CN205124849U - 一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置 - Google Patents

Abstract

一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，涉及器官保藏技术领域，其主旨在于提供保藏温度可控，且能对该离体肝脏的活性予以监视、记录的离体肝脏控温灌注装置。其包括通过灌注管路连接的贮液室和器官储存室，器官储存室设置有温度调节装置、动脉和门静脉灌注连接件，器官储存室连接有胆汁收集及采样窗、灌注液采集窗，所述灌注管路设置有探测装置；灌注管路输出口通过动脉和门静脉灌注连接件连接器官储存室，器官储存室的底部与灌注管路输入口连接构成回路。用于肝脏灌注保存或体外修复。

Description

一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置

技术领域

本实用新型涉及一种器官灌注装置，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，便于但不限于存储与/或运输器官的离体肝脏控温（常温或低温）灌注装置。

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。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。器官保存技术用于临床尸体器官移植最早始于20世纪60年代末。早期器官保存技术主要用于肾脏移植。随着20世纪80年代后新型免疫抑制剂的临床应用，肝移植、胰腺移植和心脏移植迅速发展，促使器官保存技术不断完善，也对器官保存相关设备提出新的挑战。

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，以0～4℃低温灌洗液灌注供体器官快速去除供体血液并使之迅速降温，再以0～4℃保存液低温保存直至移植，从而延长器官的保存时限。在温度降至10℃时多数酶的活性降为常温时的一半，即Arrhenius曲线（温度系数是在酶在2℃时的反应速率）。而大多数细胞反应的温度系数在1.5～2.5之间。因此，在温度由37℃降至0℃时酶反应速率可降至常温的10%以下。

尽管如此，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。低温状态可损伤肝的血管系统及肝窦细胞的结构排列。它对肝和其他器官的损伤的主要方式是组织水肿和细胞肿胀。在冷缺血情况下，ATP丢失以及细胞膜上保持细胞容积的酶活性的降低，导致胞内不可通透的物质如蛋白质、磷酸化合物的积聚，引起细胞内高胶体渗透压，表现为细胞肿胀和组织水肿。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。

供体器官短缺已经成为限制器官移植发展的瓶颈，尽管这一现象在世界各国普遍存在，但在我国尤为明显。自2015年1月1日起，我国已彻底停用死囚供体器官，公民逝世后捐献（DCD）供体已成为我国供体器官的主要来源。这些器官热缺血时间相对更长，术后发生移植物功能延迟恢复，甚至原发性移植物无功能的情况较多；盲目地采用这些供体，扩大供体应用范围可能会造成移植受者的严重并发症，增加医疗卫生成本，甚至危及患者生命。因此，在移植前减轻供体器官损伤，促进修复，并评估供体器官的活性，帮助确定其适用的受者范围，是当前DCD供体器官移植丞待解决的焦点问题。

机械灌注保存方法较传统的单纯静态低温保存法可以更好地降低保存期间器官的损伤，维持器官在移植前的活性。使用机械灌注保存的供体在移植后早期的移植物功能延期恢复率明显降低。而且，对于热缺血时间较长的器官，前期在缺血再灌注损伤基础研究中的结果也推荐使用机器灌注保存。大量的研究显示常温灌注比低温灌注，静态低温保存等传统方法更具优势。常温灌注分为常温原位灌注和常温离体灌注。常温原位灌注是指在心跳停搏之后，通过体外循环技术为待捐献的供体器官（通常是肝、肾等）恢复经体外氧合后的常温血供，从而尽量纠正供者在死亡前低血压、高凝状态、神经体液调节紊乱等内环境失调造成的供体损伤。常温离体灌注是指在器官保存中期或者末期，用常温血液或者其他可携氧灌注液，经过氧合处理之后，对供体器官进行灌注。常温灌注技术不仅可以有效减轻无心态供体器官的损伤，更可以通过对灌注液相关指标和灌注压力/阻力等参数的监测，可以在移植前为评估移植物的活性提供参考。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以在控制温度下用一种或几种特殊灌注液灌注一个肝脏以维持和/或恢复器官生存力及活性，便于但不限于存储与或运输肝脏，同时对该离体肝脏的活性予以监视、记录的离体肝脏控温灌注装置。以便医护人员能够根据该装置所得数据和组织器官活性监视装置确定该器官是否适合于移植，以及为手术提供必要的数据支持与数据证据。

