vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2017-1-35-40vtio-730Research ArticleТрансплантация сердца и вспомогательное кровообращениеHeart Transplantation and Assisted CirculationПерфузионный комплекс для восстановления и поддержания жизнеспособности донорской печени ex vivo: первое экспериментальное исследованиеPerfusion device for liver preservation ex vivo before transplantation: first experimental studyРезникО. Н.ReznikO. N.

Адрес: 197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6–8. Тел. (921) 935-51-91

Saint Petersburg, Russian Federation

onreznik@gmail.comСкворцовА. Е.SkvortsovA. E.

Санкт-Петербург, Российская Федерация

Saint Petersburg, Russian Federation

ЛопотаА. В.LopotaA. V.

Санкт-Петербург, Российская Федерация

Saint Petersburg, Russian Federation

ГрязновН. А.GryaznovN. A.

Санкт-Петербург, Российская Федерация

Saint Petersburg, Russian Federation

ХарламовВ. В.KharlamovV. V.

Санкт-Петербург, Российская Федерация

Saint Petersburg, Russian Federation

КирееваГ. С.KireevaG. S.

Санкт-Петербург, Российская Федерация

Saint Petersburg, Russian Federation

ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова» Минздрава России ФГАНУ «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» ГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе»РоссияPavlov First Saint Petersburg State Medical University Russian State Scientific Center for Robotics and Technical Cybernetics Saint-Petersburg I.I. Dzhanelidze Research Institute of Emergency MedicineRussian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова» Минздрава России ФГАНУ «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики»РоссияPavlov First Saint Petersburg State Medical University Russian State Scientific Center for Robotics and Technical CyberneticsRussian FederationФГАНУ «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики»РоссияRussian State Scientific Center for Robotics and Technical CyberneticsRussian Federation2017140420171913540Copyright © Резник О.Н., Скворцов А.Е., Лопота А.В., Грязнов Н.А., Харламов В.В., Киреева Г.С., 20172017Резник О.Н., Скворцов А.Е., Лопота А.В., Грязнов Н.А., Харламов В.В., Киреева Г.С.Reznik O.N., Skvortsov A.E., Lopota A.V., Gryaznov N.A., Kharlamov V.V., Kireeva G.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/730Введение

Введение. Сокращение числа посмертных доноров со стандартными характеристиками органов является главной проблемой трансплантологии. Развитию программ пересадки печени отвечает разработка перфузионного аппаратно-технического обеспечения, позволяющего восстанавливать, проверять, сохранять и поддерживать жизнеспособность органа ex vivo. В статье приводятся данные о первичном отечественном экспериментальном опыте перфузии донорской печени на разработанном перфузионном комплексе.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для апробации нормотермической перфузии донорской печени в целях восстановления и сохранения жизнеспособности органа после 30-минутного периода асистолии был использован разработанный экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса (АПК). Аппарат для перфузии донорской печени ex vivo был разработан в ФГАНУ «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) при поддержке Министерства образования и науки РФ. Эксперимент был проведен на изолированной печени свиньи в соответствии с международными этическими требованиями к исследованиям на животных.

Результат

Результат. В процессе перфузии наблюдалось спонтанное восстановление оттока желчи через канюлю, установленную в общий желчный проток (объем отделяемой желчи – 240 мл), цвет и однородность перфузируемой печени не отличались от нормальных параметров. Биохимические показатели стабилизировались на уровне физиологических значений через 40 минут проводимого сеанса нормотермической аппаратной перфузии.

Вывод

Вывод. В результате проведенной апробации АПК на свиной печени продемонстрировано, что новое устройство позволяет проводить нормотермическую перфузию и тем самым восстанавливать функцию печени после 30-минутной тепловой ишемии. Первое применение аппарата показывает обнадеживающий результат. Требуются дальнейшие исследования для внедрения в клиническую практику трансплантологии методов аппаратного восстановления и сохранения жизнеспособности трансплантатов ex vivo.

Introduction

Introduction. Successful liver transplantation including from donors with a sudden irreversible cardiac arrest requires the use of modern hardware and technical support to maintain, select and sustain organ viability for the period from harvesting to transplantation to the recipient.

Materials and methods

Materials and methods. Hardware-software system (HSS) developed by the Russian State Scientific Center for Robotics and Technical Cybernetics (RTC) was used for testing of normothermic perfusion of donor’s liver ex vivo. The experiment was conducted on the isolated pig liver (Duroc breed) in accordance with the ethical principles.

