Bevarande av organ och vävnader - bevarandet av organ och vävnader utanför kroppen fysiologiskt komplett och lämplig för praktisk användning under lång tid. Konservering hjälper till att skörda organ och vävnader i förväg, alltid ha dem i lager och transportera dem över långa avstånd. Blodkonservering se artikel Blodgivning
För att minska skador på organ och vävnader som avlägsnas från donatorns kropp och isoleras, används tre huvudsakliga konserveringsmetoder:
Valet av metod och specifik metod för konservering av organ och vävnader bestäms av deras struktur, metaboliska hastighet och utförda funktion [1] .
Metoder för konservering i enlighet med huvudmetoderna för anti-ischemiskt skydd av organ och vävnader är indelade i tre grupper: normotermisk, hypotermisk och kryogen. Normotermisk bevarande av organ återskapar de optimala förhållandena för deras vitala aktivitet; utförs med hjälp av metoderna för hårdvaruperfusion av kärlbädden med syresatt blod vid en temperatur av + 35-37 °C. Långvarig bevarande av organ i kroppen hos en asystolisk donator är möjlig när system som ECMO (extracorporeal membrane oxygenation) är anslutna eller transportanordningar för normoterm perfusion av fasta organ används om det är nödvändigt att förlänga den extrakorporeala perioden av det avlägsnade organet med övervakning av vitala parametrar och organfunktion i realtid. Nackdelarna med metoden för homotermisk konservering inkluderar den höga kostnaden för apparater och förbrukningsvaror, otillräcklig kunskap om resultaten av transplantation av organ som bevaras på detta sätt. Normotermisk vävnadskonservering används inte i stor utsträckning på grund av omöjligheten av vävnadsperfusion. Hypotermisk konservering skapar förutsättningar för livsuppehållande av organ och vävnader på en reducerad nivå på grund av snabb nedkylning och lagring av transplantat vid positiva temperaturer (nära 0 °C): +4-8 °C. På grund av dess tekniska enkelhet, effektivitet och låga kostnad används denna metod i stor utsträckning.
I klinisk praxis används två huvudvarianter av metoden för farmakohypotermisk konservering av organ: metoden för hypoterm perfusion (A) och icke-perfusionsmetoden för statisk konservering (B).
A. Hypotermisk perfusion av organ - metoden är baserad på snabb tvättning av organet och dess efterföljande konstant pulserande perfusion vid en temperatur av +8 ° C med blod syresatt med extracellulära protein-saltlösningar innehållande ytterligare substrat, metaboliter och läkemedel som förlänger metabolism i organet på en reducerad nivå. Metoden innefattar användning av stationära anordningar eller transportperfusionsanordningar
Man tror att perfusionssystem med pulserande perfusattillförsel inte bara kan förbättra funktionen hos transplantat under de tidiga och sena posttransplantationsperioderna, utan också öka antalet donatornjurar som är lämpliga för transplantation på grund av deras postischemiska rehabilitering under perfusion. Nackdelarna med perfusionsmetoden för hypotermisk konservering inkluderar möjligheten till skada på det vaskulära endotelet, vilket ökar transplantatets immunogenicitet, behovet av att använda dyr utrustning och perfusat, såväl som den ytterligare risken för infektion av transplantatet under manipulationer.
B. Icke-perfusionsmetod för statisk konservering (samtidig kall perfusion) är en metod som för närvarande är guldstandarden för konservering av mänskliga organ. Den är baserad på korttidstvätt och snabb fyllning av organets kärlbädd med en kall (+4 °C) konserveringslösning i kombination med extern kylning av organen med steril is med ytterligare förvaring i en steril behållare med ett konserveringsmedel lösning vid en temperatur av cirka +4 °C. Organet transporteras i isotermiska behållare som håller temperaturen i intervallet från +4 till +6 °C. Efter perfusion inträder en period av kall ischemi för organet . Den optimala varaktigheten varierar beroende på organet och den använda konserveringslösningen.
Hypotermisk konservering av vävnader utförs med den perfusionsfria metoden i flytande media vid temperaturer från + 2 till + 6 °C genom att placera vävnadstransplantat i glas- eller plastbehållare och förvara dem i ett hushållskylskåp under perioder från flera dagar till flera veckor och till och med månader.
Kryogen konservering (frysning) av vävnader och organ innebär det mest fullständiga reversibla upphörandet av metaboliska processer när de utsätts för temperaturer under 0 °C (upp till -70 °C och ultralåga kryogena temperaturer -196 °C) och återställande av full funktion efter uppvärmning (vid t = 37 °C). Men för närvarande är det inte möjligt att undvika irreversibla skador på strukturen hos organ som är förknippade med deras frysning/upptining.
