DE102012112709B4 - System for fluid perfusion or persufflation of biological material comprising tissue - Google Patents
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Abstract
System (1000) zur Fluidperfusion oder Persufflation von biologischem Material, das Gewebe umfasst, wobei das System (1000) umfasst:(a) ein Persufflationssystem (1100) zur Verwendung bei der Persufflation von biologischem Material, wobei das Persufflationssystem (1100) einen Gasgenerator zur Erzeugung eines Konservierungsgases umfasst;(b) ein Flüssigperfusionssystem (1600) zur Verwendung bei der Perfusion von biologischem Material, wobei das Flüssigperfusionssystem (1600) ein Reservoir für flüssiges Perfusat umfasst;(c) eine Zuführkanüle, wobei die Zuführkanüle ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende in einen Einlass des biologischen Materials einführbar ist; undd) ein Umschaltsystem (1700), welches an das zweite Ende der Zuführkanüle und an das Persufflationssystem (1100) und an das Flüssigperfusionssystem (1600) gekoppelt ist, wobei das Umschaltsystem (1700) derart ausgestaltet ist, um das biologische Material, das Gewebe umfasst, einer Fluidperfusion oder einer Persufflation zu unterziehen.A system (1000) for fluid perfusion or persufflation of biological material comprising tissue, the system (1000) comprising: (a) a persufflation system (1100) for use in persufflation of biological material, the persufflation system (1100) having a gas generator for generating a preservation gas;(b) a liquid perfusion system (1600) for use in perfusing biological material, the liquid perfusion system (1600) comprising a reservoir for liquid perfusate;(c) a delivery cannula, the delivery cannula having a first end and a second end, the first end being insertable into an inlet of the biological material; andd) a switching system (1700) which is coupled to the second end of the delivery cannula and to the persufflation system (1100) and to the liquid perfusion system (1600), the switching system (1700) being configured in such a way that the biological material comprises tissue , undergo fluid perfusion or persufflation.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Konservierung von biologischem Material, welches Gewebe umfasst, für die Transplantation oder andere Zwecke, und betrifft insbesondere die Konservierung von biologischem Material, das Gewebe umfasst, unter Verwendung von Fluidperfusion.The present invention relates generally to the preservation of biological material, including tissue, for transplantation or other purposes, and more particularly relates to the preservation of biological material, including tissue, using fluid perfusion.
Die Transplantation von Langerhans-Inseln ist über 30 Jahre lang auf ihr Potenzial als Behandlung von Diabetes mellitus Typ 1 untersucht worden, weil sich bei der Allotransplantation von Inseln von Ratten gezeigt hat, dass sie chemisch induzierten Diabetes umkehrt (siehe Ballinger et al., „Transplantation of intact pancreatic islets in rats,“ Surgery, 72(2):175-86 (1972), hierin als Referenz einbezogen). Mehrere Jahre später wurde gezeigt, dass die Autotransplantation von Inseln zurück zu einem Spender eine mögliche Behandlung war, um das Entstehen von Diabetes bei Menschen mit Pankreatitis zu verhindern (siehe Najarian et al., „Total or near total pancreatectomy and islet autotransplantation for treatment of chronic pancreatitis,“ Ann Surg., 192(4): 526-42 (1980), hierin als Referenz einbezogen). Erfolgreiche Insel-Allotransplantation blieb jedoch schwierig bis 2000 zu erreichen, als die Entwicklung des Edmonton-Protokolls bei sieben aufeinander folgenden Patenten, denen Inseln von mehreren Bauchspeicheldrüsen transplantiert wurden, erfolgreich war (siehe Shapiro et al., „Islet transplantation in seven patients with type I diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen‟, New England Journal of Medicine, 343(4):230-8 (2000), hierin als Referenz einbezogen). Der oben erwähnte Erfolg ist weitestgehend der Verwendung einer Glukokortikoid-freien Immunsuppression zugeschrieben worden. Dieser Erfolg ist dann an anderen Institutionen, einschließlich der Universität von Minnesota, mit weltweit über 500 Transplantaten von 2000-2006 unter Nutzung von Variationen des Edmonton-Protokolls wiederholt worden (siehe Shapiro et al., „Edmonton's islet success has indeed been replicated elsewhere,“ The Lancet, 362(9391), 1242 (2003); Emamaullee et al., „Factors influencing the loss of beta-cell mass in islet transplantation,“ Cell Transplantation, 16(1): 1-8 (2007), die beide hierin als Referenz einbezogen werden). Die Insel-Transplantation bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen gegenwärtig genutzten Behandlungen von Diabetes. Aufgrund der den Inseln innewohnenden Fähigkeit Glukosespiegel zu überwachen und über die Insulin-Produktion zu regulieren, ermöglicht die Transplantation die konstante, strenge Kontrolle von Blutzuckerspiegeln, was nicht durch die Selbstüberwachung des Patienten erreicht werden kann. Auch wenn strenge Glukose-Kontrolle nicht vollkommen erreicht wird, ist die Insel-Transplantation besonders bei Patienten wichtig, die eine Hypoglykämie-Wahrnehmungsstörung, also den Mangel physischer Symptome, welchen einen niedrigen Blutzucker anzeigen, zeigen. Zusätzlich, im Vergleich zu anderen Transplantat-Behandlungen, minimiert die Transplantation die Möglichkeit der Infektion, weil die Infusion der Inseln in die Pfortader keine offene Chirurgie erfordert.Islet of Langerhans transplantation has been studied for over 30 years for its potential as a treatment for
Obwohl die Verwendung der Insel-Transplantation für die anhaltende Diabetes-Umkehrung gezeigt wurde, verbleiben noch mehrere Hindernisse für die weitverbreitete Implementierung dieser Therapie im klinischen Umfeld. Obwohl schon einiger Erfolg mit Einzelspender-Transplantaten erzielt wurde, brauchen die meisten Zentren weiterhin für einen einzigen Patienten mehrere Spenderorgane aus verschiedenen Gründen, einschließlich geringer Insel-Ausbeute und/oder -Qualität pro Spender (siehe Hering et al., „Single-donor, marginal-dose islet transplantation in patients with type I diabetes,“ JAMA, 293(7):830-5 (2005), hierin als Referenz einbezogen). Es besteht gegenwärtig eine Knappheit an Qualitätsspenderorganen, was die Anzahl der möglichen Transplantate begrenzt. Mit steigendem Interesse an der Insel-Transplantation und mit neuen Zentren, die sich um den Status „U.S. Food and Drug Administration (FDA) for Investigational New Drug (IND)“ bewerben, ist es wichtiger als jemals zuvor, sowohl die Anzahl und Qualität der verfügbaren Organe zu maximieren. Um dies zu tun ist es notwendig, die Inseln vom Zeitpunkt der Organbeschaffung und Aufbereitung der Inseln bis zur späteren Einpflanzen in den Transplantats-Empfänger vor Schaden zu bewahren.Although the use of islet transplantation for sustained diabetes reversal has been demonstrated, several obstacles remain to the widespread implementation of this therapy in the clinical setting. Although there has been some success with single-donor transplants, most centers continue to need multiple donor organs for a single patient for a variety of reasons, including poor islet yield and/or quality per donor (see Hering et al., "Single-donor, marginal-dose islet transplantation in patients with type I diabetes,” JAMA, 293(7):830-5 (2005), incorporated herein by reference). There is currently a shortage of quality donor organs, which limits the number of possible transplants. With increasing interest in islet transplantation and with new centers competing for U.S. Food and Drug Administration (FDA) for Investigational New Drug (IND) applications, it is more important than ever to maximize both the number and quality of organs available. In order to do this, it is necessary to protect the islets from damage from the time of organ procurement and islet preparation through later implantation in the transplant recipient.
Eine der größten Herausforderungen der Transplantation von Bauchspeicheldrüsen-Inseln ist es, lebendes, funktionsfähiges Transplantat-Gewebe in ausreichender Menge für eine erfolgreiche Behandlung zu beschaffen (siehe Iwanaga et al., Pancreas preservation for pancreas and islet transplantation, invited review, Current Opinion in Organ Transplantation, 13(2):135-141 (2008), hierin als Referenz einbezogen). Von daher ist es wichtig: (1) die Spender-Organe zu maximieren, die für die klinische Verwendung akzeptabel sind; (2) die Konservierung, Lagerung und den Transport dieser Organe zu verbessern, damit sie akzeptabel bleiben; und (3) die Ausbeute und Qualität der aus dem Organ geernteten Inseln durch Verbesserung der Isolierung, Kultur und Lagerung zu verbessern. Es scheint eine kritische Masse lebender Inseln für den Erfolg von Einzelspendertransplantaten zu geben, und gegenwärtige Protokolle ergeben Transplantat-Gewebe, das allgemein am rechten Grenzbereich dieser kritischen Masse ist.One of the major challenges of pancreatic islet transplantation is to obtain sufficient viable, functional graft tissue for successful treatment (see Iwanaga et al., Pancreas preservation for pancreas and islet transplantation, invited review, Current Opinion in Organ Transplantation, 13(2):135-141 (2008), incorporated herein by reference). As such, it is important to: (1) maximize donor organs that are acceptable for clinical use; (2) improve the preservation, storage and transportation of these organs so that they remain acceptable; and (3) improve the yield and quality of islets harvested from the organ by improving isolation, culture and storage. There appears to be a critical mass of living islets for the success of single donor transplants, and current protocols yield graft tissue that is generally on the right border of this critical mass.
Das gegenwärtige Protokoll für die Bauchspeicheldrüsen-Entnahme schließt Hirntod, Spender mit Herzschlag mit praktisch keiner warmen Ischämiezeit (WI) ein. Die Bauchspeicheldrüsen-Konservierung (einschließlich Transport und Lagerungszeit) muss acht Stunden oder weniger lange (4-8°C) Kaltlagerung sein. Die Kaltlagerungsprotokolle variieren, wobei einige etablierte Kaltkonservierungslösungen („cold conservation solutions“, CPS) wie UW- (Universität von Wisconsin) -lösung, und andere experimentelle CPS oder Kombinationen von CPS verwenden. Seit 2002 hat das Zweischichtverfahren („two-layer method“, TLM) viel Aufmerksamkeit gefunden. TLM wurde als ein Verfahren zur Bauchspeicheldrüsen-Konservierung in den späten 1980ern und frühen 1990ern entwickelt (siehe Kuroda et al., „A new simple method for cold-storage of the pancreas using perfluorochemical,“ Transplantation, 46(3):457-60 (1988); Fujino et al., „Preservation of canine pancreas for 96 hours by a modified two-layer (UW solution/perfluorochemical) cold storage method,“ Transplantation, 51 (5):1133-5 (1991); Kuroda et al., „Oxygenation of the human pancreas during preservation by a two-layer (University of Wisconsin solution/perfluorochemical) cold-storage method,“ Transplantation, 54(3):561-2 (1992), die alle hierin als Referenz einbezogen werden).The current protocol for pancreatic harvesting includes brain dead, heart beating donors with virtually no warm ischemia time (WI). Pancreas preservation (including transportation and storage time) must be eight hours or less long (4-8°C) cold storage. Cold storage protocols vary, with some using established cold conservation solutions (CPS) such as UW (University of Wisconsin) solution, and others using experimental CPS or combinations of CPS. Since 2002, the two-layer method (TLM) has received a lot of attention. TLM was developed as a method for pancreas preservation in the late 1980s and early 1990s (see Kuroda et al., "A new simple method for cold-storage of the pancreas using perfluorochemical," Transplantation, 46(3):457-60 (1988) Fujino et al., "Preservation of canine pancreas for 96 hours by a modified two-layer (UW solution/perfluorochemical) cold storage method," Transplantation, 51(5):1133-5 (1991);Kuroda et al., "Oxygenation of the human pancreas during preservation by a two-layer (University of Wisconsin solution/perfluorochemical) cold-storage method," Transplantation, 54(3):561-2 (1992), all incorporated herein by reference will).
TLM schließt das Suspendieren einer Bauchspeicheldrüse mitten zwischen Schichten aus CPS und oxygeniertem Perfluorkohlenstoff („perfluorocarbon“, PFC) ein. Das grundlegende Konzept ist es, die Gewebeoxygenierung während der Lagerung zu steigern, indem der Organoberfläche größere Mengen Sauerstoff, aufgrund der erhöhten Sauerstofftransport-Kapazität von PFC im Vergleich zu CPS, zugeführt werden. TLM hat als Stand der Technik für die Bauchspeicheldrüsen-Konservierung in den frühen 2000ern nach der Entwicklung des Edmonton-Protokolls mit vielen Insel-aufarbeitenden Zentren, welche die Vorteile dieses Ansatzes der Organ-Konservierung im Vergleich zu klassischen Methoden publizierten, einen großen Impuls erhalten (siehe Hering et al., „Impact of two-layer pancreas preservation on islet isolation and transplantation‟, Transplantation, 74(12):1813-6 (2002); Fraker et al., „Use of oxygenated perfluorocarbon toward making every pancreas count,“ Transplantation, 74(12): 1811-2 (2002); Tsujimura et al., „Human islet transplantation from pancreases with prolonged cold ischemia using additional preservation by the two-layer (UW solution/perfluorochemical) cold-storage method,“ Transplantation, 74(12):1687-91 (2002); Lakey et al., „Preservation of the human pancreas before islet isolation using a two-layer (UW solutionperfluorochemical) cold storage method,“ Transplantation, 74(12):1809-11 (2002); Ricordi et al., „Improved human islet isolation outcome from marginal donors following addition of oxygenated perfluorocarbon to the cold-storage solution,“ Transplantation, 75(9):1524-7 (2003); Matsumoto et al., „The effect of two-layer (University of Wisconsin solution/perfluorochemical) preservation method on clinical grade pancreata prior to islet isolation and transplantation,“ Transplantation Proceedings, 36(4):1037-9 2004; Witkowski et al., „Two-layer method in short-term pancreas preservation for successful islet isolation,“ Transplantation Proceedings. 37(8), 3398-401 (2005), die hierin alle als Referenz einbezogen werden). TLM involves suspending a pancreas between layers of CPS and oxygenated perfluorocarbon (PFC). The basic concept is to increase tissue oxygenation during storage by delivering greater amounts of oxygen to the organ surface due to the increased oxygen transport capacity of PFC compared to CPS. TLM as the state of the art for pancreas preservation received a major boost in the early 2000's after the development of the Edmonton protocol with many islet processing centers publicizing the advantages of this approach to organ preservation compared to classical methods ( see Hering et al., "Impact of two-layer pancreas preservation on islet isolation and transplantation", Transplantation, 74(12):1813-6 (2002), Fraker et al., "Use of oxygenated perfluorocarbon toward making every pancreas count ," Transplantation, 74(12): 1811-2 (2002); Tsujimura et al., "Human islet transplantation from pancreases with prolonged cold ischemia using additional preservation by the two-layer (UW solution/perfluorochemical) cold-storage method, Transplantation, 74(12):1687-91 (2002); Lakey et al., "Preservation of the human pancreas before islet isolation using a two-layer (UW solutionperfluorochemical) cold storage method," Transplantation, 74(12): 1809-11 (2002); Ricordi et al., "Improved human islet isolation outcome from marginal donors following addition of oxygenated perfluorocarbon to the cold-storage solution," Transplantation, 75(9):1524-7 (2003); Matsumoto et al., "The effect of two-layer (University of Wisconsin solution/perfluorochemical) preservation method on clinical grade pancreata prior to islet isolation and transplantation," Transplantation Proceedings, 36(4):1037-9 2004; Witkowski et al., "Two-layer method in short-term pancreas preservation for successful islet isolation," Transplantation Proceedings. 37(8), 3398-401 (2005), all of which are incorporated herein by reference).
