Способ перфузии и устройство перфузионной системы для сохранения донорского сердца Российский патент 2024 года по МПК A01N1/02 

Способ перфузии и устройство перфузионной системы для сохранения донорского сердца относятся к области медицины и могут быть использованы при сохранения донорского сердца.

Обзор (Уровень техники)

Основным подходом для сохранения донорского сердца является его консервация в гипотермических растворах при температуре близкой к 0°С. Срок сохранности органа при этом составляет 3-4 часа. Часто в качестве консервирующего гипотремического раствора часто используется Кустодиол немецкого производителя Dr.F.Kohler Chemie GmbH или его аналоги. Способ сохранения донорского сердца при использовании данного раствора изложен в инструкции по медицинскому применению препарата и состоит в следующем. Транспортировку органов (сердце, почки, легкие) от донора к реципиенту осуществляют в специальных мешках, подходящих по размеру, в которые заливают препарат при температуре около 0°С. Орган должен быть полностью покрыт раствором. Мешок заклеивают адгезивной лентой и помещают во 2-ой мешок, также заполненный холодным препаратом (на случай повреждения 1-го мешка и для улучшения термостатирования). Орган в двойном мешке помещают в стерильный пластиковый контейнер для транспортировки, заполненный льдом.

Патент US 7’176’015 предлагает решение, заключающееся в перфузии донорского сердца охлажденным и обогащенным кислородом раствором. Охлажденная до 4°С и оксигенированная перфузируемая жидкость с помощью насоса подается в аорту донорского сердца, проходит через полости сердца и его сосудистую систему и свободно изливается в контейнер, после чего используется повторно. Предполагается, что в условиях сниженного обмена веществ в охлажденном донорском органе перфузия буферным раствором позволит длительное время питать орган кислородом и выводить из него токсичные продукты метаболизма. Сведения о практическом увеличении срока сохранения донорского сердца с помощью такого подхода в настоящий момент отсутствуют.

Предлагаются также нормотермические методики, основанные на проведении постоянной перфузии сокращающегося донорского сердца раствором, обогащенным кислородом и питательными веществами. Например, в заявке RU97 111789/14 декларируется возможность сохранения изолированного сердца до 24 часов. Предлагается использовать для остановки сердца перед его изъятием кардиоплегический раствор, содержащий на литр раствора: (a) сбалансированный изотонический раствор, включающий ионы натрия, калия, кальция и магния и бикарбонат в физиологически приемлемом количестве, (b) приблизительно 0,5 - 2,0 мкМ, содержащего амилорид соединения, и (с) воду. Для перфузии уже изолированного органа предлагается использовать оксигенируемый «сохраняющий раствор», включающий на литр раствора: сбалансированный изотонический раствор, ионы натрия, калия, кальция и магния и бикарбонат в физиологически приемлемом количестве; приблизительно 0,7 - 2,0 мкМ аденозина; приблизительно 1,0 - 5,0 мкМ, содержащего амилорид соединения, и воду. При этом изолированное донорское сердце должно сокращаться. Практического применения предложенный способ не нашел.

Компания Трансмедикс (http://www.transmedics.com) разработала мобильный перфузионный аппарат для транспортировки донорского сердца. Идея заключается в том, чтобы сердце «не заметило» смену хозяина. Всё время сохранения сердца в аппарате, оно продолжает функционировать, так, будто и не покидало тела. Патент компании Трансмедикс US8465970 включает три инфузионных препарата, используемых в смеси с кровью донора на различных этапах транспортировки и сохранения донорского органа. Первый препарат служит для первичного заполнения системы кровоснабжения донорского сердца и содержит физиологический раствор, гепарин, антибактериальные средства. Второй препарат содержит энергетическое питание для работающего сердца – глюкозу и жирные кислоты. Третий препарат содержит кардиотоники для стимуляции сердечных сокращений. При этом, кардиоплегический раствор не используется.

В патенте рассматривается два варианта перфузии сокращающегося сердца: сохранение донорского сердца в режиме ретроградной перфузии и проверка жизнеспособности сердца перед трансплантацией в режиме антеградной перфузии. В режиме сохранения донорского сердца скорость перфузии поддерживается в пределах от 300 мл/мин до 1 л/мин. Внутрисердечная гемодинамика не физиологична. Для эвакуации крови, попадающей в левый желудочек во время сокращений, в его полость устанавливается дренаж, так как даже сниженные скорости перфузии приводят к значительному нарушению гемодинамики и перерастяжению камер сердца. Антеградный метод доставки предназначен для проверки работоспособности донорского сердца при скорости потока от 1 л/мин и до 5 л/мин. Этот режим применяется для функционального тестирования состояния донорского сердца перед его трансплантацией. По последним сведениям, срок сохранения донорского сердца в аппарате Трансмедикс составляет около 6 часов.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка способа перфузии и перфузионного устройства, обеспечивающего длительное сохранение сокращающегося донорского сердца в условиях нормотермии.

