器官保存
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器官保存(organ preservation),使供移植用的器官在離體無血供狀態(tài)下保持活力的措施。器官移植必需移植活的器官,因此,供移植用的器官,從切離供者體內(nèi)之時起直到其主要血管與受者血管接通期間,始終保持著完整的解剖結(jié)構(gòu)和活性,是移植成功的一個前提。但是,任何器官一旦失去血液供應(yīng),細(xì)胞得不到所必需的氧和養(yǎng)料,在常溫(35~37℃)下于短期內(nèi)即會死亡。能耐受的時間是極短的,如心、肝僅10~15分鐘,腎約在45~60分鐘,若超過上述時限,移植后就很難恢復(fù)功能。在臨床實際工作中,則要求常溫下的缺血時間越短越好,最好不超過3~5分鐘,最長不超過7~8分鐘。根本不可能在如此短促的時間內(nèi)完成移植手術(shù)。因此,必需設(shè)法使離體器官的活性能長時間維持。
原則上,有兩類方法可以延長離體缺血器官的活性。一是盡可能降低細(xì)胞對維持代謝必需物質(zhì)的需求或增加其耐受力;二是設(shè)法不斷地供給最低限度的維持細(xì)胞活性所必需的營養(yǎng)料。前者是低溫,后者是持續(xù)灌流。實際應(yīng)用的有效方法是上述兩原則的綜合運(yùn)用。
低溫 目前最常用的方法,低溫能降低細(xì)胞對氧的需求量。一般說來,在0~4℃的低溫下,離體器官耐受缺血的時間可較常溫時延長10倍。最初的方法是將離體器官放于冷溶液中,這叫做單純表面冷卻法。但器官的中心深在部位降溫較差,整個器官降溫不均勻。后來改用冷(0~4℃)的灌洗液,藉重力作用,從離體器官的動脈迅速灌入,作短暫沖洗,這樣不僅可洗凈血管內(nèi)的殘留有害物質(zhì),最主要的是器官的深部及淺部均勻地降溫到10℃以下(15℃是最高限)。然后將其保存于1~4℃的溶液中,直到移植。這種方法叫做單純低溫灌洗保存方法(亦稱簡單低溫保存或冷貯存法)。灌洗液和保存液可以相同,也可以是兩種不同的溶液。
保存液 在器官移植手術(shù)中,自供體內(nèi)切取器官并阻斷其動靜脈血管起,直到用冷灌洗液將其中心降溫為止這一段時間,稱為熱缺血時間;從降到低溫開始,到移植器官在受體內(nèi)接通血管開放血流這一段時間,叫做冷缺血時間。熱、冷缺血時間的總和即為總?cè)毖獣r間。若該器官能始終保持其活性,移植后能迅速而完全恢復(fù)其功能,這個總?cè)毖獣r間,即是該離體器官的安全保存期限。安全保存期限的長短,因保存液的種類不同而不同。開始時都應(yīng)用等滲溶液,其電解質(zhì)的組成與細(xì)胞外液相仿,如林格氏液、乳酸鹽林格氏液(平衡液)等,這些溶液安全保存離體缺血器官的時間仍然較短,如腎的保存時間在12小時以內(nèi),平均為5小時,供肝保存時間更短,僅約 2小時。這么短的時間不能滿足包括運(yùn)送時間在內(nèi)的器官移植所需的整個手術(shù)時間的要求。
1969年美國G.M.科林斯創(chuàng)制了一種與細(xì)胞內(nèi)液組成相仿的溶液,要點是高鉀、高鎂、低鈉的高滲溶液,在低溫時可安全保存狗腎24~48小時;臨床應(yīng)用證明離體人腎的安全保存時間達(dá)20~24小時。在現(xiàn)代化的高速運(yùn)送條件下這種溶液已能滿足一國之內(nèi)或國際間遠(yuǎn)距離傳送的需要。科林斯創(chuàng)導(dǎo)的原則(用仿細(xì)胞內(nèi)液型溶液代替仿細(xì)胞外液型液來保存供移植用的離體無血器官)是器官移植發(fā)展史上重要的一頁。此后,有多種根據(jù)科林斯氏原則創(chuàng)制的實用的仿細(xì)胞內(nèi)液型液問世,其中最著名的有科林斯自制的 CollinsC2液、Euro-Collins液(歐洲Collins氏液)、SacksⅡ液、Ross液。