RU2835169C1 - Donor organ preservation method and donor organ preservation container - Google Patents
Donor organ preservation method and donor organ preservation container Download PDFInfo
- Publication number
- RU2835169C1 RU2835169C1 RU2024102293A RU2024102293A RU2835169C1 RU 2835169 C1 RU2835169 C1 RU 2835169C1 RU 2024102293 A RU2024102293 A RU 2024102293A RU 2024102293 A RU2024102293 A RU 2024102293A RU 2835169 C1 RU2835169 C1 RU 2835169C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gaseous
- donor organ
- preservation
- organ
- perfusate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000082 organ preservation Substances 0.000 title abstract description 16
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 181
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 97
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims abstract description 52
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 39
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 39
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 30
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 18
- 230000002792 vascular Effects 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 10
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000005166 vasculature Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- ZWGNFOFTMJGWBF-VZSHSMSCSA-N (2s)-2-amino-3-(1h-imidazol-5-yl)propanoic acid;(2s)-2-amino-3-(1h-indol-3-yl)propanoic acid;2-oxopentanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)C(O)=O.OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1.C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 ZWGNFOFTMJGWBF-VZSHSMSCSA-N 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 8
- 206010061216 Infarction Diseases 0.000 description 7
- 230000007574 infarction Effects 0.000 description 7
- 230000037020 contractile activity Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 5
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 5
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000008148 cardioplegic solution Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 2
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 2
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 2
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XTWYTFMLZFPYCI-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylphosphoric acid Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O XTWYTFMLZFPYCI-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 1
- XTWYTFMLZFPYCI-UHFFFAOYSA-N Adenosine diphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O XTWYTFMLZFPYCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010003830 Automatism Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003855 L-lactate dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108700023483 L-lactate dehydrogenases Proteins 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UJLFQHSVIUGIOA-UHFFFAOYSA-N [O].[Xe] Chemical compound [O].[Xe] UJLFQHSVIUGIOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000011128 cardiac conduction Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000644 isotonic solution Substances 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 210000001147 pulmonary artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Группа изобретений относится к способам и устройствам консервации донорских органов и может быть применена в медицинской отрасли промышленности, в частности в трансплантологии.The group of inventions relates to methods and devices for preserving donor organs and can be used in the medical industry, in particular in transplantology.
В качестве прототипа выбран способ консервации донорского органа, реализуемый посредством контейнера для консервации донорского органа, содержащего герметичный корпус, выполненный с возможностью размещения донорского органа во внутренней полости, и перфузионный контур для нагнетания жидкого перфузата в сосудистую сеть органа. Способ включает в себя этапы, на которых консервируемый орган размещают во внутренней полости контейнера и подключают его к перфузионному контуру, осуществляют герметизацию контейнера и нагнетание в его внутреннюю полость жидкой консервационной среды, насыщают жидкую консервационную среду кислородом, и осуществляют перфузию органа перфузатом, представленным жидкой консервационной средой, предварительно насыщенной кислородом [WO 2020252148 A1, дата публикации: 17.12.2020].A method for preserving a donor organ is selected as a prototype, implemented using a container for preserving a donor organ, containing a sealed body designed to accommodate the donor organ in the internal cavity, and a perfusion circuit for pumping liquid perfusate into the vascular network of the organ. The method includes the stages of placing the preserved organ in the internal cavity of the container and connecting it to the perfusion circuit, sealing the container and pumping a liquid preservation medium into its internal cavity, saturating the liquid preservation medium with oxygen, and perfusing the organ with a perfusate represented by a liquid preservation medium pre-saturated with oxygen [WO 2020252148 A1, publication date: 12/17/2020].
Недостатком прототипа является невозможность обеспечения сохранности на достаточно высоком уровне донорских органов, консервируемых с использованием консервационных сред и перфузатов в виде жидкостей или жидкостей, насыщенных газами.The disadvantage of the prototype is the impossibility of ensuring the preservation at a sufficiently high level of donor organs preserved using preservation media and perfusates in the form of liquids or liquids saturated with gases.
Сохранность донорских органов может быть выражена в параметрах, определяющих функции консервируемого органа, например, возможность запуска сократительной активности после трансплантации или развиваемое давление для сердца, продукция желчи для печени, фильтрация и реабсорбция для почек и др. Также критерии оценки сохранности органа могут быть общими для различных типов органов. В качестве таких критериев могут быть представлены уровень лактата, уровень лактатдегидрогеназы, соотношение аденозинтрифосфат/аденозиндифосфат и др. Ухудшение упомянутых показателей при консервации донорских органов с использованием жидкостей или жидкостей, насыщенных газами, в качестве консервационных сред и перфузатов, вызвано тем, что во время консервации создаются условия, в которых происходит неадекватный ответ на потребности органа в поддержании достаточного уровня энергии для обеспечения его жизнедеятельности вне организма, в связи с чем происходит ухудшение (распад) тканей органа, интенсивность которого определяется степенью несоответствия затратам энергии относительно ее генерации. При этом, известно, что генерация энергии в живой ткани органа напрямую зависит от ее способности усваивать кислород, что в свою очередь, определяется различными факторами, среди которых достаточность газа в окружающей среде и возможность его переноса из этой среды непосредственно в ткань органа. В норме такой процесс обеспечивается системой кровообращения и газообмена, центральным элементом которой является гемоглобин, обеспечивающий постоянный обмен газами между жидкостью и тканью органа по градиенту концентрации газа. Однако в решениях, использующих жидкость или жидкость, насыщенную газом, в качестве консервационных сред и перфузатов, гемоглобин отсутствует и кислородная емкость консервационных сред и перфузатов (количество растворенного кислорода) определяется их способностью растворять кислород. Так, например, концентрация кислорода в воде примерно в 25 раз ниже, чем в крови. При этом, коктейльная рецептура перфузионных растворов, осмолярность которых зачастую представлена высокомолекулярными соединениями может еще больше снижать растворимость кислорода. Таким образом жидкости или жидкости, насыщенные газами, используемые в качестве консервационных сред и перфузатов, обладают низкой кислородной емкостью и не обеспечивают адекватный ответ на потребность органа в кислороде, что обуславливает недостаточно высокий уровень сохранности донорского органа в процессе его консервации, снижая таким образом эффективность способа консервации донорского органа.The preservation of donor organs can be expressed in parameters that determine the functions of the preserved organ, for example, the ability to initiate contractile activity after transplantation or the pressure developed for the heart, bile production for the liver, filtration and reabsorption for the kidneys, etc. Also, the criteria for assessing the preservation of an organ can be common for different types of organs. Such criteria can include the lactate level, the lactate dehydrogenase level, the adenosine triphosphate/adenosine diphosphate ratio, etc. The deterioration of the above-mentioned indicators during the preservation of donor organs using liquids or gas-saturated liquids as preservation media and perfusates is caused by the fact that during preservation, conditions are created in which an inadequate response to the organ's needs to maintain a sufficient level of energy to ensure its vital activity outside the body occurs, due to which deterioration (decay) of the organ tissues occurs, the intensity of which is determined by the degree of discrepancy between energy expenditure and its generation. It is known that energy generation in living organ tissue directly depends on its ability to absorb oxygen, which in turn is determined by various factors, including the sufficiency of gas in the environment and the possibility of its transfer from this environment directly to the organ tissue. Normally, such a process is provided by the circulatory and gas exchange system, the central element of which is hemoglobin, which ensures a constant exchange of gases between the liquid and the organ tissue along the gas concentration gradient. However, in solutions using liquid or gas-saturated liquid as preservation media and perfusates, hemoglobin is absent and the oxygen capacity of the preservation media and perfusates (the amount of dissolved oxygen) is determined by their ability to dissolve oxygen. For example, the concentration of oxygen in water is approximately 25 times lower than in blood. At the same time, the cocktail formulation of perfusion solutions, the osmolarity of which is often represented by high-molecular compounds, can further reduce the solubility of oxygen. Thus, liquids or liquids saturated with gases used as preservation media and perfusates have low oxygen capacity and do not provide an adequate response to the organ's need for oxygen, which results in an insufficiently high level of preservation of the donor organ during its preservation, thereby reducing the effectiveness of the donor organ preservation method.
