РАСТВОР ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ ЖИВЫХ ОРГАНОВ Российский патент 1995 года по МПК A01N1/02 

Изобретение относится к медицине, в частности касается раствора для консервации живых органов.

Известны способы консервации живых органов и тканей, используемые в медицине и заключающиеся в помещении их в специальные консервирующие растворы с последующим хранением в условиях гипотермии. Особые трудности представляет необходимость консервации при кардиохирургических операциях и трансплантации такого интенсивного работающего органа, как сердце, в связи с интенсивностью происходящих в нем метаболических процессов и расхода энергии при его сокращениях. Если еще несколько лет назад хирурги были способны предохранить сердце от тотальной ишемии с помощью кардиоплегии в течение 1-го часа, то в настоящее время холодовая и химическая кардиоплегия, предлагаемая Королевским институтом и госпиталем Святого Томаса (Великобритания), позволяет успешно консервировать сердце в течение 4 ч. На основе кардиоплегического раствора, предложенного госпиталем Святого Томаса, создан препарат плегисол (комерческий продукт) (Abbott Laboratories, Чикаго, США), который широко используется в клинической практике. В результате улучшилась клеточная протекция при операциях на открытом сердце, требующих длительного времени, создаются дополнительные условия для совершенствования хирургической техники, увеличивается время консервации, необходимое для трансплантации сердца.

Однако общепринятое время консервации сердца (4 ч) недостаточно для доставки его на большие расстояния, в частности, в любую точку Земного шара, туда, где возникает необходимость в пересадке его реципиенту. Увеличение длительности консервации переживающего органа необходимо сочетать с повышением качества и надежности предохранения клеток от ишемического и реперфузионного повреждения.

В основу изобретения положена задача путем изменения качественного и количественного состава разработать раствор консервации живых органов с повышенной длительностью консервации и длительным периодом выживания клеток, обеспечивающий предотвращение их ишемического и реперфузионного повреждения.

Задача решена тем, что раствор для консервации органов, содержащий хлорид натрия, соль калия, соль магния, соль кальция, стабилизатор рН и растворитель, согласно изобретению, содержит дополнительно местный анестетик, производное фенотиазина, производное пурина, в качестве солей калия и кальция содержит глюконаты калия и кальция, в качестве соли магния - сульфат магния, в качестве стабилизатора рН - тригидроксиметиламинометан, а в качестве растворителя - полиглюкин, при следующем соотношении компонентов, ммоль/л:
Хлорид натрия 100,0-117,0
Глюконат калия 12,0-17,0
Глюконат кальция 1,2-2,0
Сульфат магния 8,0-32,0
Тригидроксиметил- аминометан 2,0-3,0
Местный анестетик 0,33-1,66
Производное фено- тиазина 0,01-0,04
Производное пурина 1,0-2,0 Полиглюкин Остальное
Заявляемый раствор обладает следующими преимуществами по сравнению с плегисолом (прототипом). Использование полиглюкина позволяет резко повысить осмолярность раствора (с 320 мО м/л до 595 мО м/л и выше) и предотвратить резкое набухание митохондрий и внутриклеточный отек. Использование солей калия и кальция в виде глюконатов, а соли магния - в виде сульфата магния вместо хлоридов позволяет уменьшить содержание ионов хлора в растворе, так как хорошо известно токсическое действие больших количеств этих ионов на мембраны возбудимых клеток, например миокардиальных. Местный анестетик, в качестве которого можно использовать, например, лидокаин, прокаин и другие, добавлен в раствор для стабилизации мембран. Производное фенотиазина, в качестве которого можно использовать, например этацизин, применяется для связывания внутриклеточных белков типа кальмодулина, кроме того, этот препарат обладает четко выраженным антиаритмическим и антиишемическим эффектом, производное пурина, в качестве которого можно применить, например, инозин, используется для восполнения энергетических запасов клеток в связи с его способностью проникать к миофибриллам, стимулировать синтез нуклеотидов и повышать активность ряда ферментов цикла Кребса.

Предлагаемый раствор содержит все три компонента, которые в больших количествах могут являться самостоятельными кардиоплегическими агентами (ионы К⁺, ионы Mg²⁺ и местный анестетик), однако количество каждого из них в предлагаемом растворе значительно меньше, чем необходимо для кардиоплегии, если каждый из них использовался бы самостоятельно (например, 30-40 ммоль/л для хлористых калия и магния; 10 ммоль/л или более для местного анестетика, в зависимости от того, какой из них используется). Такие концентрации указанных выше ионов и лидокаина, какие предлагаются в заявляемом растворе, вызывают обратимую стабилизацию возбудимых мембран кардиомиоцитов и других клеток и не приводят к их необратимым повреждениям в результате длительной тотальной ишемии и последующей реперфузии.Меньшие концентрации не позволяют достичь ожидаемого эффекта при консервации и кардиоплегии, а большие концентрации могут вызвать необратимые повреждения мембран.

