Bevarelse af organer og væv - bevaring af organer og væv uden for kroppen fysiologisk komplet og egnet til praktisk brug i lang tid. Konservering hjælper med at høste organer og væv på forhånd, altid have dem på lager og transportere dem over lange afstande. Blodkonservering se artiklen Bloddonation
For at reducere skader i organer og væv, der er fjernet fra donorens krop og isoleret, anvendes tre hovedmetoder til konservering:
Valget af metode og specifik metode til konservering af organer og væv er bestemt af deres struktur, metaboliske hastighed og funktion udført [1] .
Metoder til konservering i overensstemmelse med de vigtigste metoder til antiiskæmisk beskyttelse af organer og væv er opdelt i tre grupper: normotermisk, hypotermisk og kryogen. Normotermisk bevarelse af organer genskaber de optimale betingelser for deres vitale aktivitet; udføres ved hjælp af metoderne til hardwareperfusion af karlejet med iltet blod ved en temperatur på + 35-37 °C. Længerevarende bevaring af organer i kroppen hos en asystolisk donor er mulig, når systemer som ECMO (ekstrakorporal membraniltning) er tilsluttet eller transportanordninger til normotermisk perfusion af faste organer anvendes, hvis det er nødvendigt at forlænge den ekstrakorporale periode af det fjernede organ med overvågning af vitale parametre og organfunktion i realtid. Ulemperne ved metoden til homotermisk konservering omfatter de høje omkostninger til apparater og forbrugsvarer, utilstrækkelig viden om resultaterne af transplantation af organer, der er bevaret på denne måde. Normotermisk vævskonservering er ikke udbredt på grund af umuligheden af vævsperfusion. Hypotermisk konservering skaber betingelser for livstøtte af organer og væv på et reduceret niveau på grund af hurtig afkøling og opbevaring af transplantater ved positive temperaturer (tæt på 0 °C): +4-8 °C. På grund af dens tekniske enkelhed, effektivitet og lave omkostninger er denne metode meget udbredt.
I klinisk praksis anvendes to hovedvarianter af metoden til farmakohypotermisk konservering af organer: metoden til hypoterm perfusion (A) og ikke-perfusionsmetoden til statisk konservering (B).
A. Hypotermisk perfusion af organer - metoden er baseret på hurtig vask af organet og dets efterfølgende konstante pulserende perfusion ved en temperatur på +8 ° C med blod oxygeneret med ekstracellulære protein-saltopløsninger indeholdende yderligere substrater, metabolitter og lægemidler, der forlænger stofskifte i organet på et reduceret niveau. Metoden involverer brug af stationære anordninger eller transportperfusionsanordninger
Det menes, at perfusionssystemer med pulserende perfusatforsyning ikke kun kan forbedre funktionen af transplantater i de tidlige og sene post-transplantationsperioder, men også øge antallet af donornyrer, der er egnede til transplantation på grund af deres postiskæmiske rehabilitering under perfusion. Ulemperne ved perfusionsmetoden til hypotermisk konservering omfatter muligheden for beskadigelse af det vaskulære endotel, hvilket øger transplantatets immunogenicitet, behovet for at bruge dyrt udstyr og perfusater samt den yderligere risiko for infektion af transplantatet under manipulationer.
B. Ikke-perfusionsmetode til statisk konservering (samtidig kold perfusion) er en metode, der i øjeblikket er guldstandarden for konservering af menneskelige organer. Den er baseret på korttidsvask og hurtig fyldning af organets karleje med en kold (+4 °C) konserveringsopløsning i kombination med ekstern afkøling af organerne med steril is med yderligere opbevaring i en steril beholder med et konserveringsmiddel opløsning ved en temperatur på ca. +4 °C. Organet transporteres i isotermiske beholdere, der holder temperaturen i området fra + 4 til + 6 °C. Efter perfusion indtræder en periode med kold iskæmi for organet . Den optimale varighed varierer afhængigt af organet og den anvendte konserveringsopløsning.
Hypotermisk konservering af væv udføres ved den perfusionsfri metode i flydende medier ved temperaturer fra + 2 til + 6 °C ved at placere vævstransplantater i glas- eller plastikbeholdere og opbevare dem i et husholdningskøleskab i perioder fra flere dage til flere uger og endda måneder.
Kryogen konservering (frysning) af væv og organer involverer den mest fuldstændige reversible standsning af metaboliske processer, når de udsættes for temperaturer under 0 °C (op til -70 °C og ultralave kryogene temperaturer -196 °C) og genoprettelse af fuld funktion efter opvarmning (ved t = 37 °C). Men på nuværende tidspunkt er det ikke muligt at undgå irreversible skader på strukturen af organer forbundet med deres frysning/optøning.
