一種離體器官保存系統的製作方法
2023-08-06 13:09:56
本發明涉及醫療設備技術領域，具體是一種離體器官保存系統。
背景技術：
器官移植是20世紀人類醫學科學的重大進展，給各種終末期器官疾病的治療帶來希望。目前，全世界已經進行的各種器官移植已超過70萬例(次)。隨著外科技術的發展和新型免疫抑制劑的出現，器官移植的存活率大幅度提高，等待接受移植的患者數量逐年增加，為了緩解器官短缺的矛盾，心死亡供體(dcd)逐漸成為器官移植的重要器官來源，因此，臨床上對器官的保存技術提出了更高的要求。器官保存技術主要有靜態冷保存技術(scs)和機械灌注(mp)。
目前器官保存的金標準是scs，具有操作簡單，使用安全、價格便宜及保存效果較好等優點，常用的保存液有uw液，hik液和celsior液等。
mp在1960年由belvet教授首先提出，不同於scs的是通過器官固有的血管系統給予器官連續動態的灌流，起初由於mp系統操作複雜，形態笨重，加上邊緣供肝應用較少研究一度不溫不火。
一方面dcd器官因為其存在不可避免的熱缺血時間，該時間稱為「no-touchtime」。因此器官內組織細胞的代謝水平無法立刻因低溫灌注而減低，大量代謝產物聚集，傳統低溫加保存液浸泡保存的方法，細胞仍然維持較低水平的新陳代謝，營養物質逐漸消耗，代謝產物在器官內局部聚集，從而導致器官內的細胞處於應激狀態，加速細胞的凋亡，移植手術完成後血液供應得到恢復，大量氧氣由紅細胞攜帶進入供體器官中，不可避免地引起呼吸爆發，導致嚴重的缺血再灌注損傷，器官保存的時限有嚴格規定，器官保存階段的氧及營養物質的消耗將進一步加重損傷，嚴重影響預後。另一方面，目前由於器官捐獻的特殊性與不確定性，器官移植術前的準備工作時間短。而由於捐獻器官，尤其是某些稀有配型的器官的短缺，許多患者在等待期間死亡。因此，儘可能延長離體器官的保存時間，則有利於完善術前各項檢查，同時有助於選擇最合適的器官移植受體，最大限度地保證手術效果。現有的器官保存裝置無法滿足實際需要。
隨著醫學工程學的進步,mp擬生態化將愈來愈逼真，系統集成和智能化也將成為可能。在離體肝臟保存相比於scs，機器灌注有突出的優勢，1.維持血管床通暢2.提高衝洗效果3.減少缺血再灌注損傷(iri)更好地保存供肝4.實時動態的監測移植物功能為供肝質量評價提供窗口期5.持續的氧合和藥物幹預6.挽救dcd和保準外供肝(ecd)擴展移植物保存時限及供肝池(donorpod)。
機器灌注根據灌注過程中維持溫度不同可以分為低溫機器灌注(hypothermicmachineperfusion，hmp)維持溫度為4-6℃，亞低溫機器灌注(subnormothermicmachineperfusion，smp)維持溫度20℃，常溫機器灌注(normothermicmachineperfusion，nmp)維持溫度32-37℃。
現有機器灌注有lifeport肝臟轉運器(organrecoverysystemszaventembelgium)和liverassist設備(organassistbvgroningenthenetherlands)常溫機器灌注有organox系統(organoxltd、oxforduk)。這些產品均處於前臨床研究階段，還無市售。
國內這方面的研究還處於起步階段僅有零星動物水平報導。目前僅有浙大一院、武漢中南醫院、天津市中心醫院、中山一院、江蘇省人民醫院等文獻報導。據研究顯示，肝腎聯合保存效果更佳。