Применение заявляемого раствора позволяет увеличить длительность успешной консервации живых органов, в частности сердца, до 48 ч. При изучении уровня техники не было обнаружено растворов для консервации живых органов, имеющих предлагаемый состав компонентов.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что заявляемый раствор для консервации живых органов обладает новизной.

Кроме того, поскольку предложенное решение задачи не следует для специалиста явным образом из уровня техники, можно сделать вывод о том, что заявляемое изобретение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый раствор получают простым смешиванием компонентов.

Предлагаемый раствор испытывали в опытах с консервацией сердца собаки-донора с последующей пересадкой его собаке-реципиенту и в опытах с консервацией почек с последующей их пересадкой беспородным белым крысам. Всего было поставлено 45 опытов.

П р и м е р 1. Предлагаемый раствор содержит компоненты при следующем соотношении, ммоль/л: Хлорид натрия 110,0 Глюконат калия 16,0 Сульфат магния 16,0 Глюконат кальция 1,2
Тригидроксиметил- аминометан 2,0 Лидокаин 1,0 Этацизин 0,01 Инозин 1,0 Полиглюкин Остальное
Предлагаемый раствор приготовляли непосредственно перед операцией простым смешиванием входящих в него компонентов. Осмолярность его была 595 мOS м/С, рН поддерживается на уровне 7,8. Раствор озонировался в течение 30 мин до рО₂ 400 мм Hg.

Донор - беспородная собака, самка массой 15 кг. После внутривенного введения пентобарбитала натрия в дозе 25 мг/кг собака переводилась на искусственное дыхание 12 в минуту объемом 200 мл. Срединным разрезом в 3-4-м межреберье вскрывается грудная клетка справа и слева. Выделяются магистральные сосуды. Верхняя полая вена и аорта канюлируются. Все артерии и вены перевязываются и пересекаются. Сердечно-легочный препарат выделяется из организма. Трахея реинтубируется и сердечно-легочный препарат переносится в кювету. Отмывание производится предлагаемым кардиоплегическим раствором, оттекающая от сердца жидкость собирается в емкость. Сердце останавливается заявляемым кардиоплегическим раствором через 1 мин. После чего сердце выделяется и переносится в емкость 300 мл, заполненную кардиоплегическим раствором, и помещается в холодильник при t = 7^оС на 48 ч.

Через 48 ч сердце извлекается из холодильника и подшивается собаке-реципиенту в гетеротопическую позицию. Реципиент-собака беспородная, самец, массой 11 кг. Магистрали вен и артерий соединяются. Медленно включается кровообращение в пересаженном сердце, которое сразу заполнилось, возникали сокращения, сменившиеся вскоре фибрилляцией желудочков. Фибрилляция желудочков снята дефибриллирующим разрядом. Регистрируются артериальное давление и электрокардиограмма, взят биопсийный материал для электронно-микроскопического исследования.

При патологоанатомическом исследовании консервированного в течение 48 ч и пересаженного сердца собаки выявлены следующие изменения. При общем хорошем состоянии консервации наблюдается незначительные изменения электронно-микроскопической картины миокардиальной ткани; заключающиеся в мраморном отеке или более глобальном с умеренным расхождением крист митохондрий или определенной степенью просветленности митохондриального матрикса, умеренной степенью гиперхроматизма или нормальной концентрацией ядерного хроматина с ретракцией в некоторых случаях ядерной мембраны. Изменения состоят также в незначительном отеке миокардиальных волокон с небольшими фокусами расхождения миофибрилл. После реперфузии в течение 30 мин сердца донора кровью реципиента описанные выше незначительные изменения, обнаруженные в консервированном сердце, полностью исчезли. Таким образом, миокардиальная ткань была предохранена раствором от повреждения тотальной ишемией в течение 48 ч и последующей реперфузией.

П р и м е р 2. Предлагаемый раствор содержит компоненты при следующем соотношении, ммоль/л: Хлорид натрия 117,0 Глюконат калия 17,0 Глюконат кальция 1,6 Сульфат магния 32,0
Тригидроксиметил- аминометан 2,5 Лидокаин 1,66 Этацизин 0,02 Инозин 2,0 Полиглюкин Остальное
Предлагаемый раствор приготовлялся и вводился так, как описано в примере 1.

Донор - беспородная собака, самка массой 5,4 кг. Наркоз общий: внутривенное введение пентобарбитала натрия в дозе 25 мг/кг. Ход операции аналогичен описанному в примере 1.