Benmärgskonservering är för närvarande av särskild relevans, eftersom benmärgstransplantation har använts inte bara för att korrigera hematologiska sjukdomar, utan även inom regenerativ medicin för att inducera regenerativa processer i skadade organ [1] .
Uppgifter för organkonservering:
Organperfusionslösningar som används i USA [2] :
Bristen på blodflöde i organet leder till att aerob oxidation av glukos och fettsyror upphör. Under anaeroba förhållanden upphör ATP -syntesen i den ischemiska cellen, vilket leder till hämning av kalium-natriumpumpens aktivitet , den intracellulära balansen av vätskor och joner störs: klor, kalcium och vatten diffunderar in i cellen, och kalium och magnesium från det. Ödem och svullnad av cellen uppstår, intracellulärt kalium och magnesium förbrukas och kalcium främjar aktiveringen av fosfolipas A , som är ansvarigt för lyset av cellmembranen. Där kommer sönderfallet av organellers membran och själva cellen. Koncentrationen av laktat och andra underoxiderade produkter ökar på grund av den resulterande anaeroba glykolysen , vilket också leder till en minskning av cellulärt pH och störning av integriteten hos lysosomala membran med frisättning av lysosomala enzymer. De senare förstör bindningarna av transportproteiner (transferrin, ferritin) med icke-metaller (järn, koppar) som ingår i deras struktur. Inom några minuter ackumuleras stora mängder hypoxantin och xantinoxidas i ischemiska vävnader . Detta är den första fasen av ischemi-reperfusionsskada. Nästa fas är reperfusion. De frigjorda metall- och kalciumjonerna spelar rollen som katalysatorer i oxidationen av hypoxantin (ATP-nedbrytningsprodukt) under påverkan av xantinoxidas, och detta leder till en lavinliknande ökning av fria radikaler efter reperfusion.
Hos donatorer med hjärndöd och hos donatorer med irreversibelt cirkulationsstopp på grund av hemodynamisk instabilitet och bromsning av blodflödet, uppstår endotelskador och aktivering av leukocyter redan innan avlägsnande, av universell karaktär. I det här fallet inträffar skador på transplantatet redan innan konserveringens början, och ännu mer innan blodflödet återupptas.
Adhesionsmolekyler producerade av ischemiskt endotel , såsom ICAM-I, VCAM-1 , P-selektin och E-selektin , leder till bindningen av polymorfonukleära leukocyter till ytan av själva endotelet - vidhäftning till blodkärlets vägg, och med varandra.
Det första stadiet av vidhäftning består i frisättningen av leukocyten i det parietala lagret av mikrokärlsplasman, där en slags "rullning" av leukocyten sker längs kärlets innervägg i blodflödesriktningen (rullande). Vidare saktar rörelsen av leukocyter ner mer och mer (aktivering). Därefter fixeras leukocyterna till kärlväggen (fast vidhäftning), varefter cellens innehåll "svämmar över" med hjälp av integriner, en typ av CD11/CD18b-receptormolekyler, genom porerna i kärlväggen in i vävnaderna omger kärlet och infiltrerar hela organet, dess parenkym och interstitium som helhet. Massadhesion av leukocyter till väggarna i blodkärlen och till varandra leder i slutändan till bildandet av stora leukocytkonglomerat, som täpper till kärlens lumen och kraftigt försämrar venöst utflöde. I diameter når konglomerat ibland 20-50 mikron. I den slutliga perioden av syresvält i vävnader, upp till fullständigt upphörande av andning och hjärtaktivitet, når konglomerat storlekar upp till 80 mikron, vilket leder till ocklusion av kärl med en allt större diameter och till deras skarpa deformation. Detta förklarar sedan svårigheten eller omöjligheten att återställa mikrocirkulationen under djup hypoxi. Det viktigaste i detta fall är tiden för instabil hemodynamik, termisk ischemi och den resulterande "mobiliseringen av leukocyter", som riktar sig mot organets mikrovaskulatur och endotel. Efter att ha startat blodflödet blir aktiverade neutrofiler huvudkällan för produktion av fria radikaler, lysenzymer, presentationen av antigeninformation sker på ett direkt och indirekt sätt, och effektoreffekten av aktiverade T-lymfocyter är ansluten . Det finns scenarier med komplikationer som inkluderar ospecifika inflammatoriska och immunologiska konflikter som leder till transplantatförlust vid olika tidpunkter beroende på svårighetsgraden av ischemi-reperfusionsskadan .
Sålunda, för att reducera donatororganets funktionella reserver, är det viktigaste inte bara utarmningen av energireserverna i vävnader under ischemi, utan också minskningen av potentialen för att återställa energireserven på grund av blockeringen av mikrovaskulaturen av leukocyter. konglomerat.