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости повышения эффективности способа консервации донорского органа.The technical problem that the group of inventions is aimed at solving is the need to increase the efficiency of the method of preserving a donor organ.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении сохранности донорского органа при его консервации посредством контейнера для консервации донорского органа.The technical result, which the group of inventions is aimed at achieving, consists in increasing the safety of a donor organ during its preservation by means of a container for preserving a donor organ.
Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the first invention from the group of inventions is as follows.
Контейнер для консервации донорского органа, характеризующийся тем, что содержит:A container for preserving a donor organ, characterized by the fact that it contains:
- герметичный корпус, имеющий внутреннюю полость для размещения донорского органа и средства для размещения и фиксации донорского органа во внутренней полости герметичного корпуса, обеспечивающие возможность транспортировки донорского органа в анатомичном для него положении, выполненный с возможностью нагнетания газообразной консервационной среды во внутреннюю полость;- a sealed housing having an internal cavity for accommodating a donor organ and means for accommodating and fixing the donor organ in the internal cavity of the sealed housing, ensuring the possibility of transporting the donor organ in a position anatomical for it, designed with the possibility of pumping a gaseous preservation medium into the internal cavity;
- перфузионный контур для нагнетания газообразного перфузата, в качестве которого используют, консервационную газообразную среду, в сосудистую сеть донорского органа, включающий нагнетательное устройство и канал для подвода газообразного перфузата к донорскому органу;- a perfusion circuit for pumping gaseous perfusate, which is a preservation gaseous medium, into the vascular network of the donor organ, including a pumping device and a channel for supplying gaseous perfusate to the donor organ;
- датчики температуры и давления, установленные в герметичном корпусе, при этом один из датчиков давления обеспечивает определение избыточного давления газообразного перфузата в донорском органе, а другой обеспечивает определение давления консервационной газообразной среды, нагнетаемой во внутреннюю полость герметичного корпуса.- temperature and pressure sensors installed in a sealed housing, where one of the pressure sensors ensures the determination of excess pressure of the gaseous perfusate in the donor organ, and the other ensures the determination of the pressure of the preservation gaseous medium pumped into the internal cavity of the sealed housing.
Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the second invention from the group of inventions is as follows.
Способ консервации донорского органа, характеризующийся тем, что его осуществляют с использованием контейнера для консервации донорского органа и включает следующие этапы:A method for preserving a donor organ, characterized by the fact that it is carried out using a container for preserving the donor organ and includes the following stages:
- размещение донорского органа во внутренней полости герметичного корпуса и подключение донорского органа к перфузионному контуру;- placement of the donor organ in the internal cavity of the sealed housing and connection of the donor organ to the perfusion circuit;
- герметизация контейнера и нагнетание газообразной консервационной среды во внутреннюю полость герметичного корпуса со скоростью от 0,005 до 0,05 бар/сек до достижения во внутренней полости давления Рконс (бар), величина которого определяется по формуле- sealing the container and pumping a gaseous preservation medium into the internal cavity of the sealed body at a rate of 0.005 to 0.05 bar/sec until the internal cavity reaches a pressure of P cons (bar), the value of which is determined by the formula
где - доля кислорода в газовой смеси,Where - the proportion of oxygen in the gas mixture,
- рабочий объем контейнера (мл), - working volume of the container (ml),
- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл); - organ oxygen requirement during preservation (ml);
- перфузию донорского органа газообразным перфузатом, в качестве которого используют, консервационную газообразную среду с содержанием кислорода до 95 об. %, посредством перфузионного контура, при этом перфузию осуществляют путем подвода газообразного перфузата к донорскому органу равными частями через промежутки времени и дискретность N (сек/мин) включения нагнетательного устройства перфузионного контура определяют по формуле- perfusion of the donor organ with a gaseous perfusate, which is a preservation gaseous medium with an oxygen content of up to 95 vol.%, by means of a perfusion circuit, wherein the perfusion is carried out by supplying the gaseous perfusate to the donor organ in equal parts at intervals of time and the discreteness N (sec/min) of switching on the pumping device of the perfusion circuit is determined by the formula
где - производительность перистальтической помпы (мл/сек),Where - peristaltic pump performance (ml/sec),
- планируемое время консервации (мин), - planned preservation time (min),
- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл). Корпус, для обеспечения возможности размещения донорского органа в его внутренней полости, может быть выполнен разъемным и состоящим, например, из емкости и крышки или емкости со съемным основанием или двух полых сопрягаемых емкостей и т.д, не ограничиваясь количеством составных частей корпуса. Данные конструктивные особенности корпуса могут обеспечиваться при сопутствующем сохранении его герметичности. В крышке и/или стенках корпуса может быть выполнено по меньшей мере одно смотровое окно, обеспечивающее возможность визуального контроля процессов консервации донорского органа. В любой из частей корпуса может быть выполнено одно или несколько отверстий для подвода газообразной консервационной среды во внутреннюю полость корпуса и/или отвода среды из нее. К упомянутому отверстию или отверстиям может быть присоединена запорная арматура, обеспечивающая возможность регулировки скорости нагнетания газообразной консервационной среды во внутреннюю полость корпуса или сброса газообразной консервационной среды из нее. Корпус может быть выполнен теплоизолированным, для чего он может иметь двойную стенку, снабженную теплоизолированным слоем. - the organ's need for oxygen during preservation (ml). The housing, in order to provide the possibility of placing the donor organ in its internal cavity, can be made detachable and consisting, for example, of a container and a lid or a container with a removable base or two hollow mating containers, etc., without being limited by the number of component parts of the housing. These design features of the housing can be provided while simultaneously maintaining its tightness. At least one viewing window can be made in the lid and/or walls of the housing, providing the possibility of visual control of the donor organ preservation processes. One or more openings can be made in any part of the housing for supplying a gaseous preservation medium into the internal cavity of the housing and/or removing the medium from it. Shut-off valves can be connected to the said opening or openings, providing the possibility of adjusting the rate of injection of the gaseous preservation medium into the internal cavity of the housing or discharging the gaseous preservation medium from it. The body can be made heat-insulated, for which it can have a double wall equipped with a heat-insulating layer.
Перфузионный контур обеспечивает возможность нагнетания газообразного перфузата в сосудистую сеть органа и для этого включает в себя нагнетательное устройство, а также канал для подвода газообразного перфузата к органу. Нагнетательное устройство может быть представлено любым типом нагнетателя, обеспечивающим достаточную величину давления перекачиваемой газообразной среды на выходе из него, например компрессором. В наиболее предпочтительном варианте нагнетательное устройство может быть представлено перистальтической помпой, что дополнительно исключает контакт перекачиваемой среды с рабочими органами нагнетателя. Забор газообразного перфузата в процессе работы нагнетательного устройства обеспечивается из внутренней полости корпуса, при этом ко входу нагнетательного устройства может быть дополнительно подключен канал для забора газообразного перфузата из внутренней полости корпуса.The perfusion circuit provides the possibility of pumping gaseous perfusate into the vascular network of the organ and for this purpose includes a pumping device, as well as a channel for supplying gaseous perfusate to the organ. The pumping device can be any type of pump that provides a sufficient pressure of the pumped gaseous medium at the outlet from it, for example, a compressor. In the most preferred embodiment, the pumping device can be represented by a peristaltic pump, which additionally eliminates contact of the pumped medium with the working parts of the pump. The intake of gaseous perfusate during the operation of the pumping device is provided from the internal cavity of the housing, while a channel for intake of gaseous perfusate from the internal cavity of the housing can be additionally connected to the inlet of the pumping device.
