Den svåra organbristen har lett till ökad användning av marginalnjurtransplantat för transplantation. Detta har föranlett intresset för alternativa lagringsmetoder, eftersom marginal transplantat särskilt tolerera kylförvaring dåligt. Tekniken av normotermisk ex vivo njure perfusion (NEVKP) representerar en ny konserveringsmetod för njurtransplantat före transplantation.
Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a serious problem. Therefore, the acceptance criteria for organ donors have been extended leading to the usage of marginal kidney grafts. These marginal organs tolerate cold storage poorly resulting in increased preservation injury and higher rates of delayed graft function. To overcome the limitations of cold storage, extensive research is focused on alternative normothermic preservation methods.
Ex vivo normothermic organ perfusion is an innovative preservation technique. The first experimental and clinical trials for ex vivo lung, liver, and kidney perfusions demonstrated favorable outcomes.
In addition to the reduction of cold ischemic injury, the method of normothermic kidney storage offers the opportunity for organ assessment and repair. This manuscript provides information about kidney retrieval, organ preservation techniques, and isolated ex vivo normothermic kidney perfusion (NEVKP) in a porcine model. Surgical techniques, set up for the perfusion solution and the circuit, potential assessment options, and representative results are demonstrated.
Njurar är de vanligaste transplanterade fasta organ. För patienter som lider av slutstadiet njursjukdom, erbjuder njurtransplantation bättre förväntad livslängd och förbättrad livskvalitet jämfört med dialys 1-4. Den ihållande organbristen utgör ett allvarligt problem när det gäller transplantationsmedicin (Tabell 1) 5.
Förenta Staterna * | Eurotransplant regionen ** | |
Patienter på njurtransplantation väntelista | 101.563 (februari 2015) | 10.689 (december 2014) |
Avlidna donator njurar transplanteras 2014 | 10,650 | 3119 |
Median väntetid till avliden givare njurtransplantation (i år) | Upp till 5 år * | Upp till 4 år ** |
Tabell 1. NjureGraft Brist i USA och Eurotransplant Region.
Resultatet av njurtransplantation påverkas negativt av väntetiden, med sämre utfall för patienter som utsatts för långvarig dialys 6. Detta har föranlett intresse marginella njurtransplantat som en extra donatorkälla, såsom njurar från äldre donatorer, donatorer med flera sjukdomstillstånd (utökade kriterier givare (ECD), och njurar donerade efter hjärtdöd (DCD). Marginal donatornjurarna som skulle ha varit minskat i det förflutna nu övervägas för transplantation 7.
Ett stort hinder för användningen av marginella njurtransplantat är bevarandet tekniken med kall anoxisk lagring. För närvarande är njurtransplantat lagras statiskt på is eller perfusion vid 4 ° C utan syre. Den kalla anoxisk bevarande teknik är förknippad med pågående graft skada under njur bevarande och inte möjligt att bedöma transplantat på grund av bristen på Metabolism och urinproduktion. Särskilt marginella njurtransplantat tolererar kylförvaring dåligt, vilket resulterar i betydande njurskada, och höga hastigheter av fördröjd transplantatfunktion (DGF) 8,9. DGF är en prognostisk faktor för dålig långtidstransplantatfunktion.
Extrakorporeal njure perfusion representerar ett alternativt förfarande för att bevara, bedömning och reparation av organ. I en grismodell, var positiva resultat presenterades för njurar perfusion ex vivo enligt normotermisk förhållanden 10,11. Den första kliniska studien 2013 visade en lägre försenad transplantatfunktion när njurarna hämtas från utökade kriterier donatorer perfunderades under 1 timme omedelbart före transplantation 12.
Denna uppsats presenterar en modell av normotermisk ex vivo njure perfusion (NEVKP). Målet med denna studie är att minska den applicerade kall ischemi tid till ett minimum och förlänga NEVKP. NEVKPär ett alternativ konserveringsmetod som syftar till att minska de skador som kan orsakas av kalla lagringstekniker.
Denna studie visar att NEVKP med en erytrocyt-baserad lösning kan utföras med utmärkta resultat för en förlängd tidsperiod i en grismodell. Under de 10 timmar ex vivo perfusion njurarna visade stabila perfusion parametrar, aktiv renal metabolism, homeostas och minimal njurskada.