Указанная задача решается тем, что устройство для сохранения сокращающегося перфузионного донорского сердца в условиях нормотермии, включающего контейнер для размещения донорского сердца, резервуар с перфузатом, механизм для обогащения перфузата кислородом, перфузионный насос, механизм поддержания заданной температуры перфузата, перфузионные магистрали, отличается тем, что содержит также демпфирующий механизм, сглаживающий скачки давления в перфузионной системе. Демпфирующий механизм включает в себя магистраль, соединяющую магистраль, подающую в сердце перфузат и магистраль, отводящую перфузат от сердца.

Эксперименты проводили на свиных сердцах. К аорте забранного у свиньи сердце подшивали магистраль, подающую в сердце оксигенированный нормотермический перфузат, а легочной артерии подшивали магистраль, отводящую обедненный кислородом перфузат, который поступает в резервуар с перфузатом, откуда забирается насосом и подается в оксигенатор для насыщения кислородом, затем в механизм поддержки заданной температуры и снова подается в сердце. В качестве основы перфузата использовалась аутокровь свиньи. Перфузия проводилась при температуре 30-37С. Первые четыре эксперимента проводили в соответствии с описанной схемой, последующие – с модифицированной схемой, состоящей в том, что добавляли магистраль, соединяющую магистраль, подающую в сердце перфузат и магистраль, отводящую перфузат от сердца.

Эксперименты показали, что модифицированная схема позволяет сохранять сердце существенно дольше. Это связано, видимо, с тем, что дополнительная магистраль выполняет функцию демпфирующего механизма, сглаживающий скачки давления в перфузионной системе.

Результаты экспериментов приведены в Таблице 1:

Таблица 1

Номер эксперимента Наличие демпфирующего механизма (да/нет) Длительность сохранения (часов) 1 Нет 4 2 Нет 6 3 Нет 5 4 Нет 6 5 Да 8 6 Да 8 7 Да 9 8 Да 9

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способу перфузии для сохранения сокращающегося перфузируемого донорского сердца в условиях нормотермии и устройству для его осуществления. При этом к аорте забранного сердца подшивают магистраль, подающую в сердце оксигенированный нормотермический перфузат на основе аутокрови. К легочной артерии подшивают магистраль, отводящую обедненный кислородом перфузат, который поступает в резервуар. Из резервуара перфузат забирается насосом, подается в оксигенатор для насыщения кислородом, затем в механизм поддержки заданной температуры в интервале 30-37°С и снова подается в сердце. Для снижения скачка давления в перфузионной системе к магистрали, подающей в сердце перфузат, и к магистрали, отводящей перфузат от сердца, присоединяют дополнительную магистраль, выполняющую функцию демпфирующего механизма. Устройство включает контейнер для размещения донорского сердца, резервуар с перфузатом, механизм для обогащения перфузата кислородом, перфузионный насос, механизм поддержания заданной температуры перфузата, перфузионные магистрали и демпфирующий механизм в виде магистрали, соединяющей магистраль, подающую в сердце перфузат, и магистраль, отводящую перфузат от сердца, для сглаживания скачков давления в перфузионной системе. Обеспечивается длительное сохранение сокращающегося донорского сердца в условиях нормотермии. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ перфузии для сохранения сокращающегося перфузируемого донорского сердца в условиях нормотермии, включающий оксигенирование в оксигенаторе перфузата, поступающего в резервуар с перфузатом, поддержку заданной температуры и демпфирование, отличающийся тем, что к аорте забранного сердца подшивают магистраль, подающую в сердце оксигенированный нормотермический перфузат на основе аутокрови, а к легочной артерии подшивают магистраль, отводящую обедненный кислородом перфузат, который поступает в резервуар, откуда забирается насосом и подается в оксигенатор для насыщения кислородом, затем в механизм поддержки заданной температуры в интервале 30-37°С, и снова подается в сердце, при этом для снижения скачка давления в перфузионной системе к магистрали, подающей в сердце перфузат, и к магистрали, отводящей перфузат от сердца, присоединяют дополнительную магистраль, выполняющую функцию демпфирующего механизма.

2. Устройство для сохранения сокращающегося перфузируемого донорского сердца в условиях нормотермии в режиме перфузии, включающее контейнер для размещения донорского сердца, резервуар с перфузатом, механизм для обогащения перфузата кислородом, перфузионный насос, механизм поддержания заданной температуры перфузата, перфузионные магистрали, отличающееся тем, что контейнер выполнен с размещением в нем донорского сердца с подшитой к его аорте магистралью, подающей в сердце оксигенированный нормотермический перфузат, и с подшитой к легочной артерии магистралью, отводящей обедненный кислородом перфузат, и устройство содержит демпфирующий механизм, выполненный в виде магистрали, соединяющей магистраль, подающую в сердце перфузат, и магистраль, отводящую перфузат от сердца для сглаживания скачков давления в перфузионной системе.