Канал для подвода газообразного перфузата к органу и канал для забора газообразного перфузата из внутренней полости корпуса могут быть выполнены одноразовыми для обеспечения их стерильности и повышения сохранности донорского органа при его консервации посредством контейнера для консервации донорского органа.The channel for supplying gaseous perfusate to the organ and the channel for collecting gaseous perfusate from the internal cavity of the housing can be made disposable to ensure their sterility and increase the safety of the donor organ during its preservation using a container for preserving the donor organ.
Нагнетательное устройство может быть установлено за пределами внутренней полости корпуса, а канал для забора газообразного перфузата из внутренней полости корпуса и канал для подвода газообразного перфузата к органу могут быть введены внутрь корпуса, через выполненные в нем отверстия с сохранением его герметичности. При этом, в наиболее предпочтительном варианте нагнетательное устройство установлено во внутренней полости корпуса. Под внутренней полостью корпуса в рамках настоящей группы изобретений также могут пониматься сопряженные с ней полости, выполненные в стенках, дне и иных конструктивных элементах корпуса. Предпочтительно, нагнетательное устройство может быть смонтировано в дне корпуса.The pumping device can be installed outside the internal cavity of the housing, and the channel for collecting the gaseous perfusate from the internal cavity of the housing and the channel for supplying the gaseous perfusate to the organ can be introduced into the housing through openings made in it while maintaining its tightness. In this case, in the most preferred embodiment, the pumping device is installed in the internal cavity of the housing. Within the framework of the present group of inventions, the internal cavity of the housing can also be understood as cavities associated with it, made in the walls, bottom and other structural elements of the housing. Preferably, the pumping device can be mounted in the bottom of the housing.
Газообразная консервационная среда, нагнетаемая во внутреннюю полость корпуса и выступающая в качестве газообразного перфузата, может быть представлена одним газом - кислородом или кислородсодержащей газовой смесью, например воздухом. Также кислородсодержащая газовая смесь может быть представлена смесью кислорода и одного или нескольких газов-адъювантов, в качестве которых могут выступать инертные газы, такие как гелий, неон, аргон, криптон и ксенон, а также неинертные газы, такие как азот, водород или углекислый газ и любые нетоксичные для консервируемого органа газы.The gaseous preservation medium pumped into the internal cavity of the body and acting as a gaseous perfusate may be represented by one gas - oxygen or an oxygen-containing gas mixture, for example, air. Also, the oxygen-containing gas mixture may be represented by a mixture of oxygen and one or more adjuvant gases, which may be inert gases such as helium, neon, argon, krypton and xenon, as well as non-inert gases such as nitrogen, hydrogen or carbon dioxide and any gases that are non-toxic to the organ being preserved.
Содержание кислорода в кислородсодержащей газовой смеси может составлять до 95 % об., поскольку кислород является сильным окислителем и остаточная доля газа-адъюванта может быть не в состоянии компенсировать окислительные свойства кислорода.The oxygen content in an oxygen-containing gas mixture can be up to 95% by volume, since oxygen is a strong oxidizer and the residual proportion of adjuvant gas may not be able to compensate for the oxidizing properties of oxygen.
Нагнетание газообразной консервационной среды во внутреннюю полость корпуса могут производить со скоростью от 0,005 до 0,05 бар/с во избежание резкого увеличения давления и предотвращения возникновения вследствие этого негативных последствий для консервируемого органа. Нагнетание газообразной консервационной среды во внутреннюю полость корпуса могут производить до достижения во внутренней полости давления, величину которого определяют с учетом таких параметров, как доля кислорода в газовой смеси, рабочий объем внутренней полости контейнера и потребность органа в кислороде в течение консервации.The gaseous preservation medium may be injected into the internal cavity of the housing at a rate of 0.005 to 0.05 bar/s to avoid a sharp increase in pressure and prevent the occurrence of negative consequences for the preserved organ as a result. The gaseous preservation medium may be injected into the internal cavity of the housing until the pressure in the internal cavity is reached, the value of which is determined taking into account such parameters as the proportion of oxygen in the gas mixture, the working volume of the internal cavity of the container and the organ's need for oxygen during preservation.
Перфузию консервируемого органа могут осуществлять путем подвода газообразного перфузата к органу равными частями через промежутки времени, а дискретность включения нагнетательного устройства для подвода перфузата к органу, может быть определена с учетом таких параметров, как производительность нагнетательного устройства, предполагаемое время консервации и потребность органа в кислороде в течение консервации.Perfusion of the organ being preserved can be carried out by supplying gaseous perfusate to the organ in equal parts at intervals, and the discreteness of switching on the pumping device for supplying perfusate to the organ can be determined taking into account such parameters as the performance of the pumping device, the expected preservation time and the organ's need for oxygen during preservation.
Размещение и фиксация положения органа во внутренней полости корпуса может обеспечиваться за счет установленных внутри него средств, которые могут быть представлены штативом, кронштейном, ложементом или открытой емкостью, содержащей указанные элементы, и т.п. средствами, обеспечивающими возможность транспортировки органа в анатомичном для него положении, при котором отсутствует пережатие элементов его сосудистой сети и обеспечивается ее равномерная перфузия. Указанные средства для размещения и фиксации положения органа во внутренней полости корпуса могут быть выполнены одноразовыми для обеспечения их стерильности и повышения сохранности донорского органа при его консервации посредством контейнера для консервации донорского органа.The placement and fixation of the organ position in the internal cavity of the housing can be ensured by means installed inside it, which can be represented by a tripod, bracket, lodgement or open container containing the said elements, etc. means that ensure the possibility of transporting the organ in an anatomical position for it, in which there is no compression of the elements of its vascular network and its uniform perfusion is ensured. The said means for placing and fixing the position of the organ in the internal cavity of the housing can be made disposable to ensure their sterility and increase the safety of the donor organ during its preservation by means of a container for the preservation of the donor organ.
Для обеспечения контроля за процессами консервации органа в корпусе могут быть установлены датчики давления и температуры. При этом в корпусе может быть установлено по меньшей мере два датчика давления, один из которых обеспечивает определение избыточного давления газообразного перфузата в донорском органе, а другой обеспечивает определение давления нагнетаемой во внутреннее пространство корпуса газообразной консервационной среды.To ensure control over organ preservation processes, pressure and temperature sensors may be installed in the housing. At least two pressure sensors may be installed in the housing, one of which ensures the determination of excess pressure of the gaseous perfusate in the donor organ, and the other ensures the determination of the pressure of the gaseous preservation medium pumped into the internal space of the housing.