Result

Result. During perfusion spontaneous recovery of bile outflow through the cannula installed in the common bile duct (volume of bile released – 240 ml) was observed, and the color and uniformity of the perfused liver did not differ from the normal parameters. Biochemical indicators were stabilized at the physiological values after 40 minutes of perfusion procedure.

Conclusion

Conclusion. Isolated liver transplant was completely restored after 30 minutes of warm ischemia and was functioning well due to ex vivo perfusion procedure on the new perfusion device. The first case of the new device usage for normothermic liver ex vivo demonstrated hopeful results to be further investigated.

трансплантация печенинормотермическая перфузияаппаратно-программный комплекс.liver transplantationnormothermic perfusionhardware-software systemReferencesГотье СВ, Багненко СФ, Мойсюк ЯГ, Резник ОН, Скворцов АЕ, Москвин АЛ. Патент № 2441608 от 10.02.2012 г. Способ восстановления и поддержания жизнеспособности ишемически поврежденного донорского органа. Патентообладатель: Государственное учреждение «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе» (RU). Got’e SV, Bagnenko SF, Mojsyuk YaG, Reznik ON, Skvorcov AE, Moskvin AL. Patent № 2441608 ot 10.02.2012 g. Sposob vosstanovleniya i podderzhaniya zhiznesposobnosti ishemicheski povrezhdennogo donorskogo organa. Patentoobladatel’: Gosudarstvennoe uchrezhdenie «Sankt-Peterburgskij nauchno-issledovatel’skij institut skoroj pomoshchi im. I.I. Dzhanelidze» (RU).Готье СВ, Багненко СФ, Мойсюк ЯГ, Резник ОН, Скворцов АЕ, Москвин АЛ. Патент № 2441608 от 10.02.2012 г. Способ восстановления и поддержания жизнеспособности ишемически поврежденного донорского органа. Патентообладатель: Государственное учреждение «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе» (RU). Got’e SV, Bagnenko SF, Mojsyuk YaG, Reznik ON, Skvorcov AE, Moskvin AL. Patent № 2441608 ot 10.02.2012 g. Sposob vosstanovleniya i podderzhaniya zhiznesposobnosti ishemicheski povrezhdennogo donorskogo organa. Patentoobladatel’: Gosudarstvennoe uchrezhdenie «Sankt-Peterburgskij nauchno-issledovatel’skij institut skoroj pomoshchi im. I.I. Dzhanelidze» (RU).Daemen JW, Kootstra G, Wijnen RM. Nonheart-beating donors: the Maastricht experience. Clin. Transpl. 1994: 303–316.Daemen JW, Kootstra G, Wijnen RM. Nonheart-beating donors: the Maastricht experience. Clin. Transpl. 1994: 303–316.Deshpande RH, Heaton N. Can non-heart-beating donors replace cadaveric heart- beating liver donors? Journal of Hepatology. 2006; 45: 499–503.Deshpande RH, Heaton N. Can non-heart-beating donors replace cadaveric heart- beating liver donors? Journal of Hepatology. 2006; 45: 499–503.Fondevila C, Busuttil RW, Kupiec-Weglinski JW. Hepatic ischemia reperfusion injury: a fresh look. Exp. Mol. Pathol. 2003; 74: 86–93.Fondevila C, Busuttil RW, Kupiec-Weglinski JW. Hepatic ischemia reperfusion injury: a fresh look. Exp. Mol. Pathol. 2003; 74: 86–93.Friend PJ, Imber C, St Peter S, Lopez I, Butler AJ, Rees MA. Normothermic perfusion of the isolated liver. Transplant Proc. 2001; 33: 3436–3438 [PMID: 11750471 doi: 10.1016/S0041-1345(01)02481-2].Friend PJ, Imber C, St Peter S, Lopez I, Butler AJ, Rees MA. Normothermic perfusion of the isolated liver. Transplant Proc. 2001; 33: 3436–3438 [PMID: 11750471 doi: 10.1016/S0041-1345(01)02481-2].Guarrera JV, Estevez J, Boykin J et al. Hypothermic machine perfusion of liver grafts for transplantation: technical development in human discard and miniature swine models. Transplant. Proc. 2005; 37: 323–325.Guarrera JV, Estevez J, Boykin J et al. Hypothermic machine perfusion of liver grafts for transplantation: technical development in human discard and miniature swine models. Transplant. Proc. 2005; 37: 323–325.Guarrera JV, Henry SD, Chen SW et al. Hypothermic machine preservation attenuates ischemia/reperfusion markers after liver transplantation: preliminary results. J. Surg. Res. 2010; 167: 365–373.Guarrera JV, Henry SD, Chen SW et al. Hypothermic machine preservation attenuates ischemia/reperfusion markers after liver transplantation: preliminary results. J. Surg. Res. 2010; 167: 365–373.Hashimoto K, Miller C. The use of marginal grafts in liver transplantation. J. Hepatobiliary Pancreat. Sci. 2008; 15: 92–101.Hashimoto K, Miller C. The use of marginal grafts in liver transplantation. J. Hepatobiliary Pancreat. Sci. 2008; 15: 92–101.https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02775162?term=normothermic+liver+perfusion&rank=3https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02775162?term=normothermic+liver+perfusion&rank=3Maathuis MH, Leuvenink HG, Ploeg RJ. Perspectives in organ preservation. Transplantation. 2007; 83: 1289–1297.Maathuis MH, Leuvenink HG, Ploeg RJ. Perspectives in organ preservation. Transplantation. 2007; 83: 1289–1297.Op den Dries S, Karimian N, Sutton ME, Westerkamp AC, Nijsten MW, Gouw AS et al. Ex vivo normothermic machine perfusion and viability testing of discarded human donor livers. Am. J. Transplant. 2013; 13: 1327–1335 [PMID: 23463950 doi: 10.1111/ajt.12187].Op den Dries S, Karimian N, Sutton ME, Westerkamp AC, Nijsten MW, Gouw AS et al. Ex vivo normothermic machine perfusion and viability testing of discarded human donor livers. Am. J. Transplant. 2013; 13: 1327–1335 [PMID: 23463950 doi: 10.1111/ajt.12187].Reznik ON, Skvortsov AE, Reznik AO, Ananyev AN, Tutin AP, Kuzmin DO, Bagnenko SF. Uncontrolled donors with controlled reperfusion after sixty minutes of asystole: a novel reliable resource for kidney transplantation. PLOS one. 2013; 8 (5): e64209, open access.Reznik ON, Skvortsov AE, Reznik AO, Ananyev AN, Tutin AP, Kuzmin DO, Bagnenko SF. Uncontrolled donors with controlled reperfusion after sixty minutes of asystole: a novel reliable resource for kidney transplantation. PLOS one. 2013; 8 (5): e64209, open access.Tolboom H, Pouw RE, Izamis ML et al. Recovery of Warm Ischemic Rat Liver Grafts by Normothermic Extracorporeal Perfusion. Transplantation. 2009; 87: 170–177.Tolboom H, Pouw RE, Izamis ML et al. Recovery of Warm Ischemic Rat Liver Grafts by Normothermic Extracorporeal Perfusion. Transplantation. 2009; 87: 170–177.van der Plaats A, Maathuis MH, NA TH, Bellekom AA, Hofker HS, van der Houwen EB et al. The Groningen hypothermic liver perfusion pump: functional evaluation of a new machine perfusion system. Ann. Biomed. Eng. 2006; 34: 1924–1934.van der Plaats A, Maathuis MH, NA TH, Bellekom AA, Hofker HS, van der Houwen EB et al. The Groningen hypothermic liver perfusion pump: functional evaluation of a new machine perfusion system. Ann. Biomed. Eng. 2006; 34: 1924–1934.Watson CJ, Kosmoliaptsis V, Randle LV, Russell NK, Griffiths WJ, Davies S et al. Preimplant Normothermic Liver Perfusion of a Suboptimal Liver Donated After Circulatory Death. Am. J. Transplant. 2016; 16: 353–357 [PMID: 26393945 doi: 10.1111/ajt.13448].Watson CJ, Kosmoliaptsis V, Randle LV, Russell NK, Griffiths WJ, Davies S et al. Preimplant Normothermic Liver Perfusion of a Suboptimal Liver Donated After Circulatory Death. Am. J. Transplant. 2016; 16: 353–357 [PMID: 26393945 doi: 10.1111/ajt.13448].Westerkamp AC, Mahboub P, Meyer SL, Hottenrott M, Ottens PJ, Wiersema-Buist J et al. End-ischemic machine perfusion reduces bile duct injury in donation after circulatory death rat donor livers independent of the machine perfusion temperature. Liver Transpl. 2015; 21: 1300–1311 [PMID: 26097213 doi: 10.1002/lt.24200].Westerkamp AC, Mahboub P, Meyer SL, Hottenrott M, Ottens PJ, Wiersema-Buist J et al. End-ischemic machine perfusion reduces bile duct injury in donation after circulatory death rat donor livers independent of the machine perfusion temperature. Liver Transpl. 2015; 21: 1300–1311 [PMID: 26097213 doi: 10.1002/lt.24200].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.