在體保存為另一種器官保存形式，即應用藥物和現代生命或器官功能支持系統維持供體的植物狀態，一旦時機成熟完成移植。但在在體保存的過程中，經常會出現嚴重的繼發感染或某一器官的功能衰竭，導致整體保存失敗，進而導致供體器官浪費和移植失敗。在體保存的費用昂貴、風險較大。
高質量、無病變、無缺陷的供體器官是保證移植成功、受體存活的前提。探索一種高效、可控、經濟的離體器官保存系統及通過該系統操作的供體器官保存方法具有尤其必然的特殊意義。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種採用持續搏動泵作為循環動力來推動供體自身血液，離體器官經膜式氧合持續獲得氧供與養分，同時細胞代謝物可經自然管道排出，必要時可經血液濾過裝置進行淨化的離體器官保存系統。
為了達到上述目的，本發明提供了一種離體器官保存系統，包括供體自身血液收集裝置，互挽式反相搏動泵，第一滾柱單泵、氧合器、離體器官保溫、血液加溫裝置，供氧裝置、濾器、廢液袋、尿液收集裝置及膽汁收集裝置，其中：
所述離體器官保溫、血液加溫裝置包括透明保溫蓋、醫用矽膠膜和箱體，其中：
所述透明保溫蓋上開設若干開孔，該透明保溫蓋的蓋體邊緣安裝防漏卡式橡膠密封圈，所述醫用矽膠膜設在該防漏卡式橡膠密封圈的內側，在該防漏卡式橡膠密封圈的下表面形成一圈用於卡接在所述箱體邊緣的凹槽，所述箱體的相對側側壁上分別開設安裝孔，回紋形醫用不鏽鋼管的體部鋪設在所述箱體內，該回紋形醫用不鏽鋼管的兩端分別由所述的這兩個安裝孔伸出，所述安裝孔處還安裝防漏橡膠密封，所述箱體內的回紋形醫用不鏽鋼管的下方安裝潛水循環水泵及加熱電熱絲，所述箱體的外側壁上安裝溫度顯示屏、電源開關及電源指示燈；
所述供體自身血液收集裝置包括依次連接的第一魯爾接頭、第一醫用pv管以及血池，該血池還設有第一注入口、第一引出口、第二引出口及第三引出口；
所述血池的第一引出口連通所述互挽式反相搏動泵的第一流入端，該互挽式反相搏動泵的第一流出端連通所述氧合器的流入端，該氧合器的流出端連通所述離體器官保溫、血液加溫裝置中的回紋形醫用不鏽鋼管的一端，該回紋形醫用不鏽鋼管的另一端連通第二醫用pv管及第二魯爾接頭，所述氧合器連通供氧裝置；
所述血池的第二引出口連通所述互挽式反相搏動泵的第二流入端，該互挽式反相搏動泵的第二流出端連通所述濾器的流入端，該濾器的流出端分別連通廢液袋及三通；
所述血池的第三引出口連通第一滾柱單泵的流入端，該第一滾柱單泵的流出端連接在與所述濾器相通的三通上；
所述尿液收集裝置包括依次連接的第三魯爾接頭、第三醫用pv管及尿液收集袋；
所述膽汁收集裝置包括依次連接的第四魯爾接頭、第四醫用pv管及膽汁引流袋。
優選地，所述的氧合器為膜式氧合器。
優選地，所述的濾器與廢液袋之間安裝第二滾柱單泵。
優選地，所述的離體器官保溫、血液加溫裝置中透明保溫蓋為中心部向上隆起的拱形形狀。
優選地，所述的離體器官保溫、血液加溫裝置中箱體上開設的兩個安裝孔呈斜對角位布設在該箱體上，這兩個安裝孔位於同一水平線上。
本發明中所稱互挽式反相搏動泵可以是非接觸性電磁耦合圓筒型液體泵系統，所述非接觸性電磁耦合圓筒型液體泵系統公開於申請號為「201410081699.9」、授權公告號為「cn103845766b」、名稱為「非接觸性電磁耦合圓筒型液體泵系統」的發明專利中，也可以是血泵，所述血泵結構公開於申請號為「201210352055.x」、授權公告號為「cn102886082b」、名稱為「主動體外肺輔助系統」的發明專利。