Дополнительно во внутреннем пространстве корпуса, или во внутреннем пространстве емкости, обеспечивающей размещение и фиксацию положения органа во внутренней полости корпуса, может быть установлен генератор аэрозоля, что обеспечивает поддержание высокой (не менее 80%) влажности во внутренней полости корпуса в процессе консервации органа и предотвращает высыхание наружной поверхности консервируемого органа. Жидкость, используемая для генерации из нее аэрозоля, может быть представлена любым консервирующим раствором, например, изотоническим раствором, Кребса-Хенселейта, раствором университета Висконсина, раствором Гистидин-Триптофан-Кетоглутарата (Кустодиол) и др. Для контроля влажности в корпусе может быть дополнительно установлен датчик влажности. При этом для уменьшения количества влаги, попадающей в газообразный перфузат, забор которого осуществляется из внутренней полости корпуса, на входе нагнетательного устройства, или на входном конце канала для забора газообразного перфузата из внутренней полости корпуса может быть установлен влагоотделитель, обеспечивающий сбор избытков влаги из аэрозоля и их отвод, например, воронка или канал, или патрубок. Генерацию аэрозоля могут осуществлять одновременно с осуществлением перфузии донорского органа или автоматически согласно устанавливаемому пороговому значению и показаниям датчика.Additionally, an aerosol generator can be installed in the inner space of the housing or in the inner space of the container that ensures placement and fixation of the organ position in the inner cavity of the housing, which ensures maintenance of high (at least 80%) humidity in the inner cavity of the housing during the process of organ preservation and prevents drying of the outer surface of the preserved organ. The liquid used to generate an aerosol from it can be any preservative solution, for example, isotonic solution, Krebs-Henseleit, University of Wisconsin solution, Histidine-Tryptophan-Ketoglutarate (Custodiol) solution, etc. A humidity sensor can be additionally installed in the housing to control humidity. In this case, to reduce the amount of moisture entering the gaseous perfusate, the intake of which is carried out from the internal cavity of the housing, a moisture separator can be installed at the inlet of the pumping device, or at the inlet end of the channel for collecting gaseous perfusate from the internal cavity of the housing, ensuring the collection of excess moisture from the aerosol and its removal, for example, a funnel or channel, or a branch pipe. Aerosol generation can be carried out simultaneously with the perfusion of the donor organ or automatically according to the set threshold value and sensor readings.
По завершении выполнения способа консервации донорского органа, его расконсервацию могут производить путем сброса давления газообразной консервационной среды во внутренней полости корпуса до атмосферного, разгерметизации корпуса и осуществления перфузии донорского органа жидким перфузатом, для замещения газообразного перфузата в его сосудистой сети, с целью последующей трансплантации в организм реципиента.Upon completion of the donor organ preservation method, its depreservation can be performed by releasing the pressure of the gaseous preservation medium in the internal cavity of the housing to atmospheric pressure, depressurizing the housing and perfusing the donor organ with liquid perfusate to replace the gaseous perfusate in its vascular network, for the purpose of subsequent transplantation into the recipient's body.
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».The group of inventions can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion of “industrial applicability”.
Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, заключающихся в том, что способ консервации донорского органа, реализуют посредством контейнера для консервации донорского органа, во внутренней полости которого размещают орган и подключают его к перфузионному контуру, осуществляют герметизацию контейнера для консервации органа и нагнетают газообразную консервационную среду во внутреннюю полость корпуса, а затем осуществляют перфузию органа газообразным перфузатом, представленным газообразной консервационной средой, посредством перфузионного контура, что обеспечивает повышение биодоступности кислорода для тканей консервируемого органа, поскольку кислород находится в газообразном состоянии и в таком же газообразном состоянии подводится к сосудистой сети консервируемого органа, в результате чего повышается сохранность донорского органа при его консервации посредством контейнера для консервации донорского органа и повышается эффективность способа консервации донорского органа.The group of inventions is characterized by a previously unknown set of essential features from the state of the art, consisting in the fact that the method of preserving a donor organ is implemented by means of a container for preserving a donor organ, in the internal cavity of which the organ is placed and connected to a perfusion circuit, the container for preserving the organ is sealed and a gaseous preservation medium is pumped into the internal cavity of the housing, and then the organ is perfused with a gaseous perfusate, represented by a gaseous preservation medium, by means of a perfusion circuit, which ensures an increase in the bioavailability of oxygen for the tissues of the organ being preserved, since the oxygen is in a gaseous state and is supplied to the vascular network of the organ being preserved in the same gaseous state, as a result of which the safety of the donor organ is increased during its preservation by means of a container for preserving the donor organ and the efficiency of the method of preserving the donor organ is increased.
Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The group of inventions possesses a set of essential features previously unknown in the state of the art, which indicates its compliance with the patentability criterion of “novelty”.
Из уровня техники известен способ консервации донорского органа в жидкой консервационной среде, насыщенной кислородом, с помощью которой также осуществляют перфузию сосудистой сети органа. Однако из уровня техники не известен способ консервации донорского органа, при выполнении которого используют газообразную консервационную среду и газообразный перфузат, вследствие чего группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».The prior art discloses a method for preserving a donor organ in a liquid preservation medium saturated with oxygen, which is also used to perfuse the organ's vascular network. However, the prior art does not disclose a method for preserving a donor organ that uses a gaseous preservation medium and gaseous perfusate, as a result of which the group of inventions meets the patentability criterion of "inventive step".
Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».Inventions from a group of inventions are interconnected and form a single inventive concept, which indicates that the group of inventions meets the patentability criterion of “unity of invention”.
Группа изобретений поясняется следующими фигурами.The group of inventions is illustrated by the following figures.
Фиг. 1 - Схематичное изображение контейнера для консервации донорского органа, с размещенным в его внутренней полости консервируемым органом.Fig. 1 - Schematic representation of a container for preserving a donor organ, with the organ to be preserved placed in its internal cavity.
Фиг. 2 - Схематичное изображение контейнера для консервации донорского органа, с установленными в его внутренней полости генератором аэрозоля и воронкой для сбора и отвода избытков влаги из аэрозоля и размещенным в его внутренней полости консервируемым органом.Fig. 2 - Schematic representation of a container for preserving a donor organ, with an aerosol generator and a funnel for collecting and removing excess moisture from the aerosol installed in its internal cavity, and the organ to be preserved placed in its internal cavity.
Фиг. 3 - Таблица результатов испытаний на наличие сердечного ритма.Fig. 3 - Table of results of tests for the presence of heart rhythm.
Фиг. 4 - График результатов испытаний на определение частоты сердечных сокращений органов после их консервации.Fig. 4 - Graph of the results of tests to determine the heart rate of organs after their preservation.
Фиг. 5 - График результатов испытаний на определение объемной скорости коронарной перфузии органов после их консервации.Fig. 5 - Graph of the results of tests to determine the volumetric rate of coronary perfusion of organs after their preservation.
Фиг. 6 - График результатов испытаний на определение внутрилевожелудочкового давления органов после их консервации.Fig. 6 - Graph of the results of tests to determine the intra-left ventricular pressure of organs after their preservation.
Фиг. 7 - Таблица разрезов органов с наибольшей и наименьшей долями зон инфаркта.Fig. 7 - Table of sections of organs with the largest and smallest proportions of infarction zones.
Фиг. 8 - График численных долей зон инфаркта.Fig. 8 - Graph of the numerical proportions of infarction zones.
Фиг. 9 - Сравнительная таблица оценки результатов, полученных в ходе всех испытаний.Fig. 9 - Comparative table of the evaluation of the results obtained during all tests.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the group of inventions, a variant of its implementation is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present group of inventions is in no way limited to the presented variant.