Реципиент - беспородная собака, самка массой 12 кг. Ход операции по пересадке донорного сердца собаке-реципиенту аналогичен описанному в примере 1 за исключением того, что сердце пересаживается в нормотопическую позицию. Сердце восстановило свою деятельность после 10 минут медленной перфузии кровью реципиента. При оживления сердца наблюдали групповые предсердные и желудочковые экстрасистолы, эпизоды желудочковой тахикардии. Записанные показатели электрокардиограммы и артериального давления не выявили опасных для жизни нарушений в работе сердца. Взят биопсийный материал для электронно-микроскопического исследования миокардиальной ткани. При патологоанатомическом исследовании миокардиальной ткани консервированного в течение 24 ч и пересаженного реципиенту сердца выявлены изменения, аналогичные наблюдаемым в примере 1, но значительно менее выраженные, которые полностью исчезали после 30 мин реперфузии сердца донора кровью реципиента. При выходе из наркоза на следующий день собака чувствует себя нормально; по органам и системам изменений нет, за исключением отдельных предсердных и желудочковых экстрасистол на электрокардиограмме.

П р и м е р 3. Предлагаемый раствор содержит компоненты при следующем соотношении, ммоль/л: Хлорид натрия 100,0 Глюконат калия 12,0 Глюконат кальция 2,0 Сульфат магния 8,0
Тригидроксиметил- аминометан 3,0 Лидокаин 0,33 Этацизин 0,04 Инозин 1,5 Полиглюкин Остальное
Предлагаемый раствор приготавливается так, как описано в примере 1.

Донор - беспородная белая крыса, самец, массой 260 г. Наркоз общий эфирный. Произведена срединная лапаротомия по белой линии живота. Кишечник смещается вправо, освобождая операционное поле. Тщательно отпрепаровываются почечная артерия, почечная вена - на всем протяжении. Мочеточник также отпрепаровывается, после чего накладываются микрохирургические зажимы на почечную артерию и вену, ниже которых они пересекаются. Донорская почка выделяется из операционной раны, почечная артерия канюлируется. Отмывание почки предлагаемым раствором производится введением его в почечную артерию со скоростью 1 мл в минуту до поступления бесцветной жидкости из почечной вены, после чего почка переноситься в камеру с предлагаемым консервирующим раствором. Камера помещается в холодильник, где почка хранится в течение 26 ч при температуре 6^оС.

Реципиент - беспородная белая крыса, самец, массой 260 г. Производится описанная выше операция удаления почки. Затем кишечник отводится, освобождая операционное поле для пересадки донорской почки. Тщательно выделяются почечные сосуды и мочеточник. На почечную артерию, почечную вену и мочеточник накладываются микрозажимы, ниже которых они пересекаются. Вторая почка выделяется и удаляется из операционного поля. Из холодильника консервированная почка переносится в операционном поле, локализируются почечная артерия, почечная вена и мочеточник. Затем производится анастомоз между почечной артерией донора и реципиента отдельными узловыми швами, лигатурой 10,0 в количестве 8. Производится анастомоз почечной вены непрерывным швом. Снимаются зажимы и восстанавливается кровообращение в пересаженном органе; почка заполнилась равномерно, наблюдается незначительный стеноз стенки почечной вены. Анастомоз расправлен путем пункции нижней полой вены на игле. Наложены 3 шва на мочеточник. Выполнение анастомоза замедлилось из-за активного выделения мочи. Моча выделяется по каплям. Рана зашита послойно. На следующий день по выходе из наркоза состояние крысы с пересаженной почкой консервированной в течение 26 ч, нормальное. Физиологические отправления - в норме, по другим органам и системам нарушений нет. Из хвостовой вены взята кровь для анализа. Прослежены динамика веса почки; содержание аденозинтрифосфата уменьшилось на 15% меньше, чем в контрольном опыте с почкой, консервированной с помощью кардиоплегического раствора госпиталя Святого Томаса.

Изобретение относится к медицине, в частности к консервации органов. Раствор для консервации живых органов содержит следующие компоненты, моль/л: хлорид натрия 100,0-117,0; глюконат калия 12,0-17,0; глюконат кальция 1,2-2,0; сульфат магния 8,0-32,0; тригидроксиметиламинометан 2,0-3,0; местный анестетик 0,33-1,66; производное фенотиазина 0,01-0,04; производное пурина 1,0-2,0; полиглюкин остальное. Раствор позволяет увеличить длительность консервации органов и исключает необратимые повреждения при последующей реперфузии.

РАСТВОР ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ ЖИВЫХ ОРГАНОВ, содержащий хлорид натрия, соли калия, магния, кальция, стабилизатор pH и растворитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит местный анестетик, производное фенотиазина, производное пурина, в качестве солей калия и кальция содержит глюконаты калия и кальция, в качестве соли магния - сульфат магния, в качестве стабилизатора pH - тригидроксиметиламинометан, а в качестве растворителя - полиглюкин при следующем соотношении компонентов, мм/л:
Хлорид натрия - 100,0 - 117,0
Глюконат калия - 12,0 - 17,0
Глюконат кальция - 1,2 - 2,0
Сульфат магния - 8,0 - 32,0
Тригидроксиметиламинометан - 2,0 - 3,0
Местный анестетик - 0,33 - 1,66
Производное фенотиазина - 0,01 - 0,04
Производное пурина - 1,0 - 2,0
Полиглюкин - Остальное до 1 л.