本發明還提出了一種離體器官(肝腎聯合)獲取方法：
打開膈腳，暴露腹主動脈及部分胸主動脈。
1、腹主動脈中的髒支：斷扎膈下動脈、腎上腺中動脈、腸繫膜上動脈、睪丸(卵巢)動脈。2、腹主動脈中的壁支：斷扎t12胸動脈、l1腰動脈。
3、腹腔幹：斷扎脾動脈、胃左動脈。
4、自t11胸動脈口水平以下，l2腰動脈口水平以上斷離主動脈，同水平斷離上、下腔靜脈。
5、斷扎膽囊動脈，切除膽囊，膽總管下端斷離。
6、門靜脈下端斷離。
7、游離雙側輸尿管，在輸尿管中段斷離(睪丸/卵巢動脈水平)。
8、斷扎腎上腺動脈，切除腎上腺。
將使用上述方法獲取到的離體器官保存於所述離體器官保溫、血液加溫裝置中，具體實施方法為：
1、先在箱體內注入無菌蒸餾水，將醫用矽膠膜沒入蒸餾水中形成水囊；
2、接通電源，打開電源開關，電源指示燈亮燈提示，此時潛水循環水泵和加熱電熱絲工作。
3、加熱電熱絲受血液出口處溫度感應器反饋控制，實測溫度顯示於箱體的外側壁的溫度顯示屏上。
4、離體器官置於醫用矽膠膜上後蓋上透明保溫蓋，各種管線自透明保溫蓋上的開孔引出。
5、蓋上透明保溫蓋予以保溫觀察。
所述離體器官保溫、血液加溫裝置中的防漏卡式橡膠密封圈、醫用矽膠膜及回紋形醫用不鏽鋼管均為可拋棄式一次性使用耗品。其餘構件均為固定件，可反覆使用。所述保溫蓋可擦拭消毒後反覆使用。
本發明還提出了一種利用上述離體器官保存系統的一種離體肝臟、腎臟聯合保存的實施方法，包括以下步驟：
步驟a.所述離體器官保存系統的系統輸出端與輸入端作短路連接，與所述血池相通的魯爾接頭開放排氣；
步驟b.預衝：將1000ml生理鹽水+2ml肝素注入血池，開放與所述血池相通的魯爾接頭和第一注入口，啟動互挽式反相搏動泵及第一滾柱單泵，進行30min的自循環，充分肝素化，並排出管路中氣體，啟動離體器官保溫、血液加溫裝置達到設定溫度；
步驟c1.將供體的全部血液收集，其中2000ml血液通過第一魯爾接頭及第一醫用pv管注入血池，同時注入肝素抗凝，其餘血液枸櫞酸鈉抗凝，冷藏備用；
步驟c2.血池的第一引出口與互挽式反相搏動泵的第一流入端以醫用pv管連接；
步驟c3.互挽式反相搏動泵的第一流出端與氧合器的流入端以醫用pv管連接；
步驟c4.氧合器的流出端與所述離體器官保溫、血液加溫裝置中的回紋形醫用不鏽鋼管的一端以醫用pv管連接；
步驟c5.將離體器官置於離體器官保溫、血液加溫裝置的醫用矽膠膜上；
步驟c6.所述回紋形醫用不鏽鋼管的另一端以第二醫用pv管及第二魯爾接頭與腹主動脈殘端(近、遠端均可)相連接，腹主動脈殘端的另一端封閉；
步驟c7.血池的第二引出口與所述互挽式反相搏動泵的第二流入端以醫用pv管連接；
步驟c8.互挽式反相搏動泵的第二流出端與所述濾器的流入端以醫用pv管連接；
步驟c9.濾器的流出端分別連通廢液袋及三通，所述三通也可以是y型接頭連接；
步驟c10.血池的第三引出口與第一滾柱單泵以醫用pv管連接；
步驟c11.第一滾柱單泵的流出端連接在與所述濾器相通的三通(或y型接頭)上；
步驟c12.所述三通(或y型接頭)匯出口以醫用pv管及魯爾接頭與門靜脈殘端連接；
步驟c13.腔靜脈殘端(近心端)依次連接第一魯爾接頭及第一醫用pv管與血池連接，腔靜脈遠心端扎閉；
步驟c14.膽總管殘端依次連接第四魯爾接頭、第四醫用pv管及膽汁引流袋；
步驟c15.雙輸尿管殘端依次連接第三魯爾接頭、第三醫用pv管及尿液收集袋；
步驟c16.氧合器連通供氧裝置；