Контейнер для консервации донорского органа имеет полый корпус с крышкой 10. Крышка 10 корпуса имеет смотровое окно 12 и выполнена с возможностью герметичного закрывания внутренней полости корпуса. В нижней части корпуса имеются отверстия для подключения к ним игольчатых кранов газации и дегазации внутреннего пространства корпуса. В корпусе установлены: перфузионный контур, датчики давления и датчик температуры, а также штатив 14 для фиксации положения донорского органа во внутреннем пространстве корпуса.The container for preserving the donor organ has a hollow body with a cover 10. The cover 10 of the body has a viewing window 12 and is designed to hermetically close the internal cavity of the body. In the lower part of the body there are openings for connecting needle valves for gasification and degassing of the internal space of the body to them. The following are installed in the body: a perfusion circuit, pressure sensors and a temperature sensor, as well as a stand 14 for fixing the position of the donor organ in the internal space of the body.
Перфузионный контур состоит из перистальтической помпы 16, трубки 18 для подвода перфузата к донорскому органу и трубки 20 для забора перфузата из внутренней полости корпуса.The perfusion circuit consists of a peristaltic pump 16, a tube 18 for supplying perfusate to the donor organ, and a tube 20 for collecting perfusate from the internal cavity of the housing.
Один из датчиков давления может быть установлен внутри трубки 18 для подвода перфузата к донорскому органу или может быть установлен внутри муфты-переходника, устанавливаемой в артерию органа при выполнении способа его консервации, и обеспечивает определение избыточного давления перфузата в донорском органе. Еще один из датчиков давления установлен в нижней части корпуса и обеспечивает определение давления нагнетаемой во внутреннее пространство корпуса консервационной среды. Датчик температуры установлен таким образом, чтобы наиболее точно измерять температуру органа, например он может быть установлен внутри муфты-переходника, устанавливаемой в артерию органа при выполнении способа его консервации, или внутри трубки 18 для подвода перфузата к донорскому органу или трубки 20 для забора перфузата из внутренней полости корпуса, или же может быть встроен в любую из частей перфузионного контура, имеющую контакт с перфузатом.One of the pressure sensors can be installed inside the tube 18 for supplying the perfusate to the donor organ or can be installed inside the coupling-adapter installed in the organ artery when performing the method of its preservation, and ensures the determination of the excess pressure of the perfusate in the donor organ. Another of the pressure sensors is installed in the lower part of the housing and ensures the determination of the pressure of the preservation medium pumped into the inner space of the housing. The temperature sensor is installed in such a way as to measure the organ temperature most accurately, for example, it can be installed inside the coupling-adapter installed in the organ artery when performing the method of its preservation, or inside the tube 18 for supplying the perfusate to the donor organ or the tube 20 for collecting the perfusate from the inner cavity of the housing, or can be built into any of the parts of the perfusion circuit that has contact with the perfusate.
Датчики давления и датчик температуры, а также перистальтическая помпа 16, подключены к контроллеру, расположенному за пределами корпуса контейнера.The pressure sensors and temperature sensor, as well as the peristaltic pump 16, are connected to a controller located outside the container body.
В одном из вариантов осуществления в корпусе контейнера для консервации донорского органа дополнительно установлены ультразвуковой генератор 22 аэрозоля и датчик влажности, которые подключены к контроллеру, при этом на входном конце трубки 20 для забора перфузата из внутренней полости корпуса дополнительно установлена воронка 24 для сбора и отвода избытков влаги из аэрозоля, создаваемого генератором 22 (Фиг. 2). Генератор 22 установлен в нижней части корпуса, на его дне, а датчик влажности установлен в самой верхней точке внутреннего пространства корпуса.In one embodiment, an ultrasonic aerosol generator 22 and a humidity sensor are additionally installed in the body of the container for preserving the donor organ, which are connected to the controller, while at the input end of the tube 20 for collecting the perfusate from the internal cavity of the body, a funnel 24 is additionally installed for collecting and removing excess moisture from the aerosol created by the generator 22 (Fig. 2). The generator 22 is installed in the lower part of the body, on its bottom, and the humidity sensor is installed at the highest point of the internal space of the body.
Способ консервации донорского органа, в частности сердца, реализуется следующим образом.The method of preserving a donor organ, in particular the heart, is implemented as follows.
Подготовку органа к консервации осуществляют путем промывки его от остатков крови консервирующим раствором, в частности кардиоплегическим раствором Гистидин-Триптофана-Кутоглутарата, и установки муфты-переходника 26 в аорту органа. Затем орган размещают во внутренней полости корпуса для консервации донорского органа и фиксируют его положение посредством штатива 14. После этого орган подключают к перфузионному контуру, в частности к его трубке 18 для подвода перфузата к органу, через муфту-переходник 26 и закрывают крышку 10 контейнера обеспечивая, тем самым, герметизацию его внутреннего пространства.The organ is prepared for preservation by washing it from blood residues with a preservative solution, in particular a Histidine-Tryptophan-Kutoglutarate cardioplegic solution, and installing the adapter sleeve 26 into the organ aorta. The organ is then placed in the internal cavity of the donor organ preservation housing and its position is fixed by means of a stand 14. After this, the organ is connected to the perfusion circuit, in particular to its tube 18 for supplying perfusate to the organ, through the adapter sleeve 26 and the container lid 10 is closed, thereby ensuring the sealing of its internal space.
После герметизации внутреннего пространства корпуса открывают кран газации и нагнетают во внутреннее пространство корпуса газообразную консервационную среду, представленную ксенон-кислородной смесью. Контроль за давлением внутри контейнера осуществляют посредством датчика давления. Нагнетание осуществляют со скоростью 0,005-0,05 бар/сек до достижения во внутреннем пространстве корпуса давления Рконс (бар), определяемого по формулеAfter sealing the inner space of the housing, the gas valve is opened and a gaseous preservation medium, represented by a xenon-oxygen mixture, is pumped into the inner space of the housing. The pressure inside the container is monitored using a pressure sensor. Pumping is carried out at a rate of 0.005-0.05 bar/sec until the pressure P cons (bar) is reached in the inner space of the housing, determined by the formula
где - доля кислорода в газовой смеси,Where - the proportion of oxygen in the gas mixture,
- рабочий объем контейнера (мл), - working volume of the container (ml),
- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл), определяемая по формуле - the organ's need for oxygen during preservation (ml), determined by the formula
где - масса органа (г),Where - organ mass (g),
- планируемое время консервации (мин), - planned preservation time (min),
- потребность органа в кислороде в норме и при физиологической температуре (мл/мин./грамм ткани), - the organ's need for oxygen under normal conditions and at physiological temperature (ml/min/gram of tissue),
- коэффициент, отражающий снижение потребления органом кислорода в релаксированном (без сократительной активности) состоянии при физиологической температуре. Для органов, не имеющих сократительной активности А1=1, - a coefficient reflecting the decrease in oxygen consumption by an organ in a relaxed (without contractile activity) state at physiological temperature. For organs that do not have contractile activity A 1 = 1,
- коэффициент, отражающий снижение потребления органом кислорода при гипотермии, - a coefficient reflecting a decrease in the organ's oxygen consumption during hypothermia,
- физиологическая температура для консервируемого органа (°С), - physiological temperature for the preserved organ (°C),
- температура консервации органа (°С). - organ preservation temperature (°C).
С целью продувки прибора от воздушной атмосферы могут также использовать метод 3/1: нагнетание трех объемов газа-консерванта, определяемых в соответствии с вышеприведенной формулой, с последующей разгерметизацией до атмосферного давления.In order to purge the device from the air atmosphere, the 3/1 method can also be used: pumping in three volumes of preservative gas, determined in accordance with the above formula, followed by depressurization to atmospheric pressure.
