器官保存

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器官保存(organ preservation),使供移植用的器官在离体无血供状态下保持活力的措施。器官移植必需移植活的器官,因此,供移植用的器官,从切离供者体内之时起直到其主要血管与受者血管接通期间,始终保持着完整的解剖结构和活性,是移植成功的一个前提。但是,任何器官一旦失去血液供应,细胞得不到所必需的氧和养料,在常温(35~37℃)下于短期内即会死亡。能耐受的时间是极短的,如心、肝仅10~15分钟,肾约在45~60分钟,若超过上述时限,移植后就很难恢复功能。在临床实际工作中,则要求常温下的缺血时间越短越好,最好不超过3~5分钟,最长不超过7~8分钟。根本不可能在如此短促的时间内完成移植手术。因此,必需设法使离体器官的活性能长时间维持。
  原则上,有两类方法可以延长离体缺血器官的活性。一是尽可能降低细胞对维持代谢必需物质的需求或增加其耐受力;二是设法不断地供给最低限度的维持细胞活性所必需的营养料。前者是低温,后者是持续灌流。实际应用的有效方法是上述两原则的综合运用。
  低温  目前最常用的方法,低温能降低细胞对氧的需求量。一般说来,在0~4℃的低温下,离体器官耐受缺血的时间可较常温时延长10倍。最初的方法是将离体器官放于冷溶液中,这叫做单纯表面冷却法。但器官的中心深在部位降温较差,整个器官降温不均匀。后来改用冷(0~4℃)的灌洗液,藉重力作用,从离体器官的动脉迅速灌入,作短暂冲洗,这样不仅可洗净血管内的残留有害物质,最主要的是器官的深部及浅部均匀地降温到10℃以下(15℃是最高限)。然后将其保存于1~4℃的溶液中,直到移植。这种方法叫做单纯低温灌洗保存方法(亦称简单低温保存或冷贮存法)。灌洗液和保存液可以相同,也可以是两种不同的溶液。
  保存液  在器官移植手术中,自供体内切取器官并阻断其动静脉血管起,直到用冷灌洗液将其中心降温为止这一段时间,称为热缺血时间;从降到低温开始,到移植器官在受体内接通血管开放血流这一段时间,叫做冷缺血时间。热、冷缺血时间的总和即为总缺血时间。若该器官能始终保持其活性,移植后能迅速而完全恢复其功能,这个总缺血时间,即是该离体器官的安全保存期限。安全保存期限的长短,因保存液的种类不同而不同。开始时都应用等渗溶液,其电解质的组成与细胞外液相仿,如林格氏液乳酸盐林格氏液(平衡液)等,这些溶液安全保存离体缺血器官的时间仍然较短,如肾的保存时间在12小时以内,平均为5小时,供肝保存时间更短,仅约 2小时。这么短的时间不能满足包括运送时间在内的器官移植所需的整个手术时间的要求。
  1969年美国G.M.科林斯创制了一种与细胞内液组成相仿的溶液,要点是高钾、高镁、低钠的高渗溶液,在低温时可安全保存狗肾24~48小时;临床应用证明离体人肾的安全保存时间达20~24小时。在现代化的高速运送条件下这种溶液已能满足一国之内或国际间远距离传送的需要。科林斯创导的原则(用仿细胞内液型溶液代替仿细胞外液型液来保存供移植用的离体无血器官)是器官移植发展史上重要的一页。此后,有多种根据科林斯氏原则创制的实用的仿细胞内液型液问世,其中最著名的有科林斯自制的 CollinsC2液、Euro-Collins液(欧洲Collins氏液)、SacksⅡ液、Ross液。中国多应用上海配制的改良Ross液(HC-A液)和同济医科大学器官移植研究所创制的WMO-I号液,其成分有K+Na+、Cl-、PO婯、HPO厈、HCO婣、H2PO嬄、MgS04Ca2+、C6H5O、枸橼酸腺嘌呤ATP葡萄糖甘露醇等。俱能安全保存供肾30~36小时,甚至可达40~50小时。
  科林斯氏液之类溶液能有较长保存器官活性的机制是:①其阳离子浓度与细胞内相仿,可防止细胞内外钠、钾离子的交换,避免细胞内钾外逸而丧失,而细胞内钾是细胞活性所必需。②细胞膜两侧离子交换停止,可节存能量。③溶液的高渗性能可防止细胞及其超微结构水肿
  1988年美国F.O.贝尔泽创制了一种新的器官保存液,取名uw保存液,其成分有乳糖钾盐、KH2PO4、MgSO4、棉糖、腺苷谷胱甘肽胰岛素青霉素地塞米松别嘌呤醇羟乙基淀粉等。能连续冷保存胰腺肾脏达72小时,肝脏30小时或更长,这是保存液上一个突破性进展。其特点是不含葡萄糖和甘露醇(这二者仅对肾有效,前者反而能促进肝细胞酸中毒),而以乳糖盐及棉糖作为主要非渗透因子,又含羟乙基来阻止细胞间隙的扩大,以谷胱甘肽、别嘌呤醇来对抗氧自由基,这些都是科林斯氏液等液体所不具有的。
  机器持续低温灌流  配有脉冲泵、膜式氧化器、流量计,用经过微孔过滤、经缓冲处理的沉淀血浆,作低温持续灌洗,不断地供给低温代谢必需的营养,并清除代谢产生的废物。此法一度应用甚广,由于价格昂贵、操作复杂、运送不便,还有可能产生各种机械性和免疫性灌流损害,现很少应用。
  冷冻  指0℃以下的保存,1941年用乙醇甘油冷冻保护剂,保存离体细胞群和悬液(如精子)取得成功,但对肾、心、肝大脏器还处于早期实验阶段。因为目前所用的冷冻保护剂如甘油、乙醇甘油、二甲亚砜还不能做到不导致严重渗透性休克和难以恢复的细胞损害。此外,冷冻降温和解冻复苏的速度调节、超低温(-196℃)液氮的应用,还需要摸索。
  此外,还有许多离体无血器官保存措施,如低温与高压氧的联用,化学代谢抑制剂(如吩噻唑氯丙嗪硫酸镁)的试用以及组织培养法。除甲状旁腺碎片放在含有二甲亚砜的培养基中作深低温液氮冷存保存的方法已成功地试用于医疗外,其他各种方法离临床应用尚远。
  离体器官保存可分为短期(1周以内)、中期(1周到 1月)和长期(经月累年)保存。目前成功的还仅限于短期保存。以临床保存经验最多的肾脏来说,用机器持续低温灌洗法可安全保存3天,用简单低温可保存24~72小时;临床保存肝移植成功的最长记录是10~30小时。离体器官保存的最终目的是长期保存,以成立器官库,能最大限度地利用各种尸体器官来治病,但目前还远远不能做到。

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