步驟c17.濾器與廢液袋之間在必要時加裝第二滾柱單泵(p4)；
步驟c18.連接完畢後，均以針頭高端位排氣；
步驟d1.運行：開啟互挽式反相搏動泵中兩個血泵(p1與p2)的泵速500-2000ml/h；
氧合器通過供氧裝置給氧，流量0.5-2l/min；
離體器官保溫、血液加溫裝置的溫度控制36-38℃之間；
開啟第一滾柱單泵(p3)泵速200-350mol/min，收集膽汁、尿液、廢液，單位時間計量，根據需要直接在血池的第一注入口注入端加入藥物、電解質、置換液。
步驟d2.運行中管理：運行中對包括血溫、泵速、血液中成份、抗凝、氧供、液體量環節進行管理；
步驟d21.血溫：控制在36-38℃之間，主要調整電熱絲加熱目標值；
步驟d22.血泵：速度控制在500-2000ml/min範圍內，根據膽汁與尿液分泌量調整互挽式反相搏動泵(2)p1和p2的泵速；
步驟d23.血液成分：定時監測包括血常規、血糖、肝功能、腎功能、電解質、c反應蛋白，根據測定結果直接在血池中加入相應的藥物，包括：抗生素、懸紅、血漿、人血白蛋白、胰島素、電解質、糖、胺基酸、脂肪乳、碳酸氫鈉；
步驟d24.抗凝：定時監測活化的全血凝固時間(act)，在血池中添加肝素，act控制目標在250s左右；
步驟d25.氧供：氧合器出口端採血定時監測血氣，根據血氣分析結果調整氧流量；
步驟d26.液體：根據膽汁、尿液和廢液量、血常規中紅細胞壓積、血紅蛋白指標，在血池中添加置換液、血漿、生理鹽水、葡萄糖溶液。
本發明的有益效果是，採用持續搏動泵作為循環動力，推動供體自身血液，經膜式氧合，離體器官持續獲得氧供與養分，同時細胞代謝物可經自然管道排出，必要時可經血液濾過裝置進行淨化。最大程度地保證離體器官處於一個擬生態的環境中，較好地維持細胞微環境以確保其功能正常。本發明中與離體器官血液分泌物，廢(殘)物接觸的材料均遵循一次性可拋棄、無毒無菌原則。本發明中通過壓力流量、氣泡、分泌物及廢(殘)液的實時監測，評估離體器官的保存質量，本發明可實現肝臟、腎臟分別與同時保存。
本發明基於一種新型血泵即互挽式反相搏動泵，整合膜式氧合器、濾器、滾柱單泵和必要的監測感應器，利用供體自身血液提出了一種離體器官擬生態的保存方法和保存系統。為此特別提出了相配套的離體器官的獲取方法和保溫加溫裝置。目的在於最大限度地延長離體器官(肝、腎)的保存時間，便於運輸、修復，提高移植成功率和受體的成活率。
本發明利用新型血泵的特點，充分兼顧了肝臟體循環系統和門脈系統獨立的生理特性，建立了體循環和門脈循環兩套系統，最為接近生理狀態。
本發明提出的離體器官保溫、血液加溫裝置既有保溫加溫功能，同時又作為一個觀察、操作、保護平臺。與器官接觸的構件均為拋棄式一次性使用。結構簡單、安裝方便、安全可靠。
本發明提出的運作與管理中，血池既作為回血收集，又是血液輸出源，可以通過注孔對血池加入藥物、水、電解質、置換液，簡單方便。使邊緣器官的離體修復成為可能。
本發明提出的離體器官的獲取方法和系統連接方法，最大程度的保全了器官血管支袢，方便移植手術中的供體器官血管的截取，方便血管吻合。
本發明同樣適用肝、腎單獨保存。選配第二滾柱單泵(p4)可在急性腎衰或肝臟獨立保存時起到血液淨化的作用。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明中離體器官保溫、血液加溫裝置的結構示意圖；
圖3為箱體的俯視圖；
圖4為箱體的主視圖。
其中：