После достижения давления нагнетание прекращают и осуществляют выпуск из внутреннего пространства корпуса остаточного воздуха путем открытия крана дегазации. Контроль за давлением внутри контейнера осуществляют так же посредством датчика давления. Выпуск остаточного воздуха осуществляют со скоростью 0,005-0,05 бар/сек до достижения во внутреннем пространстве корпуса давления - 1 (бар), если бар, или до достижения давления 1 бар, если бар, после чего кран дегазации закрывают.After reaching pressure the injection is stopped and the residual air is released from the internal space of the housing by opening the degassing valve. The pressure inside the container is also monitored using a pressure sensor. The residual air is released at a rate of 0.005-0.05 bar/sec until the internal space of the housing reaches a pressure of - 1 (bar), if bar, or until the pressure reaches 1 bar, if bar, after which the degassing valve is closed.
Далее начинают процесс перфузии органа. Сначала, осуществляя визуальный контроль через смотровое окно 12, производят перфузию сосудистой сети органа в постоянном режиме, то есть непрерывно осуществляя подвод перфузата к органу до прекращения выделения видимых капель консервирующего раствора, вытекающих из сосудистой сети органа через венозный сосуд органа, в частности через легочную артерию и/или верхнюю-нижнюю полые вены, что свидетельствует о герметичном подключении органа к перфузионному контуру.Then the organ perfusion process begins. First, performing visual control through the viewing window 12, the organ vascular network is perfused in a constant mode, i.e., continuously supplying the perfusate to the organ until visible drops of the preservative solution flowing out of the organ vascular network through the organ's venous vessel, in particular through the pulmonary artery and/or the superior-inferior vena cava, cease to be released, which indicates a hermetically sealed connection of the organ to the perfusion circuit.
Затем режим перфузии изменяется на дискретный, при котором подвод перфузата к органу осуществляется равными частями через промежутки времени, при этом дискретность включения помпы N (сек/мин) определяют по формулеThen the perfusion mode changes to discrete, in which the perfusate is supplied to the organ in equal parts at intervals, while the discreteness of pump activation N (sec/min) is determined by the formula
где - производительность перистальтической помпы (мл/сек),Where - peristaltic pump performance (ml/sec),
- планируемое время консервации (мин), - planned preservation time (min),
- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл). При этом дискретность включения помпы N не должна быть настолько редкой, чтобы происходило уравнивание давления перфузата с давлением газообразной консервационной среды во внутреннем пространстве корпуса. Таким образом дискретность включения помпы должна быть адекватна дроссельной (сбрасывающей избыточное давление) особенности органа и поддерживать величину избыточного давления перфузата на уровне от 0,1 до 80 мм рт.ст. - the organ's need for oxygen during preservation (ml). In this case, the discreteness of the N pump switching should not be so rare that the perfusate pressure equalizes with the pressure of the gaseous preservation medium in the internal space of the body. Thus, the discreteness of the pump switching should be adequate to the throttle (relieving excess pressure) feature of the organ and maintain the value of excess perfusate pressure at a level of 0.1 to 80 mm Hg.
Забор перфузата как в постоянном, так и в дискретном режимах перфузии осуществляется посредством перистальтической помпы 16 через трубку 20 из внутренней полости корпуса, заполненной газообразной консервационной средой. Контроль за давлением перфузата в сосудистой сети консервируемого органа обеспечивается посредством датчика давления, установленного в муфте-переходнике 26.The perfusate is collected in both continuous and discrete perfusion modes by means of a peristaltic pump 16 through a tube 20 from the internal cavity of the housing filled with a gaseous preservation medium. The pressure of the perfusate in the vascular network of the organ being preserved is monitored by means of a pressure sensor installed in the coupling-adapter 26.
При установлении дискретного режима перфузии и наполнении дна корпуса консервирующим раствором, в том числе, вытекающим из органа в результате его замещения газообразным перфузатом, осуществляют запуск генератора 22 аэрозоля, для обеспечения влажности во внутренней полости корпуса на уровне не менее 85%, при этом включение генератора 22 и генерация им аэрозоля осуществляется одновременно с включением перистальтической помпы 16, осуществляющей перфузию органа в дискретном режиме, а синхронизация их работы обеспечивается контроллером.When establishing a discrete perfusion mode and filling the bottom of the housing with a preservative solution, including that flowing out of the organ as a result of its replacement with a gaseous perfusate, the aerosol generator 22 is started to ensure humidity in the internal cavity of the housing at a level of at least 85%, while the generator 22 is turned on and the aerosol is generated by it simultaneously with the peristaltic pump 16, which performs perfusion of the organ in a discrete mode, and the synchronization of their operation is ensured by the controller.
В процессе работы генератора 22 им осуществляется генерация аэрозоля из консервирующего раствора. При этом сбор воронкой 24 избытков влаги из аэрозоля и последующий ее отвод, а также вытекание избытков раствора из сосудистой сети органа (попадающих в нее вместе с газообразным перфузатом), обеспечивают поддержание уровня этого раствора на дне корпуса постоянным и достаточным для смачивания рабочего органа генератора 22.During the operation of generator 22, it generates an aerosol from a preservative solution. In this case, the collection of excess moisture from the aerosol by funnel 24 and its subsequent removal, as well as the outflow of excess solution from the organ's vascular network (entering it together with the gaseous perfusate), ensures that the level of this solution at the bottom of the housing is maintained constant and sufficient for wetting the working element of generator 22.
После установления режимов перфузии и генерации аэрозоля корпус контейнера для консервации донорского органа, помещают в холодильную камеру, охлаждают его вместе с содержимым до температуры Т2 = 1-4°С и поддерживают установившуюся температуру, а также режимы перфузии органа и генерации аэрозоля в течение всего времени консервации органа.After establishing the perfusion and aerosol generation modes, the body of the container for preserving the donor organ is placed in a refrigeration chamber, cooled together with its contents to a temperature of T2 = 1-4°C, and the established temperature is maintained, as well as the organ perfusion and aerosol generation modes, throughout the entire time of organ preservation.
Расконсервацию органа осуществляют следующим образом.The organ is de-preserved as follows.
По завершении периода консервации органа корпус контейнера для консервации донорского органа вынимают из холодильной камеры и открывают кран дегазации, осуществляя сброс давления во внутреннем пространстве корпуса до атмосферного со скоростью 0,005-0,05 бар/сек, при этом контроль за давлением осуществляют посредством датчика давления. По достижении во внутреннем пространстве корпуса давления, соответствующего атмосферному, крышку 10 корпуса открывают и осуществляют жидкостную перфузию органа, для замещения газообразного перфузата в его сосудистой сети на жидкий, представленный консервирующим раствором. Для этого орган вынимают из внутренней полости корпуса, не отсоединяя его от перфузионного контура, а входной конец трубки 20 для забора перфузата подключают к емкости с консервирующим раствором и осуществляют жидкостную перфузию органа в постоянном режиме до достижения давления перфузата в сосудистой сети органа, составляющего от 80 до 250 мм.рт.ст., после чего муфту-переходник 26 отсоединяют от аорты и подготавливают орган к дальнейшей трансплантации.Upon completion of the organ preservation period, the body of the donor organ preservation container is removed from the refrigeration chamber and the degassing valve is opened, releasing the pressure in the inner space of the body to atmospheric pressure at a rate of 0.005-0.05 bar/sec, while the pressure is monitored using a pressure sensor. Upon reaching a pressure in the inner space of the body corresponding to atmospheric pressure, the cover 10 of the body is opened and liquid perfusion of the organ is performed to replace the gaseous perfusate in its vascular network with a liquid one, represented by a preservative solution. To do this, the organ is removed from the internal cavity of the body without disconnecting it from the perfusion circuit, and the input end of the tube 20 for collecting the perfusate is connected to a container with a preservative solution and liquid perfusion of the organ is carried out in a constant mode until the perfusate pressure in the vascular network of the organ is reached, amounting to from 80 to 250 mm Hg, after which the coupling-adapter 26 is disconnected from the aorta and the organ is prepared for further transplantation.