中國多應(yīng)用上海配制的改良Ross液(HC-A液)和同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)器官移植研究所創(chuàng)制的WMO-I號液,其成分有K+、Na+、Cl-、PO婯、HPO厈、HCO婣、H2PO嬄、MgS04、Ca2+、C6H5O、枸櫞酸、腺嘌呤、ATP、葡萄糖、甘露醇等。俱能安全保存供腎30~36小時,甚至可達(dá)40~50小時。
科林斯氏液之類溶液能有較長保存器官活性的機(jī)制是:①其陽離子濃度與細(xì)胞內(nèi)相仿,可防止細(xì)胞內(nèi)外鈉、鉀離子的交換,避免細(xì)胞內(nèi)鉀外逸而喪失,而細(xì)胞內(nèi)鉀是細(xì)胞活性所必需。②細(xì)胞膜兩側(cè)離子交換停止,可節(jié)存能量。③溶液的高滲性能可防止細(xì)胞及其超微結(jié)構(gòu)水腫。
1988年美國F.O.貝爾澤創(chuàng)制了一種新的器官保存液,取名uw保存液,其成分有乳糖鉀鹽、KH2PO4、MgSO4、棉糖、腺苷、谷胱甘肽、胰島素、青霉素、地塞米松、別嘌呤醇、羥乙基淀粉等。能連續(xù)冷保存胰腺、腎臟達(dá)72小時,肝臟30小時或更長,這是保存液上一個突破性進(jìn)展。其特點是不含葡萄糖和甘露醇(這二者僅對腎有效,前者反而能促進(jìn)肝細(xì)胞酸中毒),而以乳糖鹽及棉糖作為主要非滲透因子,又含羥乙基來阻止細(xì)胞間隙的擴(kuò)大,以谷胱甘肽、別嘌呤醇來對抗氧自由基,這些都是科林斯氏液等液體所不具有的。
機(jī)器持續(xù)低溫灌流 配有脈沖泵、膜式氧化器、流量計,用經(jīng)過微孔過濾、經(jīng)緩沖處理的沉淀血漿,作低溫持續(xù)灌洗,不斷地供給低溫代謝必需的營養(yǎng),并清除代謝產(chǎn)生的廢物。此法一度應(yīng)用甚廣,由于價格昂貴、操作復(fù)雜、運(yùn)送不便,還有可能產(chǎn)生各種機(jī)械性和免疫性灌流損害,現(xiàn)很少應(yīng)用。
冷凍 指0℃以下的保存,1941年用乙醇甘油作冷凍保護(hù)劑,保存離體細(xì)胞群和懸液(如精子)取得成功,但對腎、心、肝大臟器還處于早期實驗階段。因為目前所用的冷凍保護(hù)劑如甘油、乙醇甘油、二甲亞砜還不能做到不導(dǎo)致嚴(yán)重滲透性休克和難以恢復(fù)的細(xì)胞損害。此外,冷凍降溫和解凍復(fù)蘇的速度調(diào)節(jié)、超低溫(-196℃)液氮的應(yīng)用,還需要摸索。
此外,還有許多離體無血器官保存措施,如低溫與高壓氧的聯(lián)用,化學(xué)代謝抑制劑(如吩噻唑、氯丙嗪、硫酸鎂)的試用以及組織培養(yǎng)法。除甲狀旁腺碎片放在含有二甲亞砜的培養(yǎng)基中作深低溫液氮冷存保存的方法已成功地試用于醫(yī)療外,其他各種方法離臨床應(yīng)用尚遠(yuǎn)。
離體器官保存可分為短期(1周以內(nèi))、中期(1周到 1月)和長期(經(jīng)月累年)保存。目前成功的還僅限于短期保存。以臨床保存經(jīng)驗最多的腎臟來說,用機(jī)器持續(xù)低溫灌洗法可安全保存3天,用簡單低溫可保存24~72小時;臨床保存肝移植成功的最長記錄是10~30小時。離體器官保存的最終目的是長期保存,以成立器官庫,能最大限度地利用各種尸體器官來治病,但目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能做到。
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