RU2835169C1 - Способ консервации донорского органа и контейнер для консервации донорского органа - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине, в частности к способам и устройствам консервации донорских органов для трансплантологии. Контейнер для консервации донорского органа содержит герметичный корпус с внутренней полостью для размещения донорского органа, имеющей средства для размещения и фиксации донорского органа для обеспечения транспортировки донорского органа в анатомичном положении. Герметичный корпус выполнен с возможностью нагнетания газообразной консервационной среды во внутреннюю полость и содержит перфузионный контур для нагнетания газообразного перфузата, в качестве которого используют консервационную газообразную среду, в сосудистую сеть донорского органа. Перфузионный контур включает нагнетательное устройство и канал для подвода газообразного перфузата к донорскому органу. В герметичном корпусе установлены датчики температуры и давления, 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. Нагнетательное устройство представлено перистальтической помпой. К входу нагнетательного устройства подключен канал для забора газообразного перфузата из внутренней полости герметичного корпуса, заполненного газообразной консервационной средой. Контейнер предназначен для осуществления способа консервации донорского органа, который включает размещение донорского органа во внутренней полости герметичного корпуса и подключение донорского органа к перфузионному контуру, герметизацию контейнера и нагнетание газообразной консервационной среды во внутреннюю полость со скоростью от 0,005 до 0,05 бар/с, перфузию донорского органа газообразным перфузатом, посредством перфузионного контура, при этом перфузию осуществляют путем подвода газообразного перфузата к донорскому органу равными частями через промежутки времени с дискретностью включения нагнетательного устройства перфузионного контура. Давление и дискретность включения нагнетательного устройства определяется по эмпирическим формулам. Предлагаемые контейнер и способ для консервации донорского органа расширяют арсенал средств подобного назначения и обеспечивают повышение сохранности донорского органа. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил., 5 пр.

Description

Группа изобретений относится к способам и устройствам консервации донорских органов и может быть применена в медицинской отрасли промышленности, в частности в трансплантологии.

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].

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.

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.

Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости повышения эффективности способа консервации донорского органа.

Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении сохранности донорского органа при его консервации посредством контейнера для консервации донорского органа.

Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.

Контейнер для консервации донорского органа, характеризующийся тем, что содержит:

- 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;

- 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;

- 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.

Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.

Способ консервации донорского органа, характеризующийся тем, что его осуществляют с использованием контейнера для консервации донорского органа и включает следующие этапы:

- размещение донорского органа во внутренней полости герметичного корпуса и подключение донорского органа к перфузионному контуру;

- 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 Р_конс (бар), величина которого определяется по формуле

где - доля кислорода в газовой смеси,

- рабочий объем контейнера (мл),

- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл);

- 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

где - производительность перистальтической помпы (мл/сек),

- планируемое время консервации (мин),

- 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».

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.

Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».

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».

Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».

Группа изобретений поясняется следующими фигурами.

Фиг. 1 - Схематичное изображение контейнера для консервации донорского органа, с размещенным в его внутренней полости консервируемым органом.

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.

Фиг. 3 - Таблица результатов испытаний на наличие сердечного ритма.

Фиг. 4 - График результатов испытаний на определение частоты сердечных сокращений органов после их консервации.

Фиг. 5 - График результатов испытаний на определение объемной скорости коронарной перфузии органов после их консервации.

Фиг. 6 - График результатов испытаний на определение внутрилевожелудочкового давления органов после их консервации.

Фиг. 7 - Таблица разрезов органов с наибольшей и наименьшей долями зон инфаркта.

Фиг. 8 - График численных долей зон инфаркта.

Фиг. 9 - Сравнительная таблица оценки результатов, полученных в ходе всех испытаний.

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.

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.

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.

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.

Датчики давления и датчик температуры, а также перистальтическая помпа 16, подключены к контроллеру, расположенному за пределами корпуса контейнера.

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.

Способ консервации донорского органа, в частности сердца, реализуется следующим образом.

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.