Knoglemarvskonservering er i øjeblikket af særlig relevans, da knoglemarvstransplantation ikke kun er blevet brugt til at korrigere hæmatologiske sygdomme, men også i regenerativ medicin for at inducere regenerative processer i beskadigede organer [1] .
Opgaver til organkonservering:
Organperfusionsopløsninger brugt i USA [2] :
Manglen på blodgennemstrømning i organet fører til ophør af aerob oxidation af glucose og fedtsyrer. Under anaerobe forhold stopper ATP -syntesen i den iskæmiske celle, hvilket fører til hæmning af kalium-natrium-pumpens aktivitet , den intracellulære balance mellem væsker og ioner forstyrres: klor, calcium og vand diffunderer ind i cellen, og kalium og magnesium fra det. Ødem og hævelse af cellen opstår, intracellulært kalium og magnesium er opbrugt, og calcium fremmer aktiveringen af phospholipase A , som er ansvarlig for lysis af cellemembraner. Der kommer opløsningen af organellers membraner og selve cellen. Koncentrationen af lactat og andre underoxiderede produkter stiger på grund af den resulterende anaerobe glykolyse , hvilket også fører til et fald i cellulær pH og forstyrrelse af integriteten af lysosomale membraner med frigivelse af lysosomale enzymer. Sidstnævnte ødelægger bindingerne af transportproteiner (transferrin, ferritin) med ikke-metaller (jern, kobber) inkluderet i deres struktur. Inden for få minutter ophobes store mængder hypoxanthin og xanthinoxidase i iskæmisk væv . Dette er den første fase af iskæmi-reperfusionsskade. Den næste fase er reperfusion. De frigivne metal- og calciumioner spiller rollen som katalysatorer i oxidationen af hypoxanthin (ATP-nedbrydningsprodukt) under påvirkning af xanthinoxidase, og dette fører til en lavinelignende stigning i frie radikaler efter reperfusion.
Hos donorer med hjernedød og hos donorer med irreversibelt kredsløbsstop på grund af hæmodynamisk ustabilitet og opbremsning af blodgennemstrømningen, forekommer endotelskader og aktivering af leukocytter allerede før fjernelse, af universel karakter. I dette tilfælde opstår beskadigelse af transplantatet allerede før starten af konserveringen, og endnu mere før genstart af blodgennemstrømningen.
Adhæsionsmolekyler produceret af iskæmisk endotel , såsom ICAM-I, VCAM-1 , P-selectin og E-selectin , fører til binding af polymorfonukleære leukocytter til overfladen af selve endotelet - adhæsion til væggen af blodkarret, og med hinanden.
Det første adhæsionstrin består i frigivelsen af leukocytten til parietallaget af mikrokarplasmaet, hvor der sker en slags "rulning" af leukocytten langs karrets indre væg i retning af blodgennemstrømning (rullende). Yderligere bremses bevægelsen af leukocytter mere og mere (aktivering). Derefter fikseres leukocytterne til karvæggen (fast adhæsion), hvorefter cellens indhold "overløber" ved hjælp af integriner, en type CD11/CD18b-receptormolekyler, gennem porerne i karvæggen ind i vævene omgiver karret og infiltrerer hele organet, dets parenkym og interstitium som helhed. Masseadhæsion af leukocytter til væggene i blodkarrene og til hinanden fører i sidste ende til dannelsen af store leukocytkonglomerater, som tilstopper karrenes lumen og kraftigt forringer venøs udstrømning. I diameter når konglomerater nogle gange 20-50 mikron. I den terminale periode med iltsultning af væv, op til fuldstændig ophør af vejrtrækning og hjerteaktivitet, når konglomerater størrelser op til 80 mikron, hvilket fører til okklusion af kar med en stadig større diameter og til deres skarpe deformation. Dette forklarer efterfølgende vanskeligheden eller umuligheden af at genoprette mikrocirkulationen under dyb hypoxi. Det vigtigste i dette tilfælde er tiden for ustabil hæmodynamik, termisk iskæmi og den resulterende "mobilisering af leukocytter", som er rettet mod organets mikrovaskulatur og endotel. Efter at have startet blodgennemstrømningen bliver aktiverede neutrofiler hovedkilden til produktion af frie radikaler, lysisenzymer, præsentationen af antigen information sker på en direkte og indirekte måde, og effektoreffekten af aktiverede T-lymfocytter er forbundet . Der er scenarier med komplikationer, der inkluderer ikke-specifikke inflammatoriske og immunologiske konflikter, der fører til grafttab på forskellige tidspunkter afhængigt af sværhedsgraden af iskæmi-reperfusionsskaden .
Ved reduktion af donororganets funktionelle reserver er den vigtigste ikke kun udtømningen af energireserverne i væv under iskæmi, men også reduktionen i potentialet for at genoprette energireserven på grund af blokering af mikrovaskulaturen af leukocytter. konglomerater.