Viel von dem Interesse an TLM bestand aufgrund des Potenzials, knappe Spenderorgane für erfolgreiche Transplantationen zu verwenden. Gegenwärtig besteht ein Mangel an geeigneten Spenderorganen und in einigen Ländern ist die Nutzung von Spendern mit Herzschlag aufgrund kultureller Tabus verboten. Kürzlich hat es sich jedoch gezeigt, dass Oxygenierung, die von der Oberflächendiffusion abhängt, wie es in TLM der Fall ist, unzureichend sein kann, um den Hauptteil der menschlichen Bauchspeicheldrüse zu oxygenieren. Die Modellierung der Diffusion der Bauchspeicheldrüse von einer Gruppe an der Universität von Minnesota hat gezeigt, dass Sauerstoff nur den äußeren 1 mm der Bauchspeicheldrüse penetrieren kann (siehe Papas et al., „Pancreas oxygenation is limited during preservation with the two-layer method,“ Transplantation Proceedings, 37(8), 3501-4 (2005), hierin als Referenz einbezogen). Zusätzlich haben mehrere Insel-Transplantationszentren vor sehr kurzer Zeit retrospektive Daten herausgegeben, die zeigen, dass es keine signifikante Verbesserung des Ausgangs der Insel-Isolierung oder Transplantation gibt, wenn die Bauchspeicheldrüse mittels TLM konserviert ist, im Vergleich zur klassischen Lagerung in CPS (UW) allein (siehe Kin et al., „Islet isolation and transplantation outcomes of pancreas preserved with University of Wisconsin solution versus two-layer method using preoxygenated perfluorocarbon,“ Transplantation, 82(10):1286-90 (2006); Caballero-Corbalan et al., „No beneficial effect of two-layer storage compared with UW-storage on human islet isolation and transplantation,“ Transplantation, 84(7):864-9 (2007), die beide hierin als Referenz einbezogen sind).Much of the interest in TLM has been due to the potential to use scarce donor organs for successful transplants. There is currently a shortage of suitable donor organs and in some countries the use of heartbeat donors is prohibited due to cultural taboos. However, it has recently been shown that oxygenation, which depends on surface diffusion, as is the case in TLM, may be insufficient to oxygenate the main part of the human pancreas. Modeling of pancreatic diffusion by a group at the University of Minnesota has shown that oxygen can penetrate only the outer 1 mm of the pancreas (see Papas et al., "Pancreas oxygenation is limited during preservation with the two-layer method," Transplantation Proceedings, 37(8), 3501-4 (2005), incorporated herein by reference). In addition, several islet transplantation centers have very recently released retrospective data showing that there is no significant improvement in the outcome of islet isolation or transplantation when the pancreas is preserved by TLM compared to classical storage in CPS (UW) alone (see Kin et al., "Islet isolation and transplantation outcomes of pancreas preserved with University of Wisconsin solution versus two-layer method using preoxygenated perfluorocarbon," Transplantation, 82(10):1286-90 (2006); Caballero-Corbalan et al., "No beneficial effect of two-layer storage compared with UW-storage on human islet isolation and transplantation," Transplantation, 84(7):864-9 (2007), both of which are incorporated herein by reference).
Im Hinblick auf Obiges verbleibt eindeutig ein zwingender Bedarf an verbesserten Verfahren der Bauchspeicheldrüsen-Konservierung.In view of the above, there clearly remains a compelling need for improved methods of pancreas preservation.
Für andere menschliche Organe ist die passive Kaltlagerung in CPS üblich und darüber wird in der von Fachleuten überprüften Literatur berichtet. Es gibt auch einige veröffentlichte Protokolle und kommerzielle Ausrüstung für Flüssigperfusionskonservierung von Organen. Bei allen beiden dieser Verfahren ist die Versorgung mit Sauerstoff minimal und kann für die optimale Organkonservierung ungeeignet sein.For other human organs, passive cold storage in CPS is common and reported in the peer-reviewed literature. There are also some published protocols and commercial equipment for liquid perfusion preservation of organs. In both of these procedures, the supply of oxygen is minimal and may be unsuitable for optimal organ preservation.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein System zur Fluidperfusion von biologischem Material bereitzustellen, das Gewebe umfasst.It is an object of the present invention to provide a system for fluid perfusion of biological material comprising tissue.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein System zur Fluidperfusion oder Persufflation von biologischem Material bereitgestellt, das Gewebe umfasst, wobei das System umfasst (a) ein Persufflationssystem zur Verwendung bei der Persufflation von biologischem Material, wobei das Persufflationssystem einen Gasgenerator zur Erzeugung eines Konservierungsgases umfasst; (b) ein Flüssigperfusionssystem zur Verwendung bei der Perfusion von biologischem Material, wobei das Flüssigperfusionssystem ein Reservoir für flüssiges Perfusat umfasst; (c) eine Zuführkanüle, wobei die Zuführkanüle ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende in einen Einlass des Gewebe umfassenden biologischen Materials einführbar ist; und (d) ein Umschaltsystem, welches an das zweite Ende der Zuführkanüle und an das Persufflationssystem und an das Flüssigperfusionssystem gekoppelt ist, wobei das Umschaltsystem derart ausgestaltet ist, um das biologische Material, das Gewebe umfasst, einer Fluidperfusion oder einer Persufflation zu unterziehen.According to one aspect of the invention there is provided a system for fluid perfusion or persufflation of biological material comprising tissue, the system comprising (a) a persufflation system for use in persufflation of biological material, the persufflation system comprising a gas generator for generating a preservative gas; (b) a liquid perfusion system for use in perfusing biological material, the liquid perfusion system comprising a reservoir for liquid perfusate; (c) a delivery cannula, the delivery cannula having a first end and a second end, the first end being insertable into an inlet of the biological material comprising tissue; and (d) a switching system coupled to the second end of the delivery cannula and to the persufflation system and to the liquid perfusion system, the switching system being configured to fluidly perfuse or persufflate the biological material, which includes tissue.
Gemäß einem Merkmal des oben genannten Systems kann das Konservierungsgas gasförmigen Sauerstoff umfassen.According to a feature of the above system, the preservation gas may comprise gaseous oxygen.
Gemäß einem anderen Merkmal des oben genannten Systems kann der Gasgenerator elektrochemische Mittel zur Erzeugung von gasförmigem Sauerstoff umfassen.According to another characteristic of the above system, the gas generator may include electrochemical means for generating gaseous oxygen.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das elektrochemische Mittel zur Erzeugung von gasförmigem Sauerstoff einen elektrochemischen Sauerstoffkonzentrator umfassen.According to a further feature of the above system, the electrochemical means for generating gaseous oxygen may comprise an electrochemical oxygen concentrator.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das Konservierungsgas weiterhin Wasserdampf umfassen.According to another feature of the above system, the preservative gas may further comprise water vapour.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann der Gasgenerator Mittel zur Einstellung der Konzentration des gasförmigen Sauerstoffs in dem Konservierungsgas umfassen.According to another feature of the above system, the gas generator may include means for adjusting the concentration of gaseous oxygen in the conservation gas.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das Konservierungsgas aus gasförmigem Sauerstoff bestehen.According to another feature of the above system, the preservative gas may consist of gaseous oxygen.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann der Gasgenerator wenigstens einen Auslass zum Abgeben eines Gasstroms umfassen, der das Konservierungsgas umfasst.According to a further feature of the above system, the gas generator may comprise at least one outlet for delivering a gas flow comprising the preservative gas.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann der Gasgenerator eine Vielzahl von Auslässen zum Abgegeben einer korrespondierenden Vielzahl von Gasströmen umfassen, die das Konservierungsgas umfasst.According to a further feature of the above system, the gas generator may include a plurality of outlets for discharging a corresponding plurality of gas streams comprising the preservative gas.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, können die Gasströme unabhängig voneinander einstellbare Fließraten haben.According to a further feature of the above system, the gas streams can have independently adjustable flow rates.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das System weiterhin einen Behälter umfassen, wobei der Behälter geeignet dimensioniert ist, um biologisches Material aufzunehmen, das Gewebe umfasst.According to a further feature of the above system, the system may further comprise a container, the container being suitably sized to receive biological material comprising tissue.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann der Behälter ein thermisch isolierter Behälter sein.According to another feature of the above system, the container can be a thermally insulated container.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das System weiterhin Temperaturregelungsmittel umfassen, um den Inhalt des genannten Behälters auf einer gewünschten Temperatur zu halten.According to a further feature of the above system, the system may further comprise temperature control means for maintaining the contents of said container at a desired temperature.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das Temperaturregelungsmittel einen Temperatursensor, der die Temperatur innerhalb des genannten Behälters abtastet, eine Temperaturregelungsvorrichtung zur Änderung der Temperatur innerhalb des genannten Behälters, und einen Prozessregler umfassen, der auf den genannten Temperatursensor anspricht, um den Betrieb der genannten Temperaturregelungsvorrichtung zu steuern.According to a further feature of the above system, the temperature control means may include a temperature sensor sensing the temperature within said container, a temperature control device for changing the temperature within said container, and a process controller ler responsive to said temperature sensor for controlling the operation of said temperature control device.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das Flüssigperfusionssystem eine Fluidabflussleitung umfassen, zum Ablassen des flüssigen Perfusats, das durch das biologische Material perfundiert ist, das Gewebe umfasst.According to a further feature of the above system, the liquid perfusion system may comprise a fluid drain line for draining the liquid perfusate perfused through the biological material comprising tissue.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann die Flüssigkeit ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus einem flüssigen Zellkulturmedium, einer Organkonservierungslösung, einer Kochsalzlösung, einem HEPES-Puffer und deren Kombinationen.According to a further feature of the above system, the liquid can be selected from the group consisting of a liquid cell culture medium, an organ preservation solution, a saline solution, a HEPES buffer and combinations thereof.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann die Flüssigkeit weiterhin ein Additiv umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Antioxidanzien, anti-apoptotischen Agenzien, Vasodilatoren/Vasokonstriktoren, Sauerstoffträgern, Chelatoren, Toxinbindern und Antikoagulanzien.According to a further feature of the above system, the liquid may further comprise an additive selected from the group consisting of antioxidants, anti-apoptotic agents, vasodilators/vasoconstrictors, oxygen carriers, chelators, toxin binders and anticoagulants.
Gemäß einem weiteren Merkmal des oben genannten Systems, kann das System weiterhin wenigstens einen Gassensor zur Überwachung einer Gaskonzentration in wenigstens einem Fluid, welches den Gasgenerator oder das Reservoir verlässt, oder einem Fluid, das in den Behälter eintritt oder ihn verlässt.According to a further feature of the above system, the system can further include at least one gas sensor for monitoring a gas concentration in at least one fluid exiting the gas generator or the reservoir, or one fluid entering or exiting the container.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche soll der Begriff „Fluid“ eine reine Substanz in flüssigem Zustand, eine reine Substanz in gasförmigem Zustand und eine Mischung von flüssigen Substanzen und/oder gasförmigen Substanzen wie, aber nicht beschränkt auf, eine Mischung von zwei oder mehr Flüssigkeiten, eine Mischung von zwei oder mehr Gasen, und eine Mischung von wenigstens einer Flüssigkeit und wenigstens einem Gas einschließen, aber nicht auf diese beschränkt sein.For the purposes of the present description and claims, the term "fluid" shall mean a pure substance in liquid state, a pure substance in gaseous state and a mixture of liquid substances and/or gaseous substances such as, but not limited to, a mixture of two or include, but not be limited to, more liquids, a mixture of two or more gases, and a mixture of at least one liquid and at least one gas.
Auch für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche soll der Begriff „biologisches Material, das Gewebe umfasst“ natürlich vorkommendes biologisches Material, das Gewebe umfasst, künstlich erzeugtes biologisches Material, das Gewebe umfasst, und deren Gemische einschließen. Zusätzlich soll der Begriff „biologisches Material, das Gewebe umfasst“ biologisches Material, das tierisches Gewebe umfasst, einschließlich biologischen Materials, das menschliches Gewebe umfasst, einschließen. Weiterhin soll der Begriff „biologisches Material, das Gewebe umfasst“ biologisches Material einschließen, das aus einem oder mehreren biologischen Geweben besteht oder diese umfasst wie, aber nicht beschränkt auf, ein einzelnes biologische Gewebe, ein Organ, ein Teilorgan, multiple Organe, multiple Organe innerhalb eines Organsystems, ein vollständiges Organsystem, multiple Teilorgansysteme (üblicherweise als komplexes Gewebe bezeichnet) und multiple vollständige Organsysteme bis zu einem und einschließlich eines vollständigen Organismus.Also for the purposes of the present specification and claims, the term "biological material comprising tissue" is intended to include naturally occurring biological material comprising tissue, engineered biological material comprising tissue, and mixtures thereof. Additionally, the term "biological material comprising tissue" is intended to include biological material comprising animal tissue, including biological material comprising human tissue. Furthermore, the term "biological material comprising tissue" is intended to include biological material consisting of or comprising one or more biological tissues such as, but not limited to, a single biological tissue, an organ, a sub-organ, multiple organs, multiple organs within an organ system, a complete organ system, multiple sub-organ systems (commonly referred to as complex tissue), and multiple complete organ systems up to and including a complete organism.