Для консервируемых вышеописанным способом органов определялась эффективность их консервации при использовании различных консервационных сред, являющихся также перфузатом, посредством которого осуществляют перфузию консервируемого органа. В качестве исследуемых консервационных сред были представлены:For organs preserved in the manner described above, the efficiency of their preservation was determined using various preservation media, which are also the perfusate by means of which the perfusion of the preserved organ is carried out. The following preservation media were presented as the studied ones:
- ксенон-кислородная смесь, содержащая 5% кислорода и 95% ксенона (Газ А);- xenon-oxygen mixture containing 5% oxygen and 95% xenon (Gas A);
- ксенон-кислородная смесь, содержащая 95% кислорода и 5% ксенона (Газ В);- xenon-oxygen mixture containing 95% oxygen and 5% xenon (Gas B);
- ксенон-кислородная смесь, содержащая 50% кислорода и 50% ксенона (Газ С); воздух;- xenon-oxygen mixture containing 50% oxygen and 50% xenon (Gas C); air;
консервирующий кардиоплегический раствор Гистидина-Триптофана-Кетоглутарата (КР), торговое название «Кустодиол».preservative cardioplegic solution Histidine-Tryptophan-Ketoglutarate (KR), trade name "Custodiol".
При использовании в качестве консервационной среды кардиоплегического раствора «Кустодиол», его нагнетали непосредственно в сосудистую сеть органа, через ее артериальную часть, промывая таким образом сосудистую сеть органа от остатков крови в течение 3-5 минут с одновременной остановкой ритма (сердцебиения), а затем останавливали перфузию органа и немедленно переносили его в жидкую фазу ледяного (часть раствора представлена ледяной крошкой) раствора «Кустодиол», на все время консервации.When using the cardioplegic solution "Custodiol" as a preservation medium, it was pumped directly into the vascular network of the organ, through its arterial part, thus washing the vascular network of the organ from residual blood for 3-5 minutes with simultaneous stopping of the rhythm (heartbeat), and then the perfusion of the organ was stopped and it was immediately transferred to the liquid phase of the ice-cold (part of the solution is represented by ice chips) solution "Custodiol", for the entire preservation period.
В каждой из консервационных сред были законсервированы по отдельности от четырех до десяти органов, в частности:In each of the preservation environments, four to ten organs were preserved separately, in particular:
В качестве консервируемых органов были представлены сердца крыс. Срок консервации составлял 6 часов. По окончании срока консервации для каждого из законсервированных органов были проведены испытания, в ходе которых определяли возможность запуска сократительной активности органа, а именно наличие сердечного ритма. Результаты испытаний приведены в таблице, представленной на Фиг. 3. Из указанной таблицы видно, что процент органов, успешно прошедших испытания на наличие сердечного ритма, составлял 100% для газов А, В и С, 75% - для воздуха и 40% - для КР «Кустодиол».The preserved organs were rat hearts. The preservation period was 6 hours. At the end of the preservation period, tests were conducted for each of the preserved organs to determine the possibility of starting the contractile activity of the organ, namely the presence of a heart rhythm. The test results are given in the table shown in Fig. 3. From this table it is evident that the percentage of organs that successfully passed the tests for the presence of a heart rhythm was 100% for gases A, B and C, 75% for air and 40% for the KR "Custodiol".
Для органов, успешно прошедших испытания на наличие сердечного ритма, были проведены дополнительные испытания по технологии Лангендорффа, в ходе которых орган перфузировали антеградно раствором Кребса-Хенселейта в течение 60 минут в режиме постоянного давления и определяли следующие параметры:For organs that successfully passed the cardiac rhythm tests, additional tests were performed using the Langendorff technique, in which the organ was perfused antegradely with Krebs-Henseleit solution for 60 minutes in constant pressure mode and the following parameters were determined:
- частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин);- heart rate (HR, bpm);
- объемная скорость коронарной перфузии (мл/мин); внутрилевожелудочковое давление (мм.рт.ст);- coronary perfusion volume rate (ml/min); intraleft ventricular pressure (mmHg);
- доля зон инфаркта в разрезе органа (%).- the proportion of infarction zones in the organ (%).
Результаты определения ЧСС после консервации приведены на графике, представленном на Фиг. 4. При сравнении между собой результатов различных консервационных сред было установлено, что ЧСС была значительно выше (р<0,05) для всех газов А, В и С в сравнении с КР «Кустодиол», а также для пар воздух Газ В (р=0,015) и Газ С (р=0,01). При этом отсутствовали различия в парах воздух КР «Кустодиол» и воздух - Газ А (р>0,05). Последнее может указывать на депривирующий эффект Газа А на проводящую систему сердца, который может быть обусловлен относительно высокой концентрацией ксенона в данной смеси. Способность к поддержанию правильного (синусового) сердечного ритма с достаточной частотой является важным показателем сохранности органа, обеспечивающим адекватную работу органа после трансплантации. Ухудшение данного показателя указывает на нарушение автоматизма органа в результате его консервации.The results of determining the heart rate after preservation are shown in the graph shown in Fig. 4. When comparing the results of various preservation media, it was found that the heart rate was significantly higher (p<0.05) for all gases A, B and C compared to the KR "Custodiol", as well as for the pairs air Gas B (p=0.015) and Gas C (p=0.01). At the same time, there were no differences in the pairs air KR "Custodiol" and air - Gas A (p>0.05). The latter may indicate a depriving effect of Gas A on the cardiac conduction system, which may be due to the relatively high concentration of xenon in this mixture. The ability to maintain a correct (sinus) heart rhythm with a sufficient frequency is an important indicator of organ preservation, ensuring adequate functioning of the organ after transplantation. Deterioration of this indicator indicates a violation of the organ automatism as a result of its preservation.
Результаты определения объемной скорости коронарной перфузии после консервации приведены на графике, представленном на Фиг. 5. При сравнении между собой результатов определения объемной скорости коронарной перфузии для различных консервационных сред, было установлено, что данный показатель для всех газов А, В и С не отличался при сравнении с показателем для КР «Кустодиол», однако значимые различия наблюдались в паре КР «Кустодиол» - воздух (р=0,029), при этом показатель для воздуха был снижен в сравнении с показателем для КР «Кустодиол». Такие результаты, могут свидетельствовать о неблагоприятном воздействии воздуха на сосудистую сеть органа, результатом чего является повышение ее сопротивления.The results of determining the volumetric coronary perfusion rate after preservation are shown in the graph presented in Fig. 5. When comparing the results of determining the volumetric coronary perfusion rate for different preservation media, it was found that this indicator for all gases A, B and C did not differ when compared with the indicator for the KR "Custodiol", but significant differences were observed in the pair KR "Custodiol" - air (p = 0.029), while the indicator for air was reduced in comparison with the indicator for the KR "Custodiol". Such results may indicate an unfavorable effect of air on the vascular network of the organ, resulting in an increase in its resistance.