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 Р_конс (бар), определяемого по формуле

где - доля кислорода в газовой смеси,

- рабочий объем контейнера (мл),

- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл), определяемая по формуле

где - масса органа (г),

- планируемое время консервации (мин),

- потребность органа в кислороде в норме и при физиологической температуре (мл/мин./грамм ткани),

- коэффициент, отражающий снижение потребления органом кислорода в релаксированном (без сократительной активности) состоянии при физиологической температуре. Для органов, не имеющих сократительной активности А₁=1,

- коэффициент, отражающий снижение потребления органом кислорода при гипотермии,

- физиологическая температура для консервируемого органа (°С),

- температура консервации органа (°С).

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.

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.

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.

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 формуле

где - производительность перистальтической помпы (мл/сек),

- планируемое время консервации (мин),

- 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.

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.

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.

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.

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.

Расконсервацию органа осуществляют следующим образом.

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.

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:

- ксенон-кислородная смесь, содержащая 5% кислорода и 95% ксенона (Газ А);

- ксенон-кислородная смесь, содержащая 95% кислорода и 5% ксенона (Газ В);

- ксенон-кислородная смесь, содержащая 50% кислорода и 50% ксенона (Газ С); воздух;

консервирующий кардиоплегический раствор Гистидина-Триптофана-Кетоглутарата (КР), торговое название «Кустодиол».

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.

В каждой из консервационных сред были законсервированы по отдельности от четырех до десяти органов, в частности:

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».

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:

- частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин);

- объемная скорость коронарной перфузии (мл/мин); внутрилевожелудочковое давление (мм.рт.ст);

- доля зон инфаркта в разрезе органа (%).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (28)

1. Контейнер для консервации донорского органа, характеризующийся тем, что содержит:

- 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;

- 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;

- 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.

2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательное устройство представлено перистальтической помпой.

3. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что к входу нагнетательного устройства подключен канал для забора газообразного перфузата из внутренней полости герметичного корпуса, заполненного газообразной консервационной средой.

4. Контейнер по п. 3, отличающийся тем, что канал для подвода газообразного перфузата к донорскому органу и канал для забора газообразного перфузата из внутренней полости герметичного корпуса выполнены одноразовыми.

5. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательное устройство установлено во внутренней полости герметичного корпуса.

6. Контейнер по п. 5, отличающийся тем, что нагнетательное устройство смонтировано в дне герметичного корпуса.

7. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что в герметичном корпусе выполнено смотровое окно.

8. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что средства для размещения и фиксации органа во внутренней полости герметичного корпуса выполнены одноразовыми.

9. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что во внутреннем пространстве герметичного корпуса контейнера установлен генератор аэрозоля.

10. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что в герметичном корпусе контейнера установлен датчик влажности.

11. Контейнер по пп. 3 и 9, отличающийся тем, что на входе нагнетательного устройства или на входном конце канала для забора газообразного перфузата из внутренней полости герметичного корпуса установлен влагоотделитель, обеспечивающий сбор избытков влаги из аэрозоля и их отвод.

12. Способ консервации донорского органа, характеризующийся тем, что его осуществляют с использованием контейнера для консервации донорского органа по любому из пп. 1-11, и включает следующие этапы:

- размещение донорского органа во внутренней полости герметичного корпуса и подключение донорского органа к перфузионному контуру;

- герметизация контейнера и нагнетание газообразной консервационной среды во внутреннюю полость герметичного корпуса со скоростью от 0,005 до 0,05 бар/с до достижения во внутренней полости давления Р_конс (бар), величина которого определяется по формуле

где - доля кислорода в газовой смеси,

- рабочий объем контейнера (мл),

- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл);

- 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

где - производительность перистальтической помпы (мл/сек),

- планируемое время консервации (мин),

- потребность органа в кислороде в течение консервации (мл).

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одновременно с осуществлением перфузии донорского органа, осуществляют генерацию аэрозоля до обеспечения во внутренней полости герметичного корпуса относительной влажности на уровне не менее 80%.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для генерации аэрозоля используют консервирующий раствор.