Zusätzlich soll sich der Begriff „Fluidperfusion“ für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche auf die Zuführung einer oder mehrerer Flüssigkeiten zu einem oder mehreren natürlichen und/oder künstlichen Fluidverteilungsnetzwerken innerhalb biologischen Materials beziehen, das Gewebe umfasst. Beispiele natürlicher Fluidverteilungsnetzwerke schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf, wenigstens einen Teil eines vaskulären Systems innerhalb von biologischem Material, das Gewebe umfasst, wenigstens einen Teil eines duktalen Systems innerhalb von biologischem Material, das Gewebe umfasst, und wenigstens einen Teil eines lymphatischen Systems innerhalb von biologischem Material, das Gewebe umfasst. Beispiele künstlicher Fluidverteilungsnetzwerke schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf, von Menschenhand geschaffene oder maschinell hergestellte FluidKanäle, die erzeugt werden oder bereitgestellt werden in biologischem Material, das Gewebe umfasst. Wenn „Fluidperfusion“ verwendet wird, um sich auf die Verabreichung eines reinen Gases oder die Verabreichung einer Mischung von Gasen an biologisches Material, das Gewebe umfasst zu beziehen, kann sie hierin alternativ als „Persufflation“ bezeichnet werden.Additionally, for the purposes of the present specification and claims, the term "fluid perfusion" is intended to refer to the delivery of one or more liquids to one or more natural and/or artificial fluid distribution networks within biological material, which includes tissue. Examples of natural fluid distribution networks include, but are not limited to, at least a portion of a vascular system within biological material that includes tissue, at least a portion of a ductal system within biological material that includes tissue, and at least a portion of a lymphatic system within of biological material, which includes tissue. Examples of artificial fluid distribution networks include, but are not limited to, man-made or machine-made fluid channels created or provided in biological material, including tissue. When "fluid perfusion" is used to refer to the administration of a pure gas or the administration of a mixture of gases to biological material comprising tissue, it may alternatively be referred to herein as "persufflation".
Figurenlistecharacter list
Die beigefügten Zeichnungen, die hiermit in die Beschreibung einbezogen werden und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen, gemeinsam mit dieser Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Teile repräsentieren:
ist 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels zur Fluidperfusion von biologischem Material, das Gewebe umfasst, wobei das System entsprechend der Lehren der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde;ist 2 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels des in1 gezeigten Persufflationssystems, wobei das Persufflationssystem zusammen mit der Energieversorgung gezeigt ist;ist 3 eine perspektivische Explosionsteilansicht eines Ausführungsbeispiels des elektrochemischen Sauerstoffkonzentrators, der in2 gezeigt ist;ist 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Systems zur Fluidperfusion von biologischem Material, das Gewebe umfasst;- ist
5 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Systems zur Fluidperfusion von biologischem Material, das Gewebe umfasst, wobei das System entsprechend der Lehren der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde; ist 6 ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels zur Fluidperfusion von biologischem Material, das Gewebe umfasst, wobei das System entsprechend der Lehren der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde;- sind die
7(a) bis7(c) Bilder von Dithizon-gefärbten Inseln, isoliert aus Bauchspeicheldrüsen, wie inBeispiel 1 diskutiert, welche (a) keiner Konservierung, (b) 6 Stunden lang Persufflationskonservierung und (c) 6 Stunden lang TLM-Konservierung ausgesetzt wurden; - ist
8 ist eine Tabelle, in welcher Konservierungsverfahren, basierend auf Insel-Ausbeute und -Qualität verglichen werden; - sind die
9(a) bis9(c) Mikroaufnahmen von Sektionen von Schweine-Bauchspeicheldrüsen (a)nach 24 Stunden langer Konservierung mit dem TLM, (b) nach 24 Stunden mit Persufflation; beziehungsweise (c) zur Zeit = 0 (sofort nach Entnahme); - ist
10 eine Tabelle, in welcher Konservierungsverfahren basierend auf dem Nacktmaus-Bioassay verglichen werden; ist 11 eine Tabelle, in welcher Resultate von Insel-Isolierung zwischen 24 Stunden langer Konservierung mittels Persufflation, 24 Stunden langer Konservierung mittels TLM und ohne Konservierung (Tag 2 ist definiert als 48-72 Stunden nach der Isolierung) verglichen werden. Die ersten drei Zeilen sind Mittelwerte der folgenden drei Datensätze); und- ist
12 eine graphische Darstellung, welche TLM-Resultate als Prozentsätze von Persufflations-Resultaten für die Präparationen zeigt, die inBeispiel 2 diskutiert werden (die Fehlerbalken zeigen den Standardfehler des Mittelwertes).
- is
1 Figure 12 is a block diagram of an embodiment for fluid perfusion of biological material, including tissue, constructed in accordance with the teachings of the present invention; - is
2 a schematic diagram of an embodiment of the in1 persufflation system shown, the persufflation system being shown together with the power supply; - is
3 12 is a partial exploded perspective view of an embodiment of the electrochemical oxygen concentrator disclosed in FIG2 is shown; - is
4 Figure 12 is a perspective view of one embodiment of a system for fluid perfusion of biological material that includes tissue; - is
5 Figure 12 is a block diagram of one embodiment of a system for fluid perfusion of biological material that includes tissue, the system being constructed in accordance with the teachings of the present invention; - is
6 Figure 12 is a simplified schematic diagram of another embodiment for fluid perfusion of biological material, including tissue, constructed in accordance with the teachings of the present invention; - are the
7(a) until7(c) Images of dithizone-stained islets isolated from pancreases as discussed in Example 1 that were exposed to (a) no preservation, (b) persufflation preservation for 6 hours, and (c) TLM preservation for 6 hours; - is
8th Figure 12 is a table comparing preservation methods based on islet yield and quality; - are the
9(a) until9(c) Photomicrographs of sections of porcine pancreas (a) after 24 hours of preservation with the TLM, (b) after 24 hours of persufflation; respectively (c) at time = 0 (immediately after extraction); - is
10 a table comparing preservation methods based on the nude mouse bioassay; - is
11 a table comparing results of islet isolation between 24 hour preservation by persufflation, 24 hour preservation by TLM and no preservation (day 2 is defined as 48-72 hours after isolation). The first three rows are mean values of the following three data sets); and - is
12 Figure 12 is a graph showing TLM results as percentages of persufflation results for the preparations discussed in Example 2 (the error bars indicate the standard error of the mean).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Aufdeckung, dass biologisches Material, das Gewebe umfasst, mittels Perfusion des Gewebes mit einem konservierenden Fluid konserviert werden kann. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf ein System gerichtet, das für Fluidperfusion von biologischem Material, das Gewebe umfasst, gestaltet ist.The present invention relates generally to the discovery that biological material, which includes tissue, can be preserved by perfusing the tissue with a preservative fluid. In particular, the present invention is directed to a system designed for fluid perfusion of biological material, including tissue.
Noch genauer, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein System zur Fluidperfusion von biologischem Material, das Gewebe umfasst, bereitgestellt, wobei das System (a) Mittel zur In-situ-Erzeugung eines Konservierungsgases und (b) Mittel zum Perfundieren des Gewebes mit dem in situ erzeugten Konservierungsgas umfasst. Das Mittel zur Erzeugung des Konservierungsgases kann elektrochemische und/oder andere Mittel umfassen. Zum Beispiel kann das Mittel zur Erzeugung des Konservierungsgases einen elektrochemischen Sauerstoffkonzentrator und/oder einen Wasser-Elektrolyseur umfassen. Alternativ kann das Mittel zur Erzeugung des Konservierungsgases zusätzlich oder alternativ Mittel zur Erzeugung eines solchen Gases mittels Druckwechsel-Adsorption und/oder mittels chemischer Sauerstofffreisetzung (z. B. durch Verbrennen von Perchlorat oder durch eine Sauerstoffkerze) umfassen. Die Mittel zum Perfundieren des Gewebes mit dem in situ erzeugten Konservierungsgas können beispielsweise eine Kanüle oder andere Fluid-leitende Mittel umfassen, die fluidisch an das Gaserzeugungsmittel gekoppelt sind und in das Gewebe einführbar sind.More specifically, according to one aspect of the invention, a system for fluid perfusion of biological material comprising tissue is provided, the system comprising (a) means for generating a preservative gas in situ and (b) means for perfusing the tissue with the in includes preservative gas generated in situ. The means for generating the preservation gas may include electrochemical and/or other means. For example, the means for generating the preservation gas may comprise an electrochemical oxygen concentrator and/or a water electrolyzer. Alternatively, the means for generating the preservation gas can additionally or alternatively comprise means for generating such a gas by means of pressure swing adsorption and/or by means of chemical oxygen release (e.g. by burning perchlorate or by means of an oxygen candle). The means for perfusing the tissue with the preservative gas generated in situ may comprise, for example, a cannula or other fluid-conducting means fluidly coupled to the gas-generating means and insertable into the tissue.
Das Konservierungsgas, das verwendet wurde, um das Gewebe zu perfundieren, kann in einer Flüssigkeit gelöst werden und dann dem Gewebe als Gas/Flüssigkeit-Lösung verabreicht werden, oder es kann in Umgebungsluft oder in einem oder mehreren anderen Gasen gelöst werden und dann dem Gewebe als Gas/Gas-Mischung verabreicht werden. Die Perfusion mit einem Gas oder mit einer Gas/Gas-Mischung kann alternativ als „Persufflation“ bezeichnet werden. Persufflation kann bei Geweben angewendet werden, die Netzwerke haben, durch welche Gas verteilt werden kann. Das üblichste Netzwerk zur Verteilung von Gas während der Persufflation ist das vaskuläre System von Arterien, Venen und Kapillaren. Ein anderes Netzwerk sind die duktalen Systeme, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, das ausgedehnte duktale System der Bauchspeicheldrüse und der Brustdrüsen. Das Lymphsystem hat im ganzen Körper ein Leitungssystem von Röhrengefäßen, die auch ein Netzwerk für Persufflation sein können. Darüber hinaus können Netzwerke durch Perforieren oder „Nadelstechen“ des Gewebes erzeugt werden (siehe Treckmann et al., „Retrograde oxygen persufflation preservation of human livers: a pilot study,“ Liver Transpl., 14(3):358-64 (March 2008), hierin als Referenz einbezogen). Im Fall von künstlichen Gewebe-Konstrukten könnte es natürliche oder künstliche Netzwerke gegeben wie ein gaspermeables Rohr, das als künstliches vaskuläres oder duktales System oder deren Ersatz dient. Das Netzwerk zur Gasverteilung könnte jede Kombination der oben genannten Netzwerktypen umfassen. Die Verteilung durch diese Netzwerke kann in der Richtung geschehen, die physiologisch auftritt (d.h. anterograd beim Gefäßsystem) oder kann auf andere Arten durchgeführt werden (z. B. retrograd beim Gefäßsystem).The preservative gas used to perfuse the tissue can be dissolved in a liquid and then administered to the tissue as a gas/liquid solution, or it can be dissolved in ambient air or in one or more other gases and then the tissue be administered as a gas/gas mixture. Perfusion with a gas or with a gas/gas mixture may alternatively be referred to as "persufflation". Persufflation can be applied to tissues that have networks through which gas can be distributed. The most common network for distributing gas during persufflation is the vascular system of arteries, veins, and capillaries. Another network is the ductal systems, including but not limited to the extensive ductal system of the pancreas and mammary glands. The lymphatic system has a conducting system of tubular vessels throughout the body, which can also be a network for persufflation. In addition, networks can be created by perforating or "needling" the tissue (see Treckmann et al., "Retrograde oxygen persufflation preservation of human livers: a pilot study," Liver Transpl., 14(3):358-64 (March 2008 ), incorporated herein by reference). In the case of artificial tissue constructs, there could be natural or artificial networks, such as a gas permeable tube, serving as an artificial vascular or ductal system or a replacement thereof. The gas distribution network could include any combination of the above network types. Distribution through these networks can be in the direction that occurs physiologically (eg, anterograde in the vasculature) or can be accomplished in other ways (eg, retrograde in the vasculature).
Biologisches Material, das Gewebe umfasst, welches Netzwerke besitzt, die zur Persufflation geeignet sind, schließt ein Gewebe, ein Organ, ein Teilorgan, multiple Organe, multiple Organe innerhalb eines Organsystems, ein vollständiges Organsystem, multiple Teilorgansysteme (üblicherweise als komplexes Gewebe bezeichnet) und multiple vollständige Organsysteme bis zu einem und einschließlich eines vollständigen Organismus ein. Beispiele für Organe schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf, Bauchspeicheldrüse, Leber, Niere, Herz, Lunge, Dickdarm und Dünndarm, Auge, Gallenblase, Magen, Haut und männliche und weibliche Geschlechtsorgane. Ein Beispiel eines Teilorgans könnte einschließen, ist aber nicht begrenzt auf einen Lappen der Bauchspeicheldrüse. Beispiele multipler Organe schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf, zwei oder mehr der oben genannten Organe wie zwei Nieren, eine Niere und eine Bauchspeicheldrüse und zwei Lungen. Beispiele multipler Organe innerhalb eines Organsystems könnten einschließen, sind aber nicht begrenzt auf, die Niere und die Blase, die Teil des exkretorischen Organsystems sind, welches in seiner Gesamtheit aus den Nieren, Harnleitern, Blase und Harnröhre besteht. Beispiele multipler Teilorgansysteme schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf, Finger, Hand, Fuß, Extremitäten, Ohren, Nase, Gesicht, Hauttransplantat, Genitalien, Bauchdecke und andere komplexen Gewebe.Biological material, which includes tissue that has networks suitable for persufflation, includes a tissue, an organ, a sub-organ, multiple organs, multiple organs within an organ system, a complete organ system, multiple sub-organ systems (commonly referred to as complex tissue), and multiple complete organ systems up to and including a complete organism. Examples of organs include, but are not limited to, pancreas, liver, kidney, heart, lung, colon and small intestine, eye, gallbladder, stomach, skin, and male and female reproductive organs. An example of a sub-organ could include, but is not limited to, a lobe of the pancreas. Examples of multiple organs include, but are not limited to, two or more of the above organs, such as two kidneys, one kidney and one pancreas, and two lungs. Examples of multiple organs within an organ system might include, but are not limited to, the kidney and bladder, which are part of the excretory organ system, which in its entirety consists of the kidneys, ureters, bladder, and urethra. Examples of multiple sub-organ systems include, but are not limited to, finger, hand, foot, extremity, ear, nose, face, skin graft, genitalia, abdominal wall, and other complex tissues.