Результаты определения внутрилевожелудочкового давления после консервации приведены на графике, представленном на Фиг. 6. При сравнении между собой результатов определения внутрилевожелудочкового давления для различных консервационных сред, было установлено значимое снижение данного показателя для КР «Кустодиол» и воздуха в сравнении с показателями для газов А, В и С. При этом для попарных сравнений газовых смесей с КР «Кустодиол» р-значение составляло менее 0,01 во всех случаях, в то же время для попарных сравнений с воздухом была выявлена меньшая, однако также достоверная, значимость различий (р-значение во всех случаях составило менее 0,05). Примечательно, что несмотря на более высокое среднее (и медианное) значение показателя для воздуха при сравнении пары воздух - КР «Кустодиол» - значимых различий не наблюдалось (р>0,05). Высокие значения показателя, развиваемого сердцем давления после его консервации указывают на лучшую сохранность органа в сравнении с указанными конкурентными техниками, включая КР «Кустодиол». С другой стороны, значимые различия показателей газов А, В и С и воздуха указывают на то, что повышенная сохранность при использовании газов А, В и С является не только атрибутом технологии газовой перфузии органа, но и обусловлена составом упомянутых газов.The results of determining the intraleft ventricular pressure after preservation are shown in the graph shown in Fig. 6. When comparing the results of determining the intraleft ventricular pressure for different preservation media, a significant decrease in this indicator was found for the CR "Custodiol" and air compared to the indicators for gases A, B and C. At the same time, for pairwise comparisons of gas mixtures with the CR "Custodiol", the p-value was less than 0.01 in all cases, while for pairwise comparisons with air, a lower, but also reliable, significance of differences was revealed (the p-value in all cases was less than 0.05). It is noteworthy that despite the higher average (and median) value of the indicator for air, when comparing the air - CR "Custodiol" pair, no significant differences were observed (p> 0.05). High values of the indicator of pressure developed by the heart after its preservation indicate better preservation of the organ in comparison with the indicated competitive techniques, including the KR "Custodiol". On the other hand, significant differences in the indicators of gases A, B and C and air indicate that increased preservation when using gases A, B and C is not only an attribute of the technology of gas perfusion of the organ, but is also due to the composition of the gases mentioned.
Разрезы органов с наибольшей и наименьшей долями зон инфаркта среди всех исследуемых органов для всех исследуемых консервационных сред, приведены в таблице, представленной на Фиг. 7. График, отражающий численные доли зон инфаркта, определенные посредством утилиты ImageJ, приведен на Фиг. 8. Из указанного графика видно, что наименьшей долей зон инфаркта среди всех органов, обладали органы, законсервированные с использованием в качестве консервационной среды газов А, В и С, при этом наилучшими были результаты Газа В.Sections of organs with the largest and smallest proportions of infarction zones among all the organs studied for all the preservation media studied are given in the table presented in Fig. 7. A graph reflecting the numerical proportions of infarction zones determined using the ImageJ utility is shown in Fig. 8. From this graph it is evident that the smallest proportion of infarction zones among all organs were possessed by organs preserved using gases A, B and C as preservation media, with the best results being obtained with Gas B.
По результатам всех проведенных испытаний была составлена сравнительная таблица, приведенная на Фиг. 9. В указанной таблице отражена оценка полученных результатов наличия сердечного ритма, а также полученных показателей ЧСС, объемной скорости коронарной перфузии, внутрилевожелудочкового давления и доли зон инфаркта. Показатели, соответствующие удовлетворительным, отмечены в таблице как «+», а несоответствующие удовлетворительным отмечены как «-». Также в таблице отражено общее количество показателей, соответствующих удовлетворительным, для каждой из использованных консервационных сред. По результатам сравнительной таблицы видно, что наибольшим количеством удовлетворительных показателей обладал Газ В (4 из 5), что характеризует его как наиболее эффективный для использования в качестве консервирующей среды. При этом все газы А, В и С по эффективности превосходили воздух и КР «Кустодиол», однако воздух превосходил КР «Кустодиол» по наиболее важному показателю, наличию сердечного ритма, то есть возможности запуска сократительной активности, что свидетельствует в целом о более высокой эффективности использования для консервации органов консервационных сред, находящихся в газообразном агрегатном состоянии, в сравнении со средами, представляющими собой жидкость.Based on the results of all the tests, a comparative table was compiled, shown in Fig. 9. The specified table reflects an assessment of the obtained results of the presence of heart rhythm, as well as the obtained indicators of heart rate, volumetric coronary perfusion rate, intraleft ventricular pressure and the proportion of infarction zones. Indicators corresponding to satisfactory are marked in the table as "+", and those not corresponding to satisfactory are marked as "-". The table also reflects the total number of indicators corresponding to satisfactory, for each of the preservation media used. Based on the results of the comparative table, it is evident that Gas B had the largest number of satisfactory indicators (4 out of 5), which characterizes it as the most effective for use as a preservation medium. In this case, all gases A, B and C were superior in efficiency to air and KR "Kustodiol", however, air was superior to KR "Kustodiol" in the most important indicator, the presence of cardiac rhythm, that is, the ability to initiate contractile activity, which indicates, in general, a higher efficiency of using preservation media in a gaseous aggregate state for the preservation of organs, in comparison with media that are liquid.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении сохранности донорского органа при его консервации посредством контейнера для консервации донорского органа, тем самым повышается эффективность способа консервации донорского органа.This ensures the achievement of a technical result consisting in increasing the safety of the donor organ during its preservation using a container for preserving the donor organ, thereby increasing the efficiency of the method of preserving the donor organ.
Claims (28)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2025/050016 WO2025165261A1 (en) | 2024-01-30 | 2025-01-27 | Donor organ preservation method and donor organ preservation container |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2835169C1 true RU2835169C1 (en) | 2025-02-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2362299C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-07-27 | Яков Нахманович Львович | Bioorgans curing method |
| WO2016097390A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Institut D'investigacions Biomèdiques August Pi I Sunyer (Idibaps) | Preservation and transport of an ex vivo biological sample comprising ultrasound application |
| WO2020252148A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | Paragonix Technologies, Inc. | Organ transport container with antiviral therapy |
| RU2741219C1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-01-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОмГМУ Минздрава России) | Device for preservation of donor organs |
| RU2754592C1 (en) * | 2020-09-15 | 2021-09-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОмГМУ Минздрава России) | Apparatus for perfusion preservation and reconditioning of a donor heart |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2362299C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-07-27 | Яков Нахманович Львович | Bioorgans curing method |
| WO2016097390A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Institut D'investigacions Biomèdiques August Pi I Sunyer (Idibaps) | Preservation and transport of an ex vivo biological sample comprising ultrasound application |
| WO2020252148A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | Paragonix Technologies, Inc. | Organ transport container with antiviral therapy |
| RU2741219C1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-01-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОмГМУ Минздрава России) | Device for preservation of donor organs |
| RU2754592C1 (en) * | 2020-09-15 | 2021-09-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОмГМУ Минздрава России) | Apparatus for perfusion preservation and reconditioning of a donor heart |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11089775B2 (en) | System for hypothermic transport of samples | |
| US12121023B1 (en) | System for hypothermic transport of samples | |
| US9867368B2 (en) | System for hypothermic transport of samples | |
| US8785116B2 (en) | Methods for evaluating the suitability of an organ for transplant | |
| JP6134771B2 (en) | Composition, method and apparatus for maintaining an organ | |
| US11178866B2 (en) | System for hypothermic transport of samples | |
| EP2882660B1 (en) | System for hypothermic transport of samples | |
| US12096765B1 (en) | System for hypothermic transport of samples | |
| WO1991014364A1 (en) | Microperfusion apparatus | |
| RU2835169C1 (en) | Donor organ preservation method and donor organ preservation container | |
| WO2025165261A1 (en) | Donor organ preservation method and donor organ preservation container | |
| CN114946838A (en) | Liver low-temperature perfusion preservation device and method | |
| RU2847325C1 (en) | Method for maintaining the viability of a transplantable organ in a preservative gas mixture and kit for its implementation | |
| WO2023106036A1 (en) | Organ preservation device and organ preservation method |