1-血池2-互挽式反相搏動泵3-第一滾柱單泵
4-氧合器5-離體器官保溫、血液加溫裝置6-供氧裝置
7-濾器8-廢液袋9-尿液收集袋
10-膽汁引流袋11-第二滾柱單泵51-透明保溫蓋
52-防漏卡式橡膠密封圈53-醫用矽膠膜54-箱體
56-潛水循環水泵57-加熱電熱絲58-回紋形醫用不鏽鋼管
59-防漏橡膠密封圈510-溫度顯示屏511-開孔
512-電源開關
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例，對本發明做進一步說明。
實施例1：
如圖1～圖4所示的一種離體器官保存系統，包括供體自身血液收集裝置，互挽式反相搏動泵2，第一滾柱單泵3、氧合器4、離體器官保溫、血液加溫裝置5，供氧裝置6、濾器7、廢液袋8、尿液收集裝置及膽汁收集裝置，其中：
所述離體器官保溫、血液加溫裝置5括透明保溫蓋51、醫用矽膠膜53和箱體54，其中：
所述透明保溫蓋51上開設若干開孔511，該透明保溫蓋51的蓋體邊緣安裝防漏卡式橡膠密封圈52，所述醫用矽膠膜53設在該防漏卡式橡膠密封圈52的內側，在該防漏卡式橡膠密封圈52的下表面形成一圈用於卡接在所述箱體54邊緣的凹槽，所述箱體54的相對側側壁上分別開設安裝孔，回紋形醫用不鏽鋼管58的體部鋪設在所述箱體54內，該回紋形醫用不鏽鋼管58的兩端分別由所述的這兩個安裝孔伸出，所述安裝孔處還安裝防漏橡膠密封圈59，所述箱體54內的回紋形醫用不鏽鋼管58的下方安裝潛水循環水泵56及加熱電熱絲57，所述箱體54的外側壁上安裝溫度顯示屏510、電源開關511及電源指示燈512；
所述供體自身血液收集裝置包括依次連接的第一魯爾接頭、第一醫用pv管以及血池1，該血池1還設有第一注入口、第一引出口、第二引出口及第三引出口；
所述血池1的第一引出口連通所述互挽式反相搏動泵2的第一流入端，該互挽式反相搏動泵2的第一流出端連通所述氧合器4的流入端，該氧合器4的流出端連通所述離體器官保溫、血液加溫裝置5中的回紋形醫用不鏽鋼管58的一端，該回紋形醫用不鏽鋼管58的另一端連通第二醫用pv管及第二魯爾接頭，所述氧合器連通供氧裝置6；
所述血池1的第二引出口連通所述互挽式反相搏動泵2的第二流入端，該互挽式反相搏動泵2的第二流出端連通所述濾器7的流入端，該濾器7的流出端分別連通廢液袋8及三通；
所述血池1的第三引出口連通第一滾柱單泵3的流入端，該第一滾柱單泵3的流出端連接在與所述濾器7相通的三通上；
所述尿液收集裝置包括依次連接的第三魯爾接頭、第三醫用pv管及尿液收集袋9；
所述膽汁收集裝置包括依次連接的第四魯爾接頭、第四醫用pv管及膽汁引流袋10。
所述的氧合器為膜式氧合器。
所述的濾器7與廢液袋8之間安裝第二滾柱單泵11。
所述的離體器官保溫、血液加溫裝置5中透明保溫蓋51為中心部向上隆起的拱形形狀。
所述的離體器官保溫、血液加溫裝置5中箱體54上開設的兩個安裝孔呈斜對角位布設在該箱體5上，這兩個安裝孔位於同一水平線上。
臨床使用例：
一種利用上述離體器官保存系統的一種離體肝臟、腎臟聯合保存的實施方法，包括以下步驟：
步驟a.所述離體器官保存系統的系統輸出端與輸入端作短路連接，與所述血池1相通的魯爾接頭開放排氣；
步驟b.預衝：將1000ml生理鹽水+2ml肝素注入血池1，開放與所述血池1相通的魯爾接頭和第一注入口，啟動互挽式反相搏動泵2及第一滾柱單泵3，進行30min的自循環，充分肝素化，並排出管路中氣體，啟動離體器官保溫、血液加溫裝置5達到設定溫度；
