The British journal of surgery. , (1002).
- Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England journal of medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).
- Knaak, J. M., et al. Subnormothermic Ex vivo liver perfusion reduces endothelial cell and bile duct injury after DCD pig liver transplantation. Liver transplantation : official publication of the American Association for the Study of Liver Diseases and the International Liver Transplantation Society. , (2014).
- Hosgood, S. A., Nicholson, M. L. Ex vivo normothermic perfusion of declined human kidneys after inadequate in situ perfusion. American journal of transplantation official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 14 (2), 490-491 (2014).
- Op den Dries, S., et al. Ex vivo normothermic machine perfusion and viability testing of discarded human donor livers. American journal of transplantation official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 13 (5), 1327-1335 (2013).
