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研究人员将肝脏保存用于移植

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研究人员开发了一种新的超冷技术,以增加人体器官可以在体外保持活力的时间量。这项研究是在老鼠身上进行的,如果它在人类中取得成功,它将使世界范围内的供体器官分配成为可能,挽救更多的生命。

这项研究得到了美国国家生物医学影像与生物工程研究所(NIBIB)和美国国立卫生研究院的全国糖尿病与消化和肾脏病研究所(NIDDK)的支持。

60年前的第一次人体全器官移植 - 活体肾移植 - 改变了医学界的景观。此后,皮肤,肾脏,心脏,肺部,角膜和肝脏的移植已经司空见惯,但由于供体器官短缺,仅美国就有超过12万名患者仍处于器官移植的候补列表中。

目前的技术可以在1983年威斯康辛大学麦迪逊分校的科学家开发的低温和化学溶液的组合下,最多可以在体外保存肝脏24小时。该解决方案有助于保持肝脏组织免于死亡过境到收件人站点。这有助于增加成功的肝脏移植的数量 - 但是延长肝脏在体外生存的时间可以带来很多好处。这将有更多的时间来准备病人,并减轻捐助者医院的后勤工作,减少急躁的器官到达目的地,并扩大捐赠范围,以便进行横贯大陆和洲际移植,从而增加患者寻找机会更好的匹配,同时显着降低成本。

长期保存人体器官的困难主要来自器官冷冻保存时发生的广泛的组织损伤,冷冻温度为华氏320度。虽然单细胞和简单组织的成功,但由于多种细胞类型和对寒冷反应不同的其他结构,整个器官的问题加剧。为了解决这些问题,波士顿马萨诸塞综合医院(MGH)医学工程中心的研究人员Martin Yarmush,MD,Ph.D和Korkut Uygun博士开发了四步保存技术这已经使移植前大鼠肝脏储存的时间增加了三倍。

在6月19日的“自然医学”在线期刊上,研究人员描述了他们的过程。第一步是使用机器灌注 - 一种将氧气和营养物质输送到生物组织中的毛细血管的方式 - 在体外 - 过冷却肝组织,而不会对细胞造成不可逆的损伤。为了实现这一目标,MGH团队将3-OMG(3-O-甲基-D-葡萄糖)(一种无毒的改性葡萄糖化合物)加入到被输送到肝脏的溶液中。 3-OMG被摄取,因为它不能被细胞代谢,所以积累在肝细胞(肝细胞)中,作为抗感冒的保护剂。该团队还通过添加PEG-35kD(聚乙二醇)来修饰该溶液以特异性保护细胞膜。乙二醇是防冻剂中的有效成分,它通过降低溶液的冰点来起作用。

然后,肝脏慢慢冷却到冰点以下,达到华氏21度,而不会导致冻结,从而使器官过冷却保存。在将器官储存数天之后,研究人员再次使用机器灌注来使器官复温,同时还输送氧气和其他营养物质以制备用于移植的器官。

使用这种新技术,研究人员能够在21华氏度下储存过冷的大鼠肝脏三天(72小时)和四天(96小时)。所有过冷存放3天的大鼠存活3个月,但目前使用的方法均未能存活。接受肝脏储存4天的动物的存活率为58%。研究人员发现,如果他们的方法中的所有步骤都是必不可少的,那么研究人员发现,如果他们消除了PEG-35kD或3-OMG的补充成分,那么这些老鼠甚至连一个星期都没有生存下来。如果他们不使用机器灌注或过冷, 死亡发生在移植一小时内。 “NIBIB组织工程与再生医学项目主任Rosemarie Hunziker博士说:”下一步将是在大型动物身上进行类似的研究。 “通过重组和优化现有技术,在小动物身上看到这样的成就令人兴奋。这里的主要观点是,立即采用所有这些方法是成功的。中途措施没有做到。这样的团队反映了这个团队对这里工作中复杂过程的深刻理解,以及他们如何同时相互关联。“

这个过程必须经过广泛的测试和细化,才能被考虑用于人类。但是这项技术在肝脏储存三天后成功存活率的第一种方法,以及可能的四天储存潜能对肝移植的未来具有广泛的意义。 “Hunziker说:”我们能够储存捐赠器官的时间越长,患者就越有可能找到最佳匹配,医生和患者都可以做好手术准备。 “这是推进器官移植实践的重要一步。”



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