为了实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：

一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，包括通过灌注管路连接的贮液室和器官储存室，所述器官储存室设置有温度调节装置、动脉和门静脉灌注连接件，器官储存室连接有胆汁收集及采样窗、灌注液采集窗，所述灌注管路设置有探测装置；灌注管路输出口通过动脉和门静脉灌注连接件连接器官储存室，器官储存室的底部与灌注管路输入口连接构成回路；

所述灌注管路包括顺序连接的蠕动泵、氧合装置、过滤器、除气泡器、分流蠕动泵，分流蠕动泵分别连接动脉和门静脉灌注连接件，分别灌注肝动脉和门静脉；

还包括控制器，用于调节分流蠕动泵输出端的两处流量比值。

上述方案中，所述温度控制装置将器官存储盒温度控制在35-38摄氏度的常温状态或者通过冷却装置或者加热装置将温度控制在0-4摄氏度的低温状态。

上述方案中，灌注管路包括顺序连接的用作动力装置的蠕动泵、氧合装置、过滤器、除气泡器，以及用于分开肝动脉和门静脉灌注的分流蠕动泵。

上述方案中，所述分流蠕动泵可将流入灌注液分流后输出，输出端的两处流量比值可以通过控制器调整。

上述方案中，所述过滤器两端设置有差压传感器，用于监测过滤器两端的压力，当过滤器堵塞时差压增大，差压传感器向控制器传输信号，启动控制器连接的报警装置。

上述方案中，所述探测装置包括监控灌注液的灌注压力的压力探测器、监控氧分压的氧分压探测器、监控气泡去除情况的气泡探测器。控制器可根据氧分压情况控制流出氧合装置的灌注液回流经氧合装置的流量，以调整灌注液氧分压。亦可根据除气泡器的探测结果控制灌注液是否继续回流经除气泡器。

上述方案中，所述温度控制装置包括温度传感器、冷却装置、加热装置，所述温度传感器、冷却装置和加热装置均与控制器连接。本申请采用PID闭环控制，根据设置控制器官存储室的温度，如将温度设置在35-38摄氏度时，当温度高于38设置摄氏度时，冷却装置工作，使其温度将至35-38的区间内，如温度低于35摄氏度时，加热装置工作，使其温度曾至35-38的区间内。同理对将温度设置在0-4摄氏度的低温状态进行控制。

上述方案中，还包括动脉连接件、门静脉连接件和胆管连接件，所述灌注管路通过动脉连接件连接腹主动脉片（或者肝动脉），通过门静脉连接件连接门静脉，所述肝脏胆总管（或肝管）通过胆管连接件连接胆汁收集及采样窗。

上述方案中，所述控制器还连接有用于显示器官状态的和用于输入指令操作的人机交互界面，并设置有导出数据的接口。

上述方案中，还包括废液室，所述废液室通过单向阀与器官存储盒连接；还包括灌注液采集窗，所述灌注液采集窗连接器官存储盒。

上述方案中，所述氧合装置内设置有短路连接，在低温状态下可以使灌注液不经过氧合装置。

上述方案中，所述控制器还连接有GPS定位装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

一、低温本身对器官也会造成损伤，而研究发现，常温灌注较低温灌注更能保护器官的活性，本实用新型采用常温灌注方式肝脏提供了一个最合适的温度环境，既可避免代谢增加导致的能量缺乏及酶活性下降，又可避免低温本身对器官造成的损伤。

二、能够对肝脏持续灌注保存液，持续稳定地为肝脏提供营养物质，满足其能量需要；可在灌注液中添加有助于减轻器官损伤和促进修复的活性物质，尤其适用于缺血损伤较重的DCD供体肝脏。灌注保存液具有一定的酸碱缓冲能力，并且整体PH偏碱性；选择低温无氧灌注模式时灌注保存液中添加抗氧化物质等手段减少了无氧代谢生成的酸性代谢产物对器官的损伤。