Beispiele des Konservierungsgases können einschließen, sind aber nicht begrenzt auf, gasförmigen Sauerstoff (der ein Nährstoff ist, den Zellen benötigen), gasförmiger Wasserstoff (der derart wirken kann, dass er die Zellen mittels seiner antioxidativen und antiapoptotischen Eigenschaften schützt (siehe Wood et al., „The hydrogen highway to reperfusion therapy,“ Nature Medicine, 13(6):673-4 (2007); Ohsawa et al., „Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals,“ Nature Medicine, 13(6):688-94 (2007)), gasförmiges Kohlenstoffdioxid (welches den Metabolismus regulieren kann), gasförmiges Kohlenstoffmonoxid (welches entzündungshemmende und antiapoptotische Effekte haben kann (siehe Wang et al., „Donor Treatment with carbon monoxide can yield islet allograft survival and tolerance,“ Diabetes, 54(5):1400-6 (2005)), und Wasserdampf. Das Konservierungsgas kann in situ mittels elektrochemischer oder anderer Mittel erzeugt werden. Wenn zum Beispiel das Konservierungsgas Sauerstoff ist, kann das Konservierungsgas in situ unter Verwendung eines elektrochemischen Sauerstoffkonzentrators erzeugt werden. Alternativ, wenn das Konservierungsgas Sauerstoff und/oder Wasserstoff ist, kann das Konservierungsgas in situ unter Verwendung eines Elektrolyseurs erzeugt werden. Alternativ, wenn das Konservierungsgas Sauerstoff ist, kann das Konservierungsgas in situ mittels Druckwechsel-Adsorption oder mittels Sauerstofffreisetzung (z. B. durch Verbrennen von Perchlorat oder durch eine Sauerstoffkerze) erzeugt werden.Examples of the preservative gas may include, but are not limited to, gaseous oxygen (which is a nutrient that cells need), gaseous hydrogen (which may act to protect cells via its antioxidant and antiapoptotic properties (see Wood et al. , "The hydrogen highway to reperfusion therapy," Nature Medicine, 13(6):673-4 (2007);Ohsawa et al., "Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals," Nature Medicine, 13( 6):688-94 (2007)), gaseous carbon dioxide (which may regulate metabolism), gaseous carbon monoxide (which may have anti-inflammatory and anti-apoptotic effects (see Wang et al., "Donor Treatment with carbon monoxide can yield islet allograft survival and tolerance," Diabetes, 54(5):1400-6 (2005)), and water vapor. The preservative gas may be generated in situ by electrochemical or other means. If, for example, there s preservation gas is oxygen, the preservation gas can be generated in situ using an electrochemical oxygen concentrator. Alternatively, when the preservation gas is oxygen and/or hydrogen, the preservation gas can be generated in situ using an electrolyzer. Alternatively, when the preservation gas is oxygen, the preservation gas can be generated in situ by pressure swing adsorption or by oxygen release (e.g., by burning perchlorate or by an oxygen candle).
Die zusätzliche Anwendung von Zellkulturmedien oder Organkonservierungslösung-Spülungen oder Bäder an dem Gewebe oder der Organoberfläche oder an darin befindlichen duktalen oder vaskulären Systemen kann auch eingeschlossen sein, um die Qualität des biologischen Materials während der Konservierung mittels Persufflation zu erhöhen (siehe Saad et al., „Extension of ischemic tolerance of porcine livers by cold preservation including postconditioning with gaseous oxygen,“ Transplantation, 71 (4):498-502 (2001), hierin als Referenz einbezogen). Das Hinzufügen von antioxidativen Spülungen zum Persufflationsprotokoll kann auch genutzt werden, um die Qualität des biologischen Materials während der Konservierung zu verbessern. Darüber hinaus können Nährstoffe, Antioxidanzien oder andere Konservierungsmittel in Aerosol-Form während der Persufflation hinzugefügt werden.The additional application of cell culture media or organ preservation solution rinses or baths to the tissue or organ surface or to ductal or vascular systems therein may also be included to enhance the quality of the biological material during preservation by persufflation (see Saad et al., "Extension of ischemic tolerance of porcine livers by cold preservation including postconditioning with gaseous oxygen," Transplantation, 71(4):498-502 (2001), incorporated herein by reference). Adding antioxidant rinses to the persufflation protocol can also be used to improve the quality of biological material during preservation. In addition, nutrients, antioxidants or other preservatives can be added in aerosol form during persufflation.
Konservierende Flüssigkeiten und Additive zu den konservierenden Flüssigkeiten können genutzt werden, um das Äußere des konservierten biologischen Materials während der Flüssigperfusion oder Persufflation zu benetzen. Konservierende Flüssigkeiten und Additive zu den konservierenden Flüssigkeiten können auch in Flüssigkeiten eingesetzt werden, die das konservierte biologische Material einen Zeitraum lang vor, nach oder anstelle der Persufflation perfundieren. Die konservierende Flüssigkeit kann eine Zellkulturlösung (z. B. kältekonserviertes Hepatozyt-Erholungsmedium, „Cryopreserved Hepatocyte Recovery Medium (CPRM)“), eine Organkonservierungslösung (z. B. Universität-von-Wisconsin- (UW) -Lösung oder Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat- (HTK) -Lösung), oder andere Lösung sein, die bei medizinischen Prozeduren eingesetzt wird (z. B. Kochsalzlösung oder 4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinethansulfonsäure- (HEPES) -puffer). Additive wie Antioxidanzien (z. B. Vitamin C und E und Derivate, katalytische Antioxidanzien, CA: „Redox Modulation Protects Islets From Transplant-Related Injury“, Martha M. Sklavos, Suzanne Bertera, Hubert M. Tse, Rita Bottino, Jing He, Joshua N. Beilke, Marilyne G. Coulombe, Ronald G. Gill, James D. Crapo, Massimo Trucco und Jon D. Piganelli, DIABETES, VOL. 59, Juli 2010 1731-1738), anti-apoptotische Agenzien (z. B. Caspase-selektive Hemmer, EP1013: „The Caspase Selective Inhibitor EP1013 Augments Human Islet Graft Function and Longevity in Marginal Mass Islet Transplantation in Mice“, Juliet A. Emamaullee, Joy Davis, Rena Pawlick, DIABETES, VOL. 57, Juni 2008 S. 1556-1566; „Caspase Inhibitor Therapy Synergizes With Costimulation Blockade to Promote Indefinite Islet Allograft Survival“, Juliet A. Emamaullee, Joy Davis, Rena Pawlick, Christian Toso, Shaheed Merani, Sui-Xiong Cai, Ben Tseng und A.M. James Shapiro, DIABETES, VOL. 59, Juni 2010 1469-1477), Vasodilatoren/Vasokonstriktoren (z.B. Alpha-Adrenozeptor-Antagonisten (Alpha-Blocker; Arginin-Vasopressin), Sauerstoffträger (z. B. Perfluorkohlenstoffe, künstliche Blutkomponenten), Chelatoren/andere Toxinbinder (z. B. Ethylendiaminetetraessigsäure (EDTA), Antikoagulanzien (z. B. Heparin), und andere Nährstoffe (z. B. Zucker, Aminosäuren, Vitamine) können in der Flüssigkeit eingeschlossen sein, um die Konservierung zu verbessern.Preservative liquids and additives to the preservative liquids can be used to wet the exterior of the preserved biological material during liquid perfusion or persufflation. Preserving liquids and additives to the preserving liquids can also be used in liquids that preserve the preserved biological material for a period of time perfuse before, after or instead of persufflation. The preserving fluid can be a cell culture solution (e.g., cryopreserved hepatocyte recovery medium (CPRM)), an organ preservation solution (e.g., University of Wisconsin (UW) solution, or histidine-tryptophan ketoglutarate (HTK) solution), or other solution used in medical procedures (e.g., saline or 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) buffer). Additives such as antioxidants (e.g. vitamins C and E and derivatives, catalytic antioxidants, CA: "Redox Modulation Protects Isles From Transplant-Related Injury", Martha M. Sklavos, Suzanne Bertera, Hubert M. Tse, Rita Bottino, Jing He , Joshua N. Beilke, Marilyne G. Coulombe, Ronald G. Gill, James D. Crapo, Massimo Trucco and Jon D. Piganelli, DIABETES, VOL 59, July 2010 1731-1738), anti-apoptotic agents (e.g Caspase-Selective Inhibitors, EP1013: "The Caspase Selective Inhibitor EP1013 Augments Human Islet Graft Function and Longevity in Marginal Mass Islet Transplantation in Mice", Juliet A. Emamaullee, Joy Davis, Rena Pawlick, DIABETES, VOL 57, June 2008 p 1556-1566, "Caspase Inhibitor Therapy Synergizes With Costimulation Blockade to Promote Indefinite Islet Allograft Survival," Juliet A. Emamaullee, Joy Davis, Rena Pawlick, Christian Toso, Shaheed Merani, Sui-Xiong Cai, Ben Tseng, and AM James Shapiro, DIABETES, VOL 59, June 2010 1469-1477), vasodilators/vasoconstrictors (e.g. alpha-adrenoceptor antagonists (alpha-blockers; arginine vasopressin), oxygen carriers (eg, perfluorocarbons, artificial blood components), chelators/other toxin binders (eg, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), anticoagulants (eg, heparin), and other nutrients (eg, sugars, Amino acids, vitamins) can be included in the liquid to improve preservation.
Wo beispielsweise das Material, das konserviert wird, eine menschliche Bauchspeicheldrüse oder eine Bauchspeicheldrüse vom Schwein ist, kann man die Bauchspeicheldrüsen durch eine oder mehrere Arterien, durch eine oder mehrere Venen, durch eine oder mehrere Leitungen oder durch eine Kombination von Venen und Leitungen persufflieren. Zum Beispiel kann im Fall der menschlichen Bauchspeicheldrüse die Persufflation anterograd über Kanülierung eines oder mehrerer der folgenden Gefäße erfolgen: (i) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Teilung der Aorta, so dass Trunkus coeliacus und obere Mesenterialarterie eingeschlossen sind; (ii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit direkter Kanülierung von Trunkus coeliacus und oberer Mesenterialarterie; und (iii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit direkter Kanülierung der proximalen Milzarterie und der oberen Mesenterialarterie. Alternativ kann die Persufflation retrograd über Kanülierung der folgenden Gefäße geschehen: (i) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der unteren Mesenterialvene oder Milzvene; (ii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der oberen Mesenterialvene; und (iii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der Pfortader.For example, where the material being preserved is a human or porcine pancreas, one may persufflate the pancreas through one or more arteries, through one or more veins, through one or more ducts, or through a combination of veins and ducts. For example, in the case of the human pancreas, persufflation may be anterograde via cannulation of one or more of the following vessels: (i) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with division of the aorta to include the celiac trunk and superior mesenteric artery; (ii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with direct cannulation of the celiac trunk and superior mesenteric artery; and (iii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with direct cannulation of the proximal splenic artery and superior mesenteric artery. Alternatively, persufflation can be done retrograde via cannulation of the following vessels: (i) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with cannulation of the inferior mesenteric vein or splenic vein; (ii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with superior mesenteric vein cannulation; and (iii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with portal vein cannulation.
Alternativ, im Falle der Bauchspeicheldrüse vom Schwein, kann die Persufflation anterograd über Kanülierung eines oder mehrerer der folgenden Gefäße geschehen: En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Teilung der Aorta, so dass Trunkus coeliacus und obere Mesenterialarterie eingeschlossen sind; (ii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit direkter Kanülierung von Trunkus coeliacus und oberer Mesenterialarterie; und (iii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit direkter Kanülierung der proximalen Milzarterie und der oberen Mesenterialarterie. Alternativ kann die Persufflation retrograd sein über Kanülierung der folgenden Gefäße: (i) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der Milzvene; (ii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der oberen Mesenterialvene; und (iii) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der unteren Mesenterialvene; und (iv) En-bloc-Duodenopankreatektomie und/oder Splenektomie mit Kanülierung der Pfortader.Alternatively, in the case of the porcine pancreas, persufflation may be anterograde via cannulation of one or more of the following vessels: en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with division of the aorta to include the celiac trunk and superior mesenteric artery; (ii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with direct cannulation of the celiac trunk and superior mesenteric artery; and (iii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with direct cannulation of the proximal splenic artery and superior mesenteric artery. Alternatively, persufflation may be retrograde via cannulation of the following vessels: (i) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with splenic vein cannulation; (ii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with superior mesenteric vein cannulation; and (iii) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with inferior mesenteric vein cannulation; and (iv) en bloc duodenopancreatectomy and/or splenectomy with portal vein cannulation.
Im Fall einer Leber kann die Persufflation anterograd über Kanülierung eines oder mehrerer der folgenden Gefäße geschehen: (i) gemeinsame Leberarterie; (ii) Leberarterie und (iii) Pfortader. Alternativ kann die Persufflation retrograd sein über Kanülierung eines oder mehrerer der folgenden Gefäße: (i) Lebervene(n) und (ii) infra- oder suprahepatische untere Vena cava.In the case of a liver, persufflation may be anterograde via cannulation of one or more of the following vessels: (i) common hepatic artery; (ii) hepatic artery and (iii) portal vein. Alternatively, persufflation may be retrograde via cannulation of one or more of the following vessels: (i) hepatic vein(s) and (ii) infra- or suprahepatic inferior vena cava.
