[发明专利]一种离体肾脏亚常温或低温保存装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种器官保存装置，尤其涉及一种用特殊灌注液灌注器官以维持和/或恢复器官生存力及活性，便于存储与/或运输器官的离体肾脏亚常温或低温保存装置。

背景技术

器官移植是治疗终末期器官衰竭的最有效手段，优质的供体是器官移植成功的根本条件，因此器官保存与血管吻合及免疫抑制技术并称为器官移植的三大基石。供体器官不可避免地要经历离体缺血的过程，供体的血型鉴定与组织配型、受者的选择、供移植器官的运输、移植手术的实施等都需要一段等待时间，因此器官保存的目的就是在供体离体缺血期间维持器官最大活性，使其在恢复血流之后可以获得最佳的功能。

肾脏离体后氧和各种代谢底物中止供应，细胞内贮存的能量迅速耗尽，进而引起细胞膜上的Na⁺-K⁺ ATP酶(钠泵)的失灵。随后线粒体发生肿涨，溶酶体酶释放，并降解细胞成分，使细胞结构出现进行性损害，这种缺血损害在一定时间范围内是可逆的，但超过一定限度，即超过了细胞损伤可复性的临界点，将导致不可逆性损害，表现为缺血器官的血管内皮水肿、坏死、脱落，导致再灌注的困难，最终恢复血流后出现“不复流现象”，即引起器官的移植后原发性无功能。缺血损伤涉及生理、生化、免疫等各个系统的复杂改变，但其本质是器官能量耗竭所引起的病理生理改变过程。

因此器官保存的宗旨包括两个方面：即减轻器官离体期间的能量消耗，或者在离体期间补充额外的能量。低温静态保存方法作为一种长期应用于临床的保存方法，正是通过低温降低器官的能耗，，从而延长器官的保存时限。人体大多数酶的活性随温度每降低10℃就减少25～50％， 当温度从37℃降至0℃时，器官的新陈代谢速度被抑制至10％以下。肾脏氧耗量的减少与温度的降低呈指数关系，30℃时氧耗量减至40％，20℃时减至15％，10℃时小于5％。

但是低温只能减慢细胞死亡的速度，而不能防止细胞的死亡。低温本身也可以引起组织细胞损害。当温度降到20℃以下时，细胞膜变性导致细胞脱水，胞内生化反应速率下降。当渗透活动物质密度升高时，水回到细胞内部，细胞膜张力达到临界点后可能失去其屏障功能。胞膜会破裂导致其丧失主动调节适应的功能。当温度降到8℃以下时，胞浆也会发生相应改变成为凝胶状。该温度下，分子扩散和主动运输速率以及生化反应速率都大为降低。当温度降到-3℃时，若没有防冻剂，胞内外的水开始结冰，导致细胞膜结构破裂。

低温在降低酶活性的同时，也抑制了线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸(AN)转移酶的活性而限制了ATP的合成速度，其结果导致ADP在细胞内蓄积并被腺苷酸激酶分解为AMP，进一步分解成氧嘌呤，导致保存的器官在保存期间及再灌注期间能量的缺乏。在低温情况下，缺血亦可刺激细胞无氧代谢，细胞内大量乳酸堆积，导致组织酸中毒。酸中毒可导致溶酶体稳定性下降，溶酶体水解酶活化，并改变线粒体的性质，从而最终导致细胞死亡。经过低温保存的器官在再灌注之后，会产生大量的氧自由基，通过①对细胞膜双层脂质进行氧化产生脂质过氧化物，直接损伤细胞；②损伤细胞器膜，引起细胞器破裂；③引起细胞损伤，释放各种酶及细胞因子，细胞因子可介导中性粒细胞在血管内皮聚集黏附，造成微循环障碍等途径导致移植器官功能障碍。另外，在低温下生成的超氧化物岐化酶、还原型谷胱甘肽等抗氧化物的减少也增加了氧自由基的损害。

因此在低温静态保存下，能量缺乏所引起的各种组织细胞病理改变仍然在持续。通过对器官保存液的改良，可以适当地减轻细胞的酸中毒，减少氧自由基的产生，但仍然未达到临床所需要的器官保存效果。

持续低温灌注保存是近年来出现的另一种保存方法，通过将离体器官保存于一个特制的有脉冲式或非脉冲式的灌注器内，以冷灌注液经器官血管系统持续循环灌注，以期达到供应低温下代谢所需的基本营养，清除有关废物的目的。这种保存方法同样未能真正解决离体器官的能耗问题，因此在延长器官保存时间方面尽管有一定的效果，但仍不能满足目前的临床需要。