三、本实用新型通过设置多种传感器和温度控制装置，对设备灌注情况进行实时监控，并通过维持肝脏内环境稳定，为移植后器官复苏创造好的条件。

四、离体器官保存温度可以根据器官状态进行调整，不局限于低温，因而既可避免代谢增加导致的能量缺乏及酶活性下降，又可减轻低温本身对器官造成的损伤。

六、通过显示设备和设置灌注采集液采集窗随时监测离体肝脏的保存情况和保存液的变化。

七、保存液可以循环使用有利于降低成本。

八、本实用新型用途：

1）长期有效保存离体肝脏的活性，使其在再植后维持功能；

2）针对供体肝脏在获取时不同的功能状态和所需的保存时限，设置有不同的保存模式；3）通过保存期间的灌注，对供体器官所受的损伤进行修复；

4）通过灌注参数值，灌注液的生化学变化等，在移植前评估器官的活性，协助确定该器官分级，是否适用于移植，适用受者范围。

5）本设备同样适用于大动物（犬、猪及灵长类动物）器官，进行生理学、药理学相关实验。

附图说明

图1为本实用新型的装置的系统框图。

图2为本实用新型所涉及的分流蠕动泵的模式图，注意图1和图2外的线框并非多余的线条。

图中1为隔热装置。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步的说明：

本实用新型工作过程如下：

灌注液为1L～2L袋装，放置在贮液室内，袋口的连接管可与灌注管路无菌连接。

灌注液流经蠕动泵之前先经过一个单向阀，在整个灌注系统液体容量足够之后，可以关闭这个单向阀，而当灌注时间较长之后，可以通过向废液室排出一部分废液，并重新开放此单向阀，加入新液，实现换液的目的。

灌注液经过蠕动泵，流经氧合装置、过滤器、除气泡器，在其后会经过气泡探测器和氧分压探测器，控制器可根据氧分压情况控制流出氧合装置的灌注液回流经氧合装置的流量，以调整灌注液氧分压；亦可根据除气泡器的探测结果控制灌注液是否继续回流经除气泡器。之后灌注液经过分流蠕动泵，分流成分别灌注门静脉和肝动脉的两个输出端，可以根据供者的年龄以及获取时器官的状态调整门静脉与肝动脉的灌注流量比值。

器官（肝脏）放置在器官盒内，浸泡在灌注液体中，肝动脉与灌注管路通过动脉连接件连接，门静脉与灌注管路通过门脉连接件连接，静脉（肝上/肝下下腔静脉端口）自然开放，灌注液经管路由肝动脉和门静脉流入，由静脉流出到器官盒中。胆管通过位于器官盒内液面下的胆管连接件与胆汁收集及采样窗连接。在器官盒内的灌注液经导管引至灌注液采样窗。灌注液采样窗和胆汁收集及采样窗一样，位于保存设备的表面，便于采集样品进行检测，此外，胆汁收集窗具有刻度，可显示胆汁量。

器官盒内的灌注液经盒底的设置了过滤装置的出口，一部分流回到灌注管路，再次经过蠕动泵；另一部分进入废液收集盒内。

实施例一

在器官保存时温度控制装置将器官存储盒温度控制在常温35-38摄氏度。温度控制装置包括温度传感器、冷却装置、加热装置，所述温度传感器、冷却装置和加热装置均与控制器连接，温度传感器为一个或若干个均布在器官盒或器官存储室内，温度传感器实时采集保存装置的温度信息，将采集到的温度信息传送给中央处理器（控制器），中央处理器对采集到的温度信号进行实时处理，得到当前保存装置的温度信息并在人机界面上显示出当前温度信息，另一方面中央处理器根据初始化数据设置，控制温度控制装置的冷却装置或加热装置对器官存储室和器官盒的温度进行实时PID调节，从而将存储盒温度控制在设定范围。

上述方案中，灌注管路包括顺序连接的用作动力装置的蠕动泵、氧合装置、过滤器、除气泡器，以及用于分开肝动脉和门静脉灌注的分流蠕动泵。蠕动泵与储液室连接，为储液室里灌注液提供动力，蠕动泵的电机与中央处理器连接，中央处理器控制蠕动泵工作。氧合装置可以为膜式氧合器，除气泡器可以过滤去灌注液中的气泡。在过滤器两端设置有差压传感器，用于监测过滤器两端的压力，当过滤器堵塞时差压增大，差压传感器可向控制器传输信号，启动控制器连接的报警装置。

探测装置包括监控灌注液的灌注压力的压力传感器、监控氧分压的氧分压探测器、监控气泡去除情况的气泡探测器，气泡探测器可以探测灌注管路中的气泡，而除气泡器可以除去灌注液中的气泡。

还包括血管连接件和胆道连接件，所述灌注管路通过动脉连接件连接肝脏动脉，门脉连接件连接门静脉，所述肝脏胆道通过胆道连接件连接胆汁收集及采样窗，避免污染现象。

控制器还连接有用于显示器官状态的和用于操作的人机交互界面，人机交互界面可以实时显示系统运行状态和温度情况，也可以人为的设置系统的工作模式，人机交互界面的显示器可以观察并剂量灌注液的压力（即器官的灌注阻力变化）。