Wo zum Beispiel das in situ erzeugte Konservierungsgas aus reinem gasförmigem Sauerstoff besteht, kann es wünschenswert sein, den gasförmigen Sauerstoff in einem flüssigen Lösemittel wie Wasser oder einem wasserbasierten Lösemittel zu verdünnen und das biologische Material, welches Gewebe umfasst, mit der Gas/Flüssigkeit-Lösung zu perfundieren, oder es kann wünschenswert sein, den gasförmigen Sauerstoff mit einem anderen Gas oder anderen Gasen wie Umgebungsluft zu verdünnen und das biologische Material mit der Gas/Gas-Mischung zu perfundieren. Im Fall der Perfusion mit einer Gas/Flüssigkeit-Lösung kann die Konzentration des gasförmigen Sauerstoffs in der Lösung im Bereich des Sättigungspunktes der Flüssigkeit liegen, welcher im Bereich von 0,3-1 atm Partialdruck liegen kann. Zusätzlich kann die Fließrate der Lösung zu dem biologischen Material zum Beispiel ungefähr 200 cm3/min oder größer sein. Im Fall von Persufflation kann die Konzentration von gasförmigem Sauerstoff in der Mischung ungefähr 20-100%, stärker bevorzugt ungefähr 30-80%, noch stärker bevorzugt ungefähr 40% sein. Zusätzlich kann die Fließrate der Mischung zu dem biologischen Material zum Beispiel ungefähr 10-60 cm3/min, bevorzugt 15-22 cm3/min sein, und der Gasdruck der angewendeten Lösung kann zum Beispiel nicht mehr als ungefähr 22 mm Hg sein. In bestimmten Fällen kann die Konservierung verbessert werden, wenn die Persufflation bei reduzierten Temperaturen wie ungefähr 4-8 °C durchgeführt wird.For example, where the in situ generated preservation gas consists of pure gaseous oxygen, it may be desirable to dilute the gaseous oxygen in a liquid solvent such as water or a water-based solvent and the biological material, including tissue, with the gas/liquid solution or it may be desirable to dilute the gaseous oxygen with another gas or gases such as ambient air and perfuse the biological material with the gas/gas mixture. In the case of perfusion with a gas/liquid solution, the concentration of gaseous oxygen in the solution may be around the saturation point of the liquid, which may be in the range of 0.3-1 atm partial pressure. In addition, the Flow rate of the solution to the biological material can be, for example, about 200 cm 3 /min or greater. In the case of persufflation, the concentration of gaseous oxygen in the mixture can be about 20-100%, more preferably about 30-80%, even more preferably about 40%. In addition, the flow rate of the mixture to the biological material can be, for example, about 10-60 cm 3 /min, preferably 15-22 cm 3 /min, and the gas pressure of the applied solution can be, for example, no more than about 22 mm Hg. In certain cases, preservation can be improved if persufflation is carried out at reduced temperatures, such as around 4-8 °C.
Wo das Gewebe umfassende biologische Material, das konserviert wird, eine Bauchspeicheldrüse ist, wird bevorzugt systemische Heparinisierung der Bauchspeicheldrüse mit 100.000 Einheiten wenigstens 5 Minuten vor dem Tod durchgeführt, um zu verhindern, dass sich in der gesamten Bauchspeicheldrüse kleine Klümpchen bilden. Zusätzlich sollte das Organ während der Entnahme mit 5 Litern einer heparinisierten kalten Konservierungslösung gespült werden, um sie auf die Konservierung vorzubereiten, um jegliches verbliebenes Blut aus den Blutgefäßen zu spülen und das Kühlen der Organmasse zu beschleunigen, was die Exposition der Kernregionen der Bauchspeicheldrüse mit Ischämie bei erhöhten Temperaturen (>8 °C) reduziert. Auf die Entnahme folgend, sollte das Organ ausgiebig auf Undichtigkeit untersucht werden, indem kalte Konservierungslösung durch die Blutgefäße gespült wird, und alle gefundenen Undichtigkeiten sollten abgebunden werden. Der Bauchspeicheldrüse und den anhängenden Blutgefäßen sollte dann gestattet werden, frei in der kalten Konservierungslösung zu treiben, um jegliches Abknicken der Blutgefäße zu verhindern, insbesondere an den Stellen der Kanülisierung. Jede verbliebene kleine Undichtigkeit sollte durch das Vorhandensein von Blasen identifiziert werden, die aus den Blutgefäßen hervortreten, um sicherzustellen, dass all das Gas durch die Bauchspeicheldrüse strömt, und diese Undichtigkeiten sollten abgebunden werden. Where the tissue-comprising biological material being preserved is a pancreas, systemic heparinization of the pancreas with 100,000 units is preferably performed at least 5 minutes prior to death to prevent small clots from forming throughout the pancreas. Additionally, during harvesting, the organ should be irrigated with 5 liters of a heparinized cold preservation solution to prepare it for preservation, in order to flush any remaining blood from the blood vessels and accelerate the cooling of the organ mass, reducing exposure of the core regions of the pancreas to ischemia reduced at elevated temperatures (>8 °C). Following harvest, the organ should be examined extensively for leakage by flushing cold preservation solution through the blood vessels, and any leakage found should be ligated. The pancreas and attached blood vessels should then be allowed to float freely in the cold preservative solution to prevent any kinking of the blood vessels, particularly at the sites of cannulation. Any small leaks that remain should be identified by the presence of bubbles emerging from the blood vessels to ensure that all the gas is flowing through the pancreas, and these leaks should be tied off.
Die Zugangspunkte für die Kanülisierung werden oben diskutiert. Auch andere Organe können von der Heparinisierung profitieren.Access points for cannulation are discussed above. Other organs can also benefit from heparinization.
Mit dem vorliegenden Verfahren der Entnahme wird der überwiegende Großteil der Bauchspeicheldrüse mit kalter Konservierungslösung gespült, wodurch ein Gang für die Persufflation des gesamten Organs frei gemacht wird. Die histologische Schnittdarstellung von Organen, die mit dieser Technik entnommen wurden, zeigte, dass aufgrund des ausgiebigeren Spülens keine roten Blutzellen in dem Gewebe vorhanden sind, das entweder mittels Persufflation oder TLM konserviert wurde. Es wurden mittels Histologie keine wahrnehmbaren Unterschiede zwischen Organproben beobachtet, die sofort auf die Entnahme folgend (t = 0) gesammelt wurden, und jenen, die im Anschluss an 6 oder 24 Stunden Persufflation gesammelt wurden. Jedoch zeigte Gewebe, das mit TLM konserviert war, erhöhte Nekrose/Autolyse und ein hohes Aufkommen von pyknotischen Kernen im Vergleich zu persufflierten Proben, insbesondere nach 24-stündiger Konservierung.With the present method of harvesting, the vast majority of the pancreas is irrigated with cold preservative solution, clearing a duct for persufflation of the entire organ. Histological sectioning of organs harvested using this technique showed that due to more extensive lavage, no red blood cells are present in the tissue preserved by either persufflation or TLM. No discernible differences were observed by histology between organ samples collected immediately following collection (t=0) and those collected following 6 or 24 hours of persufflation. However, tissue preserved with TLM showed increased necrosis/autolysis and a high incidence of pyknotic nuclei compared to persufflated samples, particularly after 24 hours of preservation.
Das oben beschriebene Verfahren kann die Ausführung der Xenotransplantation mit menschlicher Bauchspeicheldrüse und mit Schweine-Bauchspeicheldrüse ermöglichen. Verfahren, um die Konservierung von Bauchspeicheldrüsen mit daraus resultierenden Verbesserungen der Insel-Ausbeute und -Qualität und letztendlich das klinische Ergebnis zu verbessern, werden dringend benötigt, um das Gebiet der Insel-Transplantation zu einer etablierten medizinischen Anwendung voran zu bringen. Hierin wird gezeigt, dass die arterielle Persufflation der Bauchspeicheldrüse zur Bereitzustellung von Sauerstoff im gesamten Organ auf der Gefäßebene während der Lagerung, eine realisierbare Technik ist. Insbesondere die Realisierbarkeit elektrochemisch erzeugten Sauerstoff in angemessenen Fließraten und Drucken für die Persufflation der Schweine-Bauchspeicheldrüse und der menschlichen Bauchspeicheldrüse zuzuführen, ist gezeigt worden. Die Ergebnisse zeigen wie vielversprechend diese Technik ist, im Vergleich zu keiner Konservierung und als eine Verbesserung gegenüber TLM-Lagerung.The method described above can make it possible to carry out xenotransplantation with human pancreas and with porcine pancreas. Methods to improve the preservation of pancreas with consequent improvements in islet yield and quality, and ultimately clinical outcome, are urgently needed to advance the field of islet transplantation to an established medical application. Herein it is shown that arterial persufflation of the pancreas to provide oxygen throughout the organ at the vascular level during storage is a viable technique. In particular, the feasibility of delivering electrochemically generated oxygen at adequate flow rates and pressures for persufflation of the porcine pancreas and the human pancreas has been demonstrated. The results show the promise of this technique compared to no preservation and as an improvement over TLM storage.
Zwei Anwendungen des vorliegenden Verfahrens der Bauchspeicheldrüsenkonservierung sind folgende: (1) Sauerstoff-Persufflation während der gesamten Kälte-Konservierung (von der Spenderorgan-Ernte bis zur Insel-Isolierung) mit dem Ziel, den Zeitraum der Kälte-Konservierung über den gegenwärtigen Standard von 8 Stunden auszudehnen, um den Spender-Pool zu vergrößern und die Logistik der Organ- und Insel-Entnahme zu erleichtern; und (2) Sauerstoff-Persufflation (~3 Stunden) nach dem Organ-Transport mit Standard-Kälte-Konservierung (-12 Stunden lang TLM) als ein Erholungsverfahren, um die Insel-Ausbeute und -Qualität im Inselverarbeitungszentrum zu verbessern. Diese zwei Anwendungen schließen die Verbesserung der Insel-Ausbeute und Qualität und/oder Lagerungsdauer für Bauchspeicheldrüsen von Standardspendern ein. Bei einer Anwendung wird die Bauchspeicheldrüse während der gesamten Lagerungsdauer persuffliert; bei der zweiten Anwendung wird die Persufflation als Erholungsbehandlung nach der Standard-Kältelagerung angewendet (Zu beachten ist, dass bei der Bauchspeicheldrüsen-Konservierung fast immer eine Abwägung zwischen Konservierungszeit und Insel-Ausbeute und -Qualität zu treffen ist). Erhöhte Lagerungsdauer (bei gleicher Insel-Ausbeute und -Qualität) kann zur Flexibilität bei der Durchführung und der Verwendung von mehr Organen führen. Verbesserte Insel-Ausbeute und -Qualität (bei gängiger Lagerungsdauer) kann eine größere Auswirkung auf die individuellen Transplantationsergebnisse haben. Ein vollkommen separater Anwendungszweig, der auch extrem wertvoll wäre, wenn er erfolgreich wäre, wäre es, die Persufflation zu verwenden, um die Organ-Qualität zu verbessern und somit die Organ-Versorgung beim Spender nach der Herztod-Kategorie zu verbessern.Two applications of the present method of pancreas preservation are as follows: (1) Oxygen persufflation throughout cryopreservation (from donor organ harvest to islet isolation) with the goal of extending the period of cryopreservation beyond the current standard of 8 Extend hours to increase the donor pool and ease the logistics of organ and islet harvesting; and (2) oxygen persufflation (~3 hours) after organ transport with standard cold preservation (-12 hours for TLM) as a recovery procedure to improve islet yield and quality at the islet processing center. These two uses include improving islet yield and quality and/or shelf life for pancreases from standard donors. In one application, the pancreas is persufflated throughout the storage period; in the second application, persufflation is applied as a recovery treatment after standard cold storage (Note that in pancreas preservation, almost always there is a trade-off between preservation time and island yield and quality). Increased storage times (with the same islet yield and quality) can lead to flexibility in operation and the use of more organs. Improved islet yield and quality (with common storage times) may have a greater impact on individual transplant outcomes. An entirely separate application branch, which would also be extremely valuable if successful, would be to use persufflation to improve organ quality and thus improve the donor's organ supply after the cardiac death category.
Nun unter Bezugnahme auf
System 11 kann einen Gasgenerator oder Persufflationssystem 100, einen Behälter für biologisches Material 200, eine Prozesssteuerung 300, eine Temperaturregelungsvorrichtung 400 und eine Energieversorgung 500 umfassen.
Nun unter Bezugnahme auf
Wie unten gezeigt, kann EOC 101 verwendet werden, um Sauerstoff aus Umgebungsluft zu konzentrieren.
- Anode:
2H2O ↔ 4H+ + 4e- + O2 (rein) [1] - Kathode:
O2 (Luft) + 4H+ + 4e- ↔ 2H2O [2] - Netto:
O2 (Luft) @ Kathode ↔ O2 (rein) @ Anode [3]
- Anode:
2H 2 O ↔ 4H + + 4e - + O 2 (neat) [1] - Cathode:
O 2 (air) + 4H + + 4e - ↔ 2H 2 O [2] - Net:
O 2 (air) @ cathode ↔ O 2 (pure) @ anode [3]
EOC 101 kann zusätzlich ein Wasser-Reservoir 113 umfassen, um eine Wassermenge aufzunehmen, die der Anode 103 zugeführt wird. Wie unten weiterhin beschrieben wird, kann eine Pervaporations-Membran 115, die beispielsweise eine „NAFION® NRE-1135“-Membran sein kann, zwischen einem Bodenauslass von Wasser-Reservoir 113 und Anode 103 positioniert sein, wobei die Pervaporations-Membran 115 dazu dient, stetig Gasphasen-Wasser zu Anode 103 zuzuführen, während verhindert wird, dass Sauerstoff, der an Anode 105 erzeugt wird, sich mit dem Wasser mischt. Mit anderen Worten, gestattet diese Anordnung, dass Wasser passiv zu Anode 103 zugeführt wird, während es dem Produkt Sauerstoff ermöglicht wird, aus der Anode seitlich durch eine Strömungsfeld-Lücke heraus zu strömen. Es wird angenommen, dass das oben beschriebene Dampfeinspeisungssystem dadurch im Vergleich zu einem entsprechenden Flüssigkeitseinspeisungssystem vorteilhaft ist, dass das vorliegende Dampfeinspeisungssystem viele Verunreinigungen, die in der Wasserversorgung vorhanden sein können, davor zurückhält zu Anode 103 zugeführt zu werden. Zum Beispiel dort, wo Leitungswasser als Wasserversorgung verwendet wird, können Halogen, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Übergangsmetall-Elemente, organische Verbindungen und/oder Mikroorganismen im Wasser vorhanden sein. Diese Elemente, Verbindungen und/oder Mikroorganismen können, wenn sie zu den aktiven Elementen des EOC 101 transportiert werden, zu einer Erniedrigung von Leistung und Effizienz des EOC beispielsweise aufgrund von Membrankontaminierung oder Katalysatorvergiftung führen. Diese Materialien könnten auch schädlich für das biologische Material sein, das konserviert wird. Pervaporations-Membran 115 begrenzt effektiv den Zugang dieser Spezies zu den aktiven Elementen der EOC 101 und dem stromabwärts konservierten biologischen Material, und ermöglicht gewissermaßen eine In-situ-Destillation des Reservoir-Wassers.
