DE68918936T2 - Verfahren zur konservierung von organen. - Google Patents
Verfahren zur konservierung von organen.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft ganz allgemein Verfahren zum Konservieren von Organen und insbesondere ein Verfahren zur Konservierung lebensfähiger Organe eines Mammaliers, mit dessen Hilfe eine Zerstörung der Zellstruktur des Organs verhindert werden kann.
- Die Transplantation lebensfähiger Organe von einem menschlichen Körper in einen anderen ist fast schon zu einem alltäglichen Eingriff geworden. Eine der Schwierigkeiten dieses Verfahrens besteht darin, die Lebensfähigkeit der Organe nach der Entnahme von einem Spender und bis zur Übertragung in einen Empfänger zu erhalten. Es ist bekannt, entnommene Organe zu kühlen, um sie am Leben zu erhalten. Beim Kühlen der Organe ist es wichtig, Veränderungen des Zellaufbaus zu minimieren.
- Die US-PS 4 601 909 (Nagoshi) vom 22. Juli 1986 beschreibt ein Verfahren zum Tiefkühlen von Fischereiprodukten. Bei diesem Verfahren wird eine Sole zubereitet, die Rapsöl, Propylenglykol, Kalziumchlorid und Wasser enthält; diese Sole wird gekühlt, worauf die Meeresfrüchte in die gekühlte Sole getaucht werden, bis sie gefroren sind. Das Rapsöl soll dabei die Gefrierrate der Meeresfrüchte erhöhen und die Zeit reduzieren, die zur Durchführung des Tiefkühlprozesses notwendig ist. Die Sole verhindert oder verringert eine Zerstörung des Muskelgewebes der Seefrüchte aufgrund der Bildung von Eiskristallen. Eine dadurch hervorgerufene Qualitätsbeeinflussung durch den Gefrierprozeß wird dadurch vermieden.
- Ein ähnliches Verfahren zum Schnellgefrieren von Fleisch ist Gegenstand der US-PS 4 654 217 desselben Erfinders vom 31. März 1987. Das dort behandelte Verfahren entspricht im wesentlichen dem des früheren Patentes mit der Ausnahme, daß es für Rindfleisch, Geflügel, Schweinefleisch und dgl. vorgesehen ist.
- In der US-PS 4 657 768 (Nagoshi) vom 14. April 1987 ist ein Verfahren zum Tiefkühlen von leichtverderblichen Lebensmitteln beschrieben, gemäß dem die Lebensmittel in einen wärmeleitenden Behälter gelegt werden, wonach die gegenüberliegende Oberfläche des Behälters in Berührung mit einer gekühlten Sole oder einem verflüssigten Gas gebracht wird. Dadurch werden die leicht verderblichen Lebensmittel rasch tiefgefroren, ohne daß sie eingetaucht werden müssen.
- Die US-PS 4 689 963 (Sakai) vom 1. September 1987 betrifft ein Verfahren zur Tiefkühlung von Lebensmitteln. Dieses Verfahren ist ähnlich dem Nagoshi-Verfahren mit der Ausnahme, daß eine Soleschicht zusammen mit den verderblichen Lebensmitteln in den wärmeleitenden Behälter gelegt wird.
- Keine dieser Patentschriften lehrt oder legt nahe, die Verfahren zu verwenden, um entnommene, lebensfähige Organe für die Transplantation zu konservieren.
- Es ist somit wünschenswert, über ein Verfahren zum Erhalt der Lebensfähigkeit entnommener Organe zu verfügen.
- Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Kühlen entnommener, lebensfähiger Organe zu schaffen.
- Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Kühlen dieser Organe aufzuzeigen, bei dem eine Sole mit einer wirksamen Menge eines geeigneten Öls verwendet wird.
- Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Methode zum Kühlen lebensfähiger, entnommener Organe zu entwickeln, bei der die Zellstruktur dieser Organe nicht zerstört wird.
- Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, eine wirtschaftliche Methode zum Kühlen solcher Organe zur Verfügung zu stellen.
- Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich teilweise von selbst, teilweise aus der nachfolgenden Beschreibung.
- Gemäß der Erfindung ist ganz allgemein ein Verfahren zur Konservierung lebensfähiger Organe eines Mammaliers vorgesehen, die transplantiert werden sollen. Entsprechend dem Verfahren wird eine Sole zubereitet, die ein geeignetes Öl enthält. Diese Sole wird auf eine Temperatur zwischen -30ºC (-22ºF) und -42ºC (-43,6ºF) abgekühlt. Das lebensfähige Organ wird zur Transplantation entnommen und der gekühlten Sole für eine Zeit ausgesetzt, die ausreicht, das Orgen zu kühlen und dessen Lebensfähigkeit zu erhalten. Die Sole enthält im allgemeinen Glykol, ein Salz und Wasser sowie Kruziferenöl.
- Die Erfindung umfaßt dementsprechend die verschiedenen Schritte und die Beziehungen eines oder mehrerer Schritte untereinander, was sich aus der folgenden Beschreibung eines Beispiels für das