还包括废液室，所述废液室通过单向阀与器官存储盒连接，还包括灌注液采集窗，所述灌注液采集窗通过单向阀连接器官存储盒，单向阀的使用避免了返流造成污染的情况。

控制器还连接有GPS定位装置。

电源装置可以采用锂电池、蓄电池或者插头中任一一种。

实施例二

在器官灌注时通过冷却装置，将温度控制在0-4摄氏度的低温状态。

上述方案中，灌注管路包括顺序连接的用作动力装置的蠕动泵、过滤器和除气泡器，蠕动泵与储液室连接，为储液室里灌注液提供动力，蠕动泵的电机与中央处理器连接，中央处理器控制蠕动泵工作。在过滤器两端设置有差压传感器，用于监测过滤去器端的压力，当过滤器堵塞时差压增大，差压传感器向控制器传输信号，启动控制器连接的报警装置。

在低温无氧灌注模式下，设备自动启动氧合装置内的短路连接使灌注液不经过氧合装置。

探测装置包括监控灌注液的灌注压力的压力传感器、监控气泡去除情况的气泡探测器，气泡探测器可以探测灌注管路中的气泡，而除气泡器可以除去灌注液中的气泡。

还包括血管连接件和胆道连接件，所述灌注管路通过动脉连接件连接肝脏动脉，门脉连接件连接门静脉，所述肝脏胆道通过胆道连接件连接胆汁收集及采样窗，避免污染现象。

控制器还连接有用于显示器官状态的和用于操作的人机交互界面，人机交互界面可以实时显示系统运行状态和温度情况，也可以人为的设置系统的工作模式，人机交互界面的显示器可以观察并剂量灌注液的压力（即器官的灌注阻力变化）。

还包括废液室，所述废液室通过单向阀与器官存储盒连接，还包括灌注液采集窗，所述灌注液采集窗通过单向阀连接器官存储盒，单向阀的使用避免了返流造成污染的情况。

控制器还连接有GPS定位装置。

电源装置可以采用锂电池、蓄电池或者插头中任一一种。

Claims (10)

1.一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，包括通过灌注管路连接的贮液室和器官储存室，其特征在于：所述器官储存室设置有温度调节装置、动脉和门静脉灌注连接件，器官储存室连接有胆汁收集及采样窗、灌注液采集窗，所述灌注管路设置有探测装置；灌注管路输出口通过动脉和门静脉灌注连接件连接器官储存室，器官储存室的底部与灌注管路输入口连接构成回路。

2.根据权利要求1所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：所述灌注管路包括顺序连接的蠕动泵、氧合装置、过滤器、除气泡器、分流蠕动泵，分流蠕动泵分别连接动脉和门静脉灌注连接件，分别灌注肝动脉和门静脉。

3.根据权利要求1所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：所述温度控制装置将器官存储盒温度控制在35-38摄氏度的常温状态或将温度控制在0-4摄氏度的低温状态。

4.根据权利要求2所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：还包括控制器，用于调节分流蠕动泵输出端的两处流量比值。

5.根据权利要求2所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：所述过滤器两端设置有差压传感器，用于监测过滤器两端的压力，当过滤器堵塞，差压增大，向控制器传输信号，启动控制器连接的报警装置。

6.根据权利要求4所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：所述探测装置包括监控灌注液的灌注压力的压力探测器、监控氧分压的氧分压探测器、监控气泡去除情况的气泡探测器；

控制器根据氧分压情况控制流出氧合装置的灌注液回流经氧合装置的流量，以调整灌注液氧分压；根据除气泡器的探测结果控制灌注液是否继续回流经除气泡器。

7.根据权利要求4所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：所述温度控制装置包括温度传感器、冷却装置、加热装置，所述温度传感器、冷却装置和加热装置均与控制器连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：还包括胆管连接件，通过胆管连接件连接胆汁收集及采样窗。

9.根据权利要求4所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：所述控制器还连接有用于显示器官状态的和用于输入指令操作的人机交互界面，并设置有导出数据的接口。

10.根据权利要求4所述的一种离体肝脏常温或低温控温灌注装置，其特征在于：还包括废液室，所述废液室通过单向阀与器官存储盒连接;所述氧合装置内设置有短路连接，在低温状态下使灌注液不经过氧合装置;所述控制器还连接有GPS定位装置。