EOC 101 kann zusätzlich ein Rückführungsrohr 117 umfassen, das an einem Ende an Kathode 105 und am entgegengesetzten Ende an Reservoir 113 gekoppelt ist, wobei das Rückführungsrohr 117 verwendet wird, um Wasser, das an Kathode 105 erzeugt wird, zu Reservoir 113 zu leiten. Auf diese Weise wird die Frequenz, mit welcher dem System Wasser hinzugefügt werden muss, reduziert.
Persufflationssystem 100 kann weiterhin Mittel zum Kühlen und Trocknen des an Anode 103 erzeugten gasförmigen Sauerstoffs umfassen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die genannten Kühl- und Trockenmittel einen Sauerstoffkühler 121, einen Sauerstoff/Wasser-Separator 123 und einen Sauerstofftrockner oder Trockenmittel 125 umfassen. Eine Fluidleitung 127 kann an einem Ende mit einem Auslass von Anode 103 und am anderen Ende mit einem Einlass von Sauerstoffkühler 121 verbunden sein. Zusätzlich kann eine Fluidleitung 129 an einem Ende mit einem Auslass von Sauerstoffkühler 121 und am anderen Ende mit einem Einlass von Sauerstoff/Wasser-Separator 123 verbunden sein. Zusätzlich kann eine Fluidleitung 131 an einem Ende mit einem Auslass von Sauerstoff/Wasser-Separator 123 und am entgegengesetzten mit einem Einlass von Sauerstofftrockner 125 verbunden sein. Weiterhin kann eine Fluidleitung 133 an einem Ende mit dem Auslass von Sauerstofftrockner 125 verbunden sein. Eine Fluidleitung 135 zum Leeren von Sauerstoff/Wasser-Separator 123 kann mit dem Boden von Sauerstoff/Wasser-Separator 123 verbunden sein, und ein Entleerungsventil 137 kann mit dem Auslassende von Fluidleitung 135 verbunden sein.
Persufflationssystem 100 kann weiterhin Umgebungsluft-Zuführungs-Mittel umfassen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die genannten Umgebungsluft-Zuführungs-Mittel eine Fluidleitung 141 umfassen, wobei Fluidleitung 141 einen Einlass 143 besitzt, für den Eintritt von Umgebungsluft dort hinein. Ein Luftfilter 145 kann entlang Leitung 141 positioniert sein, um bestimmte Verunreinigungen aus der Umgebungsluft zu entfernen. Luftfilter 145 kann von dem Typ sein, der Partikel physikalisch abfängt (zum Beispiel ein Filter mit einer Porengröße von 10 Mikron), oder kann von dem Typ sein, der Partikel chemisch abfängt oder modifiziert (zum Beispiel ein Kohlenstoff- oder Permanganatfilter). Eine Luftpumpe 147, um Luft durch Leitung 141 zu pumpen (sowohl um Kathode 105 mit Luft zu versorgen, als auch um Sauerstoff zu verdünnen, der mittels des EOC 101 erzeugt wurde), kann entlang Leitung 141 stromabwärts von Luftfilter 145 positioniert sein. Stromabwärts von Luftpumpe 147 kann sich Leitung 141 in eine Fluidleitung 149 und eine Fluidleitung 151 verzweigen. Ein Ventil 153, welches auch einen Fließraten-Anzeiger einschließen kann, kann entlang Leitung 149 positioniert sein, wobei der Auslass von Leitung 149 geeignet positioniert ist, um Kathode 105 mit Luft zu versorgen. Ein einstellbares Strömungsventil 155 kann entlang Leitung 151 positioniert sein, um den Luftstrom durch Leitung 151 zu regulieren, und, indem dies getan wird, die Rate anzupassen, mit welcher Umgebungsluft mit reinem Sauerstoff zu mischen ist, so dass eine gewünschte Sauerstoffkonzentration erhalten werden kann. Auf diese Weise kann man beispielsweise sequenzielle Anpassungen der Sauerstoffkonzentration vornehmen, die in der resultierenden Sauerstoff/Umgebungsluft-Lösung vorhanden ist. Dies kann beispielsweise in Situationen wünschenswert sein, wo man biologisches Gewebe mit Gas persufflieren möchte, das eine erste Sauerstoffkonzentration besitzt, und dann später das biologische Gewebe mit Gas persuffliert, das eine andere Sauerstoffkonzentration besitzt. Ein Kontrollventil 157 kann entlang Leitung 151 stromabwärts von Ventil 155 positioniert sein.
Persufflationssystem 100 kann weiterhin eine Fluidleitung 161 umfassen, die an die Auslässe der Leitungen 133 und 151 gekoppelt ist, um den reinen Sauerstoff aus Leitung 133 mit der Umgebungsluft aus Leitung 151 zu kombinieren. Ein Filter 163 mit medizinischem Reinheitsgrad, der beispielsweise eine Porengröße von 0,2 Mikron besitzen kann, kann entlang Leitung 161 positioniert sein. Ein Sauerstoffkonzentrationssensor 165 kann entlang Leitung 161 stromabwärts von Filter 163 positioniert sein. Ein Druckfühler/eine Druckanzeige 167 und ein Druckentlastungsventil 169 können entlang Leitung 161 stromabwärts von Sensor 165 positioniert sein. Ein Druckregler 171 kann entlang Leitung 161 stromabwärts von Druckfühler/Druckanzeige 167 und Ventil 169 positioniert sein. Ein Druckfühler/eine Druckanzeige 173 kann entlang Leitung 161 stromabwärts von Fühler 173 positioniert sein. Stromabwärts von Fühler 173 kann sich Leitung 161 in die Leitungen 175-1, 175-2 und 175-3 verzweigen. Ein Ventil mit Fließraten-Anzeiger 177-1 kann am Auslassende von Leitung 175-1 positioniert sein, ein Ventil mit Fließraten-Anzeiger 177-2 kann am Auslassende von Leitung 175-2 positioniert sein, und ein Ventil mit Fließraten-Anzeiger 177-3 kann am Auslassende von Leitung 175-3 positioniert sein.
Wie man sehen kann, ermöglicht es das Persufflationssystem 100 deshalb, dass dem biologischem Material bis zu drei verschiedene Teilströme von Konservierungsgas verabreicht werden, wobei jeder der drei verschiedenen Teilströme eine unabhängig einstellbare Fließrate hat. Zusätzlich sollte auch erwähnt werden, dass die Sauerstoffkonzentration und der maximale Zuführungsdruck der drei Teilströme angepasst werden kann, wenn auch nicht unabhängig von einander. Zusätzlich können Druckregler oder Massenstromregler in diesen Teilströmen eingesetzt werden, um weitere unabhängige Druck- und Stromregelung für jeden Teilstrom bereitzustellen. Darüber hinaus hat das Persufflationssystem 100 die Befähigung Gas zu erzeugen, das befeuchtet ist, zum Beispiel durch Weglassen des Sauerstofftrockners 125, wenn dies gewünscht wird.As can be seen, therefore, the
Nun unter Bezugnahme auf
EOC 101 kann weiterhin eine ringförmige Anodendichtung 185 und eine Kathodenisolierung 186 umfassen. Dichtung 185 kann gegen die obere Oberfläche von Pervaporationsmembran 115 positioniert sein, und Kathodenisolierung 186 kann gegen die untere Oberfläche von Kathodenkollektor 183 positioniert sein. EOC 101 kann weiterhin eine Anodenendplatte 187 und eine Kathodenendplatte 188 umfassen. Anodenendplatte 187, welche einen porösen zentralen Bereich 187-1 umfassen kann, kann gegen Anodendichtung 185 positioniert sein, und Kathodenendplatte 188 kann gegen Kathodenisolator 186 positioniert sein.
EOC 101 kann weiterhin einen Kathoden-Einlassanschluss 189 und einen Kathoden-Auslassanschluss 190 umfassen, wobei Einlassanschluss189 und Auslassanschluss 190 mechanisch an Kathodenendplatte 188 gekoppelt sind und fluidisch an die Kathode gekoppelt sind.
EOC 101 kann weiterhin Wasser-Reservoir 113 umfassen, welches über Anodenendplatte 187 positioniert sein kann. Ein Wasser-Reservoir-O-Ring 191 kann auf der Anodenendplatte 187 platziert sein und kann verwendet werden, um eine Fluiddichtung für das Wasser zu bilden, das von Reservoir 113 zum porösen zentralen Bereich 187-1 der Anodenendplatte passiert. Ein Anoden-Klemmring 192 kann auf einem peripheren Flansch 113-1 von Reservoir 113 angebracht sein.
EOC 101 kann weiterhin ein Sauerstoffauslassrohr 193 umfassen, um gasförmigen Sauerstoff weg von Anode 103 zu leiten, wobei Rohr 193 an einem Ende an Anodenendplatte 187 angebracht ist und sich durch Flansch 113-1 von Reservoir 113 und Anodenklemmring 192 erstreckt.
EOC 101 kann weiterhin einen Wassereinfüllanschluss 194, welcher an Reservoir 113 durch eine Öffnung 113-2 gekoppelt sein kann, einen Reservoirentlüftungsanschluss 195-1, welcher an Reservoir 113 durch eine Öffnung 113-3 gekoppelt sein kann, und Wasserrückgewinnungsanschluss 117 umfassen, welcher an Reservoir 113 durch eine Öffnung 113-4 gekoppelt sein kann.
EOC 101 kann weiterhin Bauteile umfassen, um viele der oben beschriebenen Komponenten mechanisch miteinander zu koppeln. Solche Bauteile können eine Vielzahl von Bolzen zum Zellenzusammenbau 196 wie auch eine korrespondierende Vielzahl von Unterlegscheiben 197, Tellerfedern 198 und Muttern 199 umfassen.
Wieder unter Bezugnahme auf
Regler 300 kann einen eingebetteten Regler mit einer Tastatur/LCD-Benutzeroberfläche umfassen, um die verschiedenen Systemkomponenten zu bedienen und die Benutzersteuerung zu erleichtern. Zwei Regelkreise können eingeschlossen sein, um die Selbstregulierung von Prozessbedingungen zu ermöglichen, einer für den EOC-Zellstrom und der andere für die Nachverdünnung der Sauerstoffkonzentration. Ein Stromsensor und ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler für variable Spannung können in Verbindung mit einem Software-basierten Proportional-Integral-Steuerungsalgorithmus verwendet werden, um den EOC-Zellenstrom (und deshalb die Produktionsrate von reinem Sauerstoff) auf die Menge zu regeln, die aufgrund der Erfordernisse des Nutzers an Gesamtstrom und Sauerstoffkonzentration benötigt wird. Ähnlich kann Regler 300 in Verbindung mit Sauerstoffsensor 203 und Ventil 155 auch verwendet werden, um das Ausmaß des Luft/Sauerstoff-Mischens zu steuern, um den gewünschten Sollwert der Sauerstoffkonzentration zu erreichen. Der eingebettete Regler kann auch verwendet werden, um dem Nutzer Echtzeitablesungen von Systemnetzdruck und Druckverteilerzuführdrucken bereitzustellen
Temperaturregelungsvorrichtung 400 kann zum Beispiel eine kommerziell erhältliche thermoelektrisch (oder Peltier) basierte Truhe sein wie der thermoelektrische VECTOR® Kühler. Kälteerzeugung mit Dampfkompression oder physikalisches Kühlen über Eis oder andere Kühlmittel kann anstelle von Thermoelektrika verwendet werden; in dem Fall, dass man jedoch Wärme zu Behälter 200 zuführen möchte, im Gegensatz zur Erniedrigung der Temperatur in Behälter 200, macht dies das Potenzial des bidirektionalen Wärmepumpens der Thermoelektrika auf eine Weise möglich, wie dies Kälteerzeugung mit Dampfkompression oder physikalisches Kühlen nicht kann. Im Fall des passiven oder aktiven Kühlens kann die Isolierung von Behälter 200 durch die Verwendung von höchst effizienten Vakuum-Paneelen verstärkt werden.For example,
Energieversorgung 500 kann zum Beispiel ein Batterie-Pack-Modulgehäuse, zwei 24V Nickel-Metallhydrid- (NiMH) -Batterien, ein Ladegerät für diese Batterien, einen 24V-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (zur Regelung) und einen Batterie-Abschaltkreis, um die Batterie-Tiefentladung zu verhindern, umfassen.For example,
Um System 11 zu verwenden, kann das Gewebe umfassende biologische Material, welches man konservieren möchte, in Behälter 200 platziert werden und einer oder mehrere Auslässe 177-1 bis 177-3 von Persufflationssystem 100 können fluidisch mit dem biologischen Material über eine Fluidleitung 550 gekoppelt sein, die an einem Ende fluidisch an einen der Auslässe 177-1 bis 177-3 gekoppelt ist und am Gegenstück in einen geeigneten Zugang eines Fluidverteilungsnetzwerkes (z. B. vaskulär, duktal, lymphatisch) des Gewebes eingeführt ist, um anterograde oder retrograde Persufflation des Gewebes zu ermöglichen. Persufflationssystem 100 kann dann durch Energieversorgung 500 mit Energie versorgt werden und mittels Prozesssteuerung 300 betrieben werden, um das Gewebe gemäß vorbestimmter Parameter zu persufflieren. Zusätzlich kann Temperatursteuerung 400, welche durch Energieversorgung 500 mit Energie versorgt wird, verwendet werden, um Behälter 200 wie auch das darin enthaltene biologische Material auf einer vorher ausgewählten Temperatur zu halten. Sauerstoffsensor 203 und Temperatursensor 205 können in Verbindung mit Prozesssteuerung 300 verwendet werden, um Rückkopplungssteuerung für das Persufflationssystem 100 und die Temperaturregelungsvorrichtung 400 bereitzustellen.To use
Nun unter Bezugnahme auf
System 600 ist in vielerlei Hinsicht System 11 ähnlich, wobei System 600 Persufflationssystem 100, Behälter 200, Prozesssteuerung 300, Temperaturregelungsvorrichtung 400 und Energieversorgung 500 umfasst. System 600 kann weiterhin ein thermisch isoliertes Gehäuse 610 umfassen, in welchem Persufflationssystem 100, Behälter 200, Prozesssteuerung 300, Temperaturregelungsvorrichtung 400 und Energieversorgung 500 angeordnet sein können. (Eine Seitenwand von Gehäuse 610 ist nicht dargestellt, um einige Komponenten offenzulegen, die im Inneren des Gehäuses 610 angeordnet sind, und ein entfernbar an Gehäuse 610 angebrachter isolierter Deckel ist nicht gezeigt, um die Oberseite von Behälter 200 und eine Öffnung 620 offenzulegen, durch welche Behälter 200 entfernbar eingeführt werden kann.) Ohne auf irgendwelche speziellen Dimensionen festgelegt werden zu wollen, kann Gehäuse 610 eine Grundfläche besitzen, die ähnlich der eines Picknickkühlers ist (z. B. 12" H x 10" T x 22" L). Rollen 630 und Griffe 640 können an Gehäuse 610 angebracht sein, um den Transport von System 600 zu erleichtern. System 600 kann auch Fluidleitungen (nicht dargestellt) umfassen, die den Fluidleitungen 550 ähneln, um Fluid vom Persufflationssystem 100 zu dem biologischen Material zu transportieren.