Urinproduktion och njurskada beror på sammansättningen av perfusionslösningen. Det är viktigt att hålla onkotiskt tryck och osmolaritet perfusatet inom ett fysiologiskt intervall. I synnerhet kommer ett lågt onkotiskt tryck resultera i en ofysiologiskt hög urinproduktion med betydande njurödem och ökande markörer för njurskada. STEEN lösning innehållande albumin väljs i denna modell för att reglera det onkotiska trycket och för att simulera fysiologiska förhållanden för njuren. Natriumbikarbonat och kalciumglukonat sättes till systemet för att uppnå fysiologiska värden på pH, HCO3 </sub>, natrium, kalium, kalcium och klorid. Valet och doseringen av vasodilatorn är viktigt för att säkra tillräckligt blodflöde och syretillförsel.
Tekniken av normotermisk ex vivo njure perfusion har flera begränsningar. Ex vivo perfusion är inte förknippat med hormonella stöd i njuren, vilket negativt kan påverka längre perfusion perioder. Dessutom, den nya tekniken, vid denna tidpunkt, är associerad med ökade kostnader. Framtida förbättringar kan förenkla tekniken och minska kostnaderna. Utvecklingen av en bärbar njure perfusionsanordning kan tillåta att helt undvika kall njure lagring i framtiden.
Den svåra och bestående organbrist leder till en ökad användning av marginal organ (ECD eller DCD njurtransplantat) 7. För närvarande är organkonservering baserad på statisk kylförvaring eller hypotermi maskin perfusion. Som en långvarig kall ischemisk tid har en betydande implagen om resultatet av njurfunktionen av standardkriterier 15 och marginal transplantat 8,9 nya konserveringsmetoder minimerar kylförvaring är av särskilt intresse 16-19.
Ett stort hinder för att använda marginella transplantat i större utsträckning är oförmågan att bedöma kvalitet och hållbarhet organ före transplantation. För närvarande är det bara kliniska parametrar såsom donatorns ålder, givarrelaterade sjukdomar och varm ischemi tid av transplantaten som används för beslut om ett organ godtas eller minskat för transplantation. Genom att bevara transplantatet enligt normotermisk förhållanden, bedömning transplantat baserat på perfusion egenskaper och data är möjlig. Realtids parametrar såsom njurkärl flöde, tryck, intrarenala motstånd, urinproduktion, syreförbrukning, och njurskada parametrar (såsom AST och laktat) är tänkt att vara användbara parametrar för att bedöma lönsamheten av transplantatet.
I additjon, den aktiva ämnesomsättning under NEVKP tillåter tillämpningen av reparations strategier för att förbättra marginella njurtransplantat före transplantation. Till exempel kan hämning av pro-inflammatoriska vägar, immunmodulering, genöverföring, samt stamcells administration vara framtida tekniker för att ändra njurtransplantat under tiden bevara och förbättra mottagare resultatet.
The authors have nothing to disclose.
Vi vill tacka Sorin Group (Milano, Italien) för att förse oss med skräddarsydda njur perfusion kretsar. Dessutom tackar vi Xvivo Perfusion Inc. (Göteborg) för att förse oss med Steen Solution, BBraun AG (Melsungen, Tyskland) för leverans med sprutpumpar och Rieber GmbH & Co KG (Reutlingen, Tyskland).
Neonatal cardiopulmonary bypass technology | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | Custom made | Neonatal venous reservoir D100 (500 mL, 1/16" in- and outflow), neonatal oxygenator D100, centrifugal pump head (Revolution), arterial bubble filter (D130) |
Heart lung machine, Stöckert S3 | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | Custom made | Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit |
Tubing | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | 01906BPC SG XS | 3/16"x 1/16" |
019071PC SG XS | 1/4"x 1/16" | ||
019060PC SG XH | 3/8"x 1/16" | ||
Tubing connectors | SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) | Various sizes | |
STEEN solution | XVIVO (Göteborg, SWE) | 19004 | 200 mL |
Ringer's lactate | Baxter (Mississauga, ON, CAN) | JB2324 | 175 mL |
Sodium bicarbonate | Hospira (Montréal, QC, CAN) | 6625050 | pH dependent |
Calcium gluconate | Pharmaceutical Partners of Canada (Richmond Hill, ON) | C31110 | Calcium dependent |
Heparin | Sandoz Canada Inc (Toronto, ON, CAN) | 10750 | 1000 IU |
Amino acid and glucose, Travasol 10% | Baxter (Mississauga, ON, CAN) | JB6760 | 1 mL/h |
Fast acting insulin, Novorapid | Novo Nordisk Canada Inc (Mississauga, ON, CAN) | DS6H748 | 5 IE/h |
Verapamil | Sandoz Canada Inc (Quebec, QC, CAN) | 52216 | 0,25 mg/h |