日期:2020-01-20 来源:本站 供稿:化学药与医疗器械处 作者:管理员 类别:独立撰写
近日,来自苏黎世大学的研究团队在Nature biotechnology 上发表了题为“An integrated perfusion machine preserves injured human livers for 1 week”的文章,他们开发了一种肝脏灌注机器,可离体保存人体肝脏长达1周。
供肝的保存是肝移植手术的关键节点之一,目前临床采取的方法是在取供体时用冷溶液冲洗器官,然后在冰上静置保存。这种方法降低肝脏代谢活性,允许的安全储存时间为12-18小时。在生理条件下,占体重2.5%的肝脏接受25%的心脏血液输出,并执行超过5000项生理功能。它具有独特的肝动脉、门静脉双血供系统,流经肝动脉的为高压、富氧的动脉血,流经门静脉的为低压、低氧的静脉血。其代谢产物分泌至胆汁中或经由肝巨噬细胞或肾脏清除。肝脏代谢主要由包括胰岛素和胰高血糖素在内的胰腺激素调控。
该研究团队设计了一种集成了多个核心生理功能的肝脏灌注机,可保存肝脏超过24小时。该机器通过肝脏的两个血管入口-肝动脉和门静脉,使肝脏重新获得血液供应。肝动脉在高压下(平均动脉压(MAP)≥65 mmHg)以搏动的方式供应富氧血液,而门静脉在低压下(约5-10 mmHg)接收氧气含量较低的血液(静脉血,非搏动)。在体内,营养物质和胆盐通过门静脉从肠道输送到肝脏,而在该系统中,科研人员将肠外营养剂和熊去氧胆酸注射到灌注机的门静脉中。肝动脉血流通过扩血管和缩血管药物精密调控。腔静脉内的压力持续保持在接近0 mmHg(0-2 mmHg)的生理水平,以防止肝充血。氧合装置向肝动脉和门静脉提供氧气、排出二氧化碳,系统持续监测肝动脉内的血氧浓度使其保持在预设范围之内。研究人员使用了一个透析装置来维持电解质平衡、清除血液中的代谢废物,该装置可自动调节流量,在此基础上还可实现红细胞压积的调控。系统通过连续血糖监测指导下的胰岛素和胰高血糖素给药来维持生理性血糖水平。为了模拟横膈膜振荡,肝脏的持续运动也被整合到系统中。
研究人员早期通过在健康猪肝上进行实验,逐步克服了糖代谢、溶血、代谢产物清除、氧合调控和模拟膈肌运动五大主要障碍,之后在10个被欧洲各中心拒绝移植的受损人类肝脏上测试了该机器。在长达7天的灌注后,6个肝脏仍能维持功能,表现为胆汁生成、凝血因子合成、维持细胞能量和完整的肝脏结构。尽管还需要更多的测试评估其实际效果,但这一新技术可能为肝移植的肝脏保存提供新的方法。