System 600 kann weiterhin eine Protokollierungs-/Diagnose-Funktionalität umfassen. Dieses Merkmal würde es einem Systemnutzer gestatten, die Systemprozessablesungen (Druck, Konzentration, Temperatur etc., welche vielleicht nicht an der bordeigenen Reglerschnittstelle verfügbar sind) über das Herunterladen auf einen externen Computer bei Abschluss der Lagerungszeit anzusehen und aufzuzeichnen. Energieaufbereitungsschaltung, Relais und bestimmte Sensorwandler können alle in eine modulare Leiterplatte integriert sein. Eine Wärmepumpe kann nicht standardisierte oder elektrische Energie mit variablem Gleichstrom erfordern, um die Peltier-Vorrichtungen zu betreiben, was die Ermittlung einer geeigneten Energieversorgung erfordern würde. Dieses Design kann ein Batterie-Design für den 24-stündigen Betrieb einschließen, mit einem optionalen Wechselstrom-Wandler und einem bordeigenen Batterieladegerät. Die Batterien können wiederaufladbare NiMH-Batterien sein, da sie weniger kosten, sicherer und praktischer sind als Lithiumionenbatterien und eine angemessene Energiespeicherdichte besitzen.
Nun wieder unter Bezugnahme auf
System 1000 kann ein Persufflationssystem 1100, ein Flüssigperfusionssystem 1600, ein Umschaltsystem 1700, einen Behälter 1200, eine Prozesssteuerung 1300, eine Temperaturregelungsvorrichtung 1400 und eine Energieversorgung 1500 umfassen.
Persufflationssystem 1100, Behälter 1200, Prozesssteuerung 1300, Temperaturregelungsvorrichtung 1400 und Energieversorgung 1500 können in ihrer Struktur und Funktion Persufflationssystem 100, Behälter 200, Prozesssteuerung 300, Temperaturregelungsvorrichtung 400 beziehungsweise Energieversorgung 500 von System 11 ähneln.
Das Flüssigperfusionssystem 1600 kann ein Reservoir zum Speichern eines Volumens Konservierungsflüssigkeit („Perfusat“), Mittel zum Zuführen des Perfusats zu Organbehälter 1200 und Mittel zum Ablassen des Perfusats aus Organbehälter 1200 umfassen. Das Reservoir kann einen Flüssigkeit enthaltenden Beutel umfassen, wie jene, die verwendet werden, um Flüssigkeiten zur intravenösen Verabreichung aufzunehmen. Die Mittel zum Zuführen des Perfusats zu Organbehälter 1200 können ein Rohr umfassen, das vom Reservoir zu Organbehälter 1200 angeschlossen ist, wodurch das Perfusat durch das Rohr aufgrund der Erdanziehung fließt. Wo das Perfusat vom Reservoir zu Organbehälter 1200 über ein Verbindungsrohr fließt, kann das Flüssigperfusionssystem 1600 zusätzlich Mittel umfassen, um das Reservoir in einer Höhe oberhalb der des Behälters 1200 abzustützen. Alternativ kann eine elektrisch oder manuell betriebene Pumpe verwendet werden, um das Perfusat vom Reservoir zu Behälter 1200 über das Verbindungsrohr zu befördern. Ein alternatives Mittel, um das Perfusat zuzuführen, kann ein Rohr umfassen, das von Persufflationssystem 1100 zu dem Reservoir angeschlossen ist, wodurch Gasdruck, der durch das Persufflationssystem 1100 ausgeübt wird, Flüssigkeit im Reservoir dazu zwingt, von dem Reservoir zu Behälter 1200 durch das Verbindungsrohr zu fließen. Mittel zum Ablassen von Perfusat aus Behälter 1200 können ein Rohr umfassen, welches es dem Perfusat gestattet, aus Behälter 1200 durch Erdanziehungskraft, eine elektrisch betätigte oder manuelle Pumpe oder Gasdruck von Persufflationssystem 1100 zu fließen, wodurch die Flüssigkeit dann in einer Aufnahme oder einem Kanal gesammelt wird.The
Umschaltsystem 1700 kann Rohrverbinder umfassen, die gestaltet sind, um mit Rohren verbunden zu werden, die von Persufflationssystem 1100, Flüssigperfusionssystem 1600 und Behälter 1200 wegführen. Umschaltsystem 1700 kann weiterhin ein elektrisch betätigtes Ventil umfassen, das durch Signale von Prozesssteuerung 1300 aktiviert wird, wodurch Prozesssteuerung 1300 steuert, ob der Strom, der zu Behälter 1200 geführt wird, von Persufflationssystem 1100 oder Flüssigperfusionssystem 1600 kommt. Alternativ kann Umschaltsystem 1700 ein manuelles Ventil umfassen, welches es dem Nutzer gestattet manuell zu steuern, ob der Strom, der zu Behälter 1200 geführt wird, von Persufflationssystem 1100 oder Flüssigperfusionssystem 1600 kommt. Alternativ kann Umschaltsystem 1700 eine oder mehrere elektrisch betätigte und manuelle Ventile umfassen, wodurch der Strom, der zu Behälter 1200 geführt wird, manuell oder durch elektrisches Auslösen gesteuert werden kann.
System 1000 kann weiterhin Gassensoren wie einen Sauerstoffsensor 1203 und einen Kohlenstoffdioxidgassensor 1207 umfassen, die verwendet werden, um die Konzentrationen von Sauerstoff- beziehungsweise Kohlenstoffdioxidgas in Einlass- und Auslassströmen zu messen. Gassensoren können mit den Auslassströmen von Persufflationssystem 1100 und Flüssigperfusionssystem 1600 verbunden sein. Gassensoren können auch mit den Einlass- und Auslassströmen von Behälter 1200 verbunden sein. Prozesssteuerung 1300 kann elektrisch mit den Gassensoren 1203 und 1207 verbunden sein und kann sowohl für den Sauerstoffsensor 1203 als auch den Kohlenstoffdioxidsensor 1207 die Möglichkeit der Messdatenerfassung bereitstellen. Zusätzlich kann Prozesssteuerung 1300 die von den Gassensoren gesammelten Signale verwenden, um Prozessentscheidungen zu treffen wie das Auslösen eines Alarms oder Absperrventils, wenn die Konzentration eines bestimmten Gases aus einem vorbestimmten Bereich fällt.
System 1000 kann weiterhin einen Temperatursensor 1205 zur Messung der Temperatur innerhalb von Behälter 1200 umfassen. Prozesssteuerung 1300 kann elektrisch mit Temperatursensor 1205 verbunden sein und kann die Möglichkeit der Messdatenerfassung für Temperatursensor 1205 bereitstellen. Zusätzlich kann Prozesssteuerung 1300 die vom Temperatursensor 1205 gesammelten Signale verwenden, um eine Prozessentscheidung zu treffen wie das Aktivieren oder Deaktivieren der Temperaturregelungsvorrichtung 1400, wenn die Temperatur innerhalb von Behälter 1200 in einen oder aus einem vorbestimmten Bereich fällt.
System 1000 kann weiterhin Filter umfassen wie Filter, die verwendet werden, um Flüssigkeiten von Gasströmen zu trennen, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in kritische Systemkomponenten strömen, um zu verhindern, dass Feststoffe in das konservierte Organ oder Gewebe eintreten, oder um zu verhindern, dass Flüssigkeiten die Gaskonzentrationsüberwachung beeinträchtigen. Filter können sich in den Rohranordnungen an den Auslässen von Persufflationssystem 1100 und Flüssigperfusionssystem 1600, an den Rohranordnungen, welche die Gassensoren verbinden, und an dem Einlass und Auslass von Organbehälter 1200 befinden.
System 1000 kann weiterhin elektro-optische Sensoren umfassen, die verwendet werden, um die Anwesenheit von Flüssigkeit oder Gas in Rohren zu messen. Elektro-optische Sensoren können an die Einlass- und Auslassrohre von Behälter 1200 und an die Auslassrohre von Persufflationssystem 1100 und Flüssigperfusionssystem 1600 angeschlossen sein. Prozesssteuerung 1300 kann verwendet werden, um die Signale zu verarbeiten, die von den elektro-optischen Sensoren bereitgestellt werden, und Umschaltvorrichtung 1700 zu betätigen, um zwischen Persufflationssystem 1100 und Flüssigperfusionssystem 1600 umzuschalten.
System 1000 kann auf ein Weise verwendet werden, die derjenigen ähnelt, die oben für System 11 diskutiert wurde, wobei der wesentliche Unterschied zwischen den zwei Systemen der ist, dass mit System 1000 das biologische Material, das Gewebe umfasst, in flüssigem Perfusat vom Flüssigperfusionssystem 1600 gebadet werden kann vor, während oder nachdem es unter Verwendung von Persufflationssystem 1100 persuffliert wurde, oder es kann mit flüssigem Perfusat perfundiert werden, anstatt dass es unter Verwendung von Persufflationssystem 1100 persuffliert wird.
Nun unter Bezugnahme auf
System 2000 kann ein Persufflationssystem 2100 umfassen, welches in seiner Konstruktion und Funktion dem Persufflationssystem 100 ähneln kann, außer dass System 2100 einen einzelnen Auslass 2101 anstelle von drei Auslässen 177-1 bis 177-3 umfassen kann. Eine Länge von Rohr 2103 kann an einem Ende fluidisch mit Auslass 2101 verbunden sein und kann am entgegengesetzten Ende an einem Anschluss eines Ventils 2105 angeschlossen sein. Eine Länge von Rohr 2107 kann an einem Ende fluidisch mit einem anderen Anschluss von Ventil 2105 verbunden sein. Das entgegengesetzte Ende von Rohr 2107 kann fluidisch mit einem Bindeglied 2108 verbunden sein. Bindeglied 2108 kann fluidisch mit einem Bindeglied 2109 verbunden sein. Bindeglied 2109 wiederum kann fluidisch mit einem Ende einer Zuführkanüle 2111 verbunden sein, wobei das entgegengesetzte Ende von Zuführkanüle 2111 in einen geeigneten Perfusions-/Persufflationseinlass eines Organs O eingeführt wird, wobei Organ O innerhalb eines Behälters 2113 angeordnet ist, der Behälter 200 oder 1200 ähnlich ist.
System 2000 kann weiterhin ein Flüssigkeitsreservoir 2121 umfassen, welches die Form eines Flüssigkeitsbeutels zur intravenösen Verabreichung besitzen kann. Reservoir 2121 kann ein Volumen flüssigen Perfusats 2123 enthalten. Eine Länge von Rohr 2125 kann an einem Ende fluidisch mit einem Auslass 2127 von Reservoir 2121 verbunden sein und kann am entgegengesetzten Ende mit einem Anschluss eines Ventils 2129 verbunden sein. Eine Länge von Rohr 2131 kann an einem Ende fluidisch mit einem anderen Anschluss von Ventil 2129 verbunden sein. Das entgegengesetzte Ende von Rohr 2131 kann fluidisch mit einem Bindeglied 2132 verbunden sein. Bindeglied 2132 kann fluidisch mit Bindeglied 2109 verbunden sein.
System 2000 kann weiterhin eine Austrittskanüle 2141 umfassen, wobei Austrittskanüle 2141 an einem Ende in einen geeigneten Perfusions-/ Persufflationsauslass von Organ O eingeführt wird. Das entgegengesetzte Ende von Austrittskanüle 2141 kann fluidisch mit einem Bindeglied 2143 verbunden sein.
System 2000 kann weiterhin eine Länge von Rohr 2151 umfassen. Rohr 2151 kann an einem Ende fluidisch mit einem Bindeglied 2153 verbunden sein, welches fluidisch mit einem Bindeglied 2143 verbunden sein kann. Das entgegengesetzte Ende von Rohr 2151 kann mit einem Anschluss eines Ventils 2155 verbunden sein. Eine Länge von Rohr 2157 kann fluidisch mit einem anderen Anschluss von Ventil 2155 verbunden sein.
System 2000 kann weiterhin eine Länge von Rohr 2171 umfassen. Rohr 2171 kann an einem Ende fluidisch mit einem Bindeglied 2173 verbunden sein, welches fluidisch mit Bindeglied 2143 verbunden sein kann. Das entgegengesetzte Ende von Rohr 2171 mit einem Anschluss eines Ventils 2175 verbunden sein. Eine Länge von Rohr 2177 kann fluidisch mit einem anderen Anschluss von Ventil 2175 verbunden sein.
Bei der Verwendung sind Bindeglieder 2108 und 2132 mit Bindeglied 2109 verbunden, Bindeglieder 2153 und 2173 sind mit Bindeglied 2143 verbunden und die Kanülen 2111 und 2141 sind in Organ O eingeführt. Um Organ O mit flüssigem Perfusat 2123 zu perfundieren, was vor der Persufflation, nach Persufflation, während der Persufflation und/oder anstelle der Persufflation wünschenswert sein kann, werden die Ventile 2129 und 2155 geöffnet, wodurch Perfusat 2123 dem Organ O durch Kanüle 2111 zugeführt wird, durch Organ O zirkuliert und aus Organ O durch Kanüle 2141 abfließt. Um Organ O mit einem Konservierungsgas oder mit einer Gas/GasMischung zu persufflieren, werden die Ventile 2105 und 2175 geöffnet und das Persufflationssystem 2100 wird betätigt, wodurch das Gas oder die Gas/Gas-Mischung von Persufflationssystem 2100 dem Organ O durch Kanüle 2111 zugeführt wird, durch Organ O zirkuliert und von Organ O durch Kanüle 2141 abfließt. Wie anerkannt werden wird, wenn man das Organ O mit flüssigem Perfusat perfundieren möchte, ohne gleichzeitig mit einem Konservierungsgas oder mit einer Gas/Gas-Mischung zu persufflieren, werden die Ventile 2105 und 2175 geschlossen, wohingegen die Ventile 2129 und 2155 geöffnet werden. Umgekehrt, wenn man Organ O mit dem Konservierungsgas oder einer Gas/Gas-Mischung persufflieren möchte, ohne auch mit flüssigem Perfusat zu perfundieren, werden die Ventile 2129 und 2155 geschlossen, wohingegen die Ventile 2105 und 2175 geöffnet werden. Wenn man gleichzeitig perfundieren und persufflieren möchte, wodurch das Gas, gelöst in dem flüssigen Perfusat, Organ O zugeführt wird, werden die Ventile 2105, 2129, 2155 und 2175 geöffnet.In use,
Die Beispiele unten veranschaulichen die vorliegende Erfindung nur und begrenzen diese nicht.The examples below only illustrate and do not limit the present invention.
Beispiel 1: Demonstration von verbesserter Insel-Persufflationsoxygenierung mit elektrochemischer Sauerstofferzeugung,Example 1: Demonstration of improved islet persufflation oxygenation with electrochemical oxygen generation,
Die Auswirkung von Persufflation auf die Insel-Isolierung wurde in fünf (5) Organen getestet, indem jedes Organ in seine drei Lappen geteilt wurde, der Duodenallappen für die sofortige Isolierung verwendet wurde, der Milzlappen 6 Stunden lang mit Persufflation konserviert wurde, und der verbindende Lappen 6 Stunden lang mit TLM konserviert wurde. Bei einem Experiment wurde die Konservierung auf 24 Stunden ausgedehnt. Das Persufflationssystem nutzte einen EOC, der einen aktiven katalysierten Bereich von 40 cm2 hat und eine „NAFION® NRE-112“-Membran als Separator 107 und eine Pervaporationsmembran 115 nutzt. Anode 103 und Kathode 105 umfassten mit Tinte besprühte Aufkleber, die auf Separator 107 angebracht wurden und eine 4 mg/cm2-Beladung mit Platin-Iridiumschwarz-Katalysator beziehungsweise Platinschwarz-Katalysator haben. Mit entionisiertem Wasser, das dem EOC-Reservoir bereitgestellt wurde, und Luft, die der Kathode mit 300 ccm bereitgestellt wurde, jeweils bei 21 °C, war die Leistung dieses EOC 0,84 Volt bei 8 Ampere (200 mA/cm2) und 0,93 Volt bei 12 Ampere (300 mA/cm2). Das Persufflationssystem wurde weiterhin konfiguriert wie in
Die Organe wurden im Anschluss an die Entnahme und sofort vor der Insel-Isolierung makroskopisch bewertet. Alle Lappen zeigten im Anschluss an die Entnahme vollständige Durchspülung und gute Konsistenz. Es wurde jedoch beobachtet, dass die persufflierten Organe für die Chirurgen, welche die enzymatische Distension während der Isolierung durchführten, subjektiv besser ‚aussahen‘ und sich besser ‚anfühlten‘ (praller, frischer), verglichen mit Lappen, die mit TLM konserviert wurden. Das war insbesondere offenkundig für das Organ, das vor der Isolierung 24 Stunden lang konserviert wurde.Organs were evaluated macroscopically following harvest and immediately prior to islet isolation. All flaps showed complete perfusion and good consistency following collection. However, it was observed that the persufflated organs subjectively 'looked' and 'felt' better (plumper, fresher) to the surgeons who performed the enzymatic distension during isolation compared to flaps preserved with TLM. This was particularly evident for the organ that was preserved for 24 hours prior to isolation.
Die erste wichtige Beobachtung und Werte, welche eine Verbesserung durch Persufflationslagerung zeigten, betraf die Inselmorphologie. Wie man unter Bezugnahme auf die
Tabelle 1, unten, zeigt, dass Inseln von persufflierten Organen einen bessere Morphologie-Mittelwert hatten als jene von TLM-gelagerten oder sogar frischen (t=0) Organen; beim t-Test mit paarweisen Vergleichen war die Verbesserung von Persufflations-konservierten (PSF) gegenüber TLM statistisch signifikant (p=.008). Tabelle 1. Morphologie-Werte für Inseln am Tag 0 nach Isolierung.
Insgesamt zeigten Inseln vom Lappen vom Schwein, die mit Persufflationskonservierung gelagert wurden, eine bessere Morphologie im Vergleich zu jenen, die kurz nach der Entnahme isoliert wurden, oder jenen von Lappen, die mit TLM gelagert wurden.
Tag 0, IE-Ausbeute: Insel-Äquivalent mittels Anzahl pro Gramm verdautes Gewebe. Ein Insel-Äquivalent (IE) ist eine Volumeneinheit, gleich der einer Kugel mit einem Durchmesser von 150 µm.Tag 2, IE-Erholung. , %: % IE durch Anzahl anTag 2, verglichen mit Tag 0 (Die Anzahl anTag 2 wäre die IE-Ausbeute anTag 0, multipliziert mit der IE-Erholung in %.).Tag 2, OCR/DNA: Die Insel-Sauerstoffverbrauchsrate (OCR) in (nmol/min) ist eine Messung der Quantität lebender Inseln; DNA (mg) ist eine Messung der gesamten Insel-Quantität; OCR/DNA ist folglich das Verhältnis der Insel-Quantität lebender Inseln zur gesamten Insel-Quantität und ist ein Maß für die Insel-Vialibilität.Tag 2, OCR-Ausbeute: Menge an lebendem Insel-Gewebe [Insel-OCR (nmol/min)] pro Gewicht verdautes Gewebe (g).Tag 2, Fragmentierungsverhältnis: Bruchteil der Insel-Äquivalente, berechnet aus der DNA-Messung (1 DNA IE = 10,4 ng DNA) und der IE durch Zählung. Eine Messung der Präparationsqualität; es gibt Anzeichen dafür, dass fragmentierte Inseln mit geringerer Wahrscheinlichkeit die Transplantation überleben und Insulin bilden.Tag 2, IE-basierte OCR-Ausbeute: Eine OCR-Ausbeute (OCR/g verdautes Gewebe) von unfragmentierten Inseln.
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Day 0, IE yield: islet equivalent by number per gram of tissue digested. An island equivalent (IU) is a unit volume equal to that of a 150 µm diameter sphere. -
Day 2, IE recovery. , %: % IE by count onday 2 compared to day 0 (The count onday 2 would be the IE yield onday 0 multiplied by the % IE recovery.). -
Day 2, OCR/DNA: The islet oxygen consumption rate (OCR) in (nmol/min) is a measure of the quantity of living islets; DNA (mg) is a measurement of total islet quantity; OCR/DNA is thus the ratio of islet quantity of living islets to total islet quantity and is a measure of islet viability. -
Day 2, OCR yield: amount of living islet tissue [islet OCR (nmol/min)] per weight digested tissue (g). -
Day 2, fragmentation ratio: fraction of islet equivalents calculated from DNA measurement (1 DNA IE = 10.4 ng DNA) and IE by counting. A measurement of the preparation quality; there is evidence that fragmented islets are less likely to survive engraftment and produce insulin. -
Day 2, IE-based OCR yield: An OCR yield (OCR/g digested tissue) of unfragmented islets.
Wie man sehen kann, waren die Hauptergebnisse der Persufflationslagerung denen überlegen, die mit sofortiger Isolierung und TLM-Lagerung erhalten wurden. Jedoch waren aufgrund der kleinen Anzahl von Bauchspeicheldrüsen und der intrinsischen großen Variabilität von Spender zu Spender (und/oder Isolierung zu Isolierung) die meisten Unterschiede nicht statistisch signifikant. OCR/DNA, ein Maß für die Vialibilität, war durchweg höher mit Persufflation nach 2 Tagen in Kultur, was in einem Trend in Richtung statistische Signifikanz gegenüber TLM bei 6-stündiger Konservierung (p = 0,090, n=4) und in statistischer Signifikanz bei zusammengenommener 6- und 24-stündiger Konservierung (p = 0,036, n=5) resultierte. Die letzte Spalte in
Die Transplantation von Inseln in Nacktmäuse im Nacktmaus-Bioassay (NMB) ist ein „Goldstandard“-Test für die Funktion pankreatischer Inseln (siehe Ricordi et al., „Challenges toward standardization of islet isolation technology,“ Transplant Proc., 33:1709 (2001); Ichii, et al., „A novel method for the assessment of cellular composition and beta-cell viability in human islet preparations,“ Am. J. Transplant, 5(7):1635-45 (2005); Wonnacott, „Update on regulatory issues in pancreatic islet transplantation,“ Am. J. Ther., 12:600-4 (2005); Papas et al., „Human islet oxygen consumption rate and DNA measurements predict diabetes reversal in nude mice,“ American Journal of Transplantation," 7(3):707-13 (2007)). Die fünf (5) Insel-Isolate vom Schwein verwendeten das NMB nach Persufflation für experimentelle und Kontrollbedingungen wie es das Budget und die Insel-Verfügbarkeit zuließ. Alle Werte werden in
Beispiel 2: Zusätzliche Persufflationsexperimente unter Verwendung eines elektrochemischen Sauerstoffkonzentrators (EOC) mit Bauchspeicheldrüse vom Schwein und menschlicher Bauchspeicheldrüse.Example 2: Additional persufflation experiments using an electrochemical oxygen concentrator (EOC) with porcine pancreas and human pancreas.
Diese Experimente schlossen Insel-Isolierungen ein und verglichen die Ergebnisse von nicht konservierten Lappen (Kontrolle) mit jenen von Lappen, die 24 Stunden lang mit dem Zweischichtverfahren (TLM) oder mittels Persufflation konserviert wurden. Infolgedessen war die Anzahl der Schweine-Bauchspeicheldrüsen, die für die Isolierung verwendet wurde, sieben, von denen vier für die Bewertung der Konservierung bei 6 Stunden verwendet wurden, und drei von denen wurden zur Bewertung der Konservierung bei 24 Stunden verwendet. Zusätzlich zu den durchgeführten Experimenten mit Schweine-Bauchspeicheldrüsen war es uns möglich, menschliche Bauchspeicheldrüse in Forschungsqualität zu erhalten, welche für die Überprüfung der Persufflationstechnik eingesetzt wurde. Einige Hauptergebnisse waren folgende: (1) 24-stündige Konservierung mit Persufflation unter Verwendung von elektrochemisch erzeugtem Sauerstoff resultierte in einem überlegenen Ergebnis, wenn sie mit 24-stündiger Lagerung auf TLM verglichen wird (siehe
Bei einem Experiment wurde die Auswirkung von Persufflation auf die Insel-Isolierung untersucht, indem jedes Organ vom Schwein in seine drei Lappen geteilt wurde, wobei der Duodenallappen für die sofortige Isolierung verwendet wurde, der Milzlappen 24 Stunden lang mit Persufflation konserviert wurde, und der verbindende Lappen 24 Stunden lang mit TLM konserviert wurde. Das Verfahren der Trennung jedes Organs in seine Lappen wurde gewählt, um den paarweisen Vergleich der Konservierungsverfahren zu ermöglichen, indem die Spendervariabilität eliminiert wurde. Wegen der geringen Probengröße wurde entscheiden, den für jede Bedingung verwendeten Lappen zu standardisieren (anstatt ihn zu randomisieren). Daten aus unserer Datenbank für Isolierung bei Schweinen (insgesamt -650 Isolierungen) zeigen, dass es keinen Unterschied bei der erwarteten Insel-Ausbeute pro Gramm Bauchspeicheldrüsengewebe zwischen den 3 Lappen gibt.In one experiment, the effect of persufflation on islet isolation was studied by dividing each pig organ into its three lobes, using the duodenal lobe for immediate isolation, the spleen lobe being preserved for 24 hours with persufflation, and the conjunctive flap was preserved with TLM for 24 hours. The method of separating each organ into its lobes was chosen to allow pairwise comparison of preservation methods by eliminating donor variability. Because of the small sample size, it was decided to standardize (rather than randomize) the flap used for each condition. Data from our pig isolation database (-650 isolations total) shows that there is no difference in the expected islet yield per gram of pancreatic tissue between the 3 lobes.
Es wurden mittels Histologie keine merklichen Unterschiede zwischen Organproben, die sofort nach der Entnahme (t = 0) gesammelt wurden, und denen, die im Anschluss an 24-stündige Persufflation gesammelt wurde, beobachtet. Jedoch zeigte Gewebe, das mit TLM konserviert wurde, ein hohes Vorkommen von pyknotischen Kernen, im Vergleich zu persufflierten Proben, insbesondere nach 24-stündiger Konservierung, wie man in den
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US20230069897A1 (en) * | 2020-02-12 | 2023-03-09 | University Of Newcastle Upon Tyne | Apparatus for storing an organ or body tissue, and corresponding method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100330547A1 (en) | 2009-06-18 | 2010-12-30 | Tempelman Linda A | Perfusing an organ with an in situ generated gas |
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---|---|---|---|---|
US3008A (en) * | 1843-03-21 | Machine for tttrnzstg or cutting irregular forms | ||
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JPH0459701A (en) * | 1990-06-27 | 1992-02-26 | Olympus Optical Co Ltd | Apparatus for storage of organ |
DE4342728A1 (en) * | 1993-12-15 | 1995-06-22 | Thomae Gmbh Dr K | Aq. isotonic soln. for perfusion and preservation of explanted liver |
JP3037633U (en) * | 1996-11-05 | 1997-05-20 | 相▲南▼ 金 | Hydrogen-oxygen gas generator electrolyzer structure |
WO2006052133A2 (en) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Doorzand Airdrive B.V. | Composition for cold preservation and perfusion of organs |
NL1028848C2 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-24 | Doorzand Airdrive B V | Device for transporting an organ. |
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WO2010049996A1 (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-06 | 株式会社レゾナンスクラブ | Method of preserving mammalian organ |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
SCOTT, W.E. [u.a.]: Pancreas Oxygen Persufflation Increases ATP Levels as Shown by Nuclear Magnetic Resonance. In: Transplant. Proc., Bd. 42, 2010, Nr. 6, S. 2011-2015. - ISSN 0041-1345 |
SCOTT, W.E. [u.a.]: Persufflation Improves Pancreas Preservation When Compared With the Two-Layer Method. In: Transplant. Proc., Bd. 42, 2010, Nr. 6, S. 2016-2019. - ISSN 0041-1345 |
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