步驟c1.將供體的全部血液收集，其中2000ml血液通過第一魯爾接頭及第一醫用pv管注入血池，同時注入肝素抗凝，其餘血液枸櫞酸鈉抗凝，冷藏備用；
步驟c2.血池1的第一引出口與互挽式反相搏動泵2的第一流入端以醫用pv管連接；
步驟c3.互挽式反相搏動泵2的第一流出端與氧合器4的流入端以醫用pv管連接；
步驟c4.氧合器4的流出端與所述離體器官保溫、血液加溫裝置5中的回紋形醫用不鏽鋼管58的一端以醫用pv管連接；
步驟c5.將離體器官置於離體器官保溫、血液加溫裝置5的醫用矽膠膜53上；
步驟c6.所述回紋形醫用不鏽鋼管58的另一端以第二醫用pv管及第二魯爾接頭與腹主動脈殘端相連接，腹主動脈殘端的另一端封閉；
步驟c7.血池1的第二引出口與所述互挽式反相搏動泵2的第二流入端以醫用pv管連接；
步驟c8.互挽式反相搏動泵2的第二流出端與所述濾器7的流入端以醫用pv管連接；
步驟c9.濾器7的流出端分別連通廢液袋及三通；
步驟c10.血池1的第三引出口與第一滾柱單泵3以醫用pv管連接；
步驟c11.第一滾柱單泵3的流出端連接在與所述濾器7相通的三通上；
步驟c12.所述三通匯出口以醫用pv管及魯爾接頭與門靜脈殘端連接；
步驟c13.腔靜脈殘端依次連接第一魯爾接頭及第一醫用pv管與血池連接，腔靜脈遠心端扎閉；
步驟c14.膽總管殘端依次連接第四魯爾接頭、第四醫用pv管及膽汁引流袋10；
步驟c15.雙輸尿管殘端依次連接第三魯爾接頭、第三醫用pv管及尿液收集袋9；
步驟c16.氧合器4連通供氧裝置6；
步驟c17.濾器7與廢液袋8之間加裝第二滾柱單泵11(p4)；
步驟c18.連接完畢後，均以針頭高端位排氣；
步驟d1.運行：開啟互挽式反相搏動泵中兩個血泵的泵速500-2000ml/h；
氧合器4通過供氧裝置6給氧，流量0.5-2l/min；
離體器官保溫、血液加溫裝置5的溫度控制36-38℃之間；
開啟第一滾柱單泵3泵速200-350mol/min，收集膽汁、尿液、廢液，單位時間計量，在血池1的第一注入口注入端加入藥物、電解質、置換液；
步驟d2.運行中管理：運行中對包括血溫、泵速、血液中成份、抗凝、氧供、液體量環節進行管理；
步驟d21.血溫：控制在36-38℃之間，主要調整電熱絲加熱目標值；
步驟d22.血泵：速度控制在500-2000ml/min範圍內，根據膽汁與尿液分泌量調整互挽式反相搏動泵2的泵速；
步驟d23.血液成分：定時監測包括血常規、血糖、肝功能、腎功能、電解質、c反應蛋白，根據測定結果直接在血池中加入相應的藥物，包括：抗生素、懸紅、血漿、人血白蛋白、胰島素、電解質、糖、胺基酸、脂肪乳、碳酸氫鈉；
步驟d24.抗凝：定時監測活化的全血凝固時間(act)，在血池中添加肝素，act控制目標在250s左右；
步驟d25.氧供：氧合器出口端採血定時監測血氣，根據血氣分析結果調整氧流量；
步驟d26.液體：根據膽汁、尿液和廢液量、血常規中紅細胞壓積、血紅蛋白指標，在血池中添加置換液、血漿、生理鹽水、葡萄糖溶液。
以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述的實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可以作出種種的等同的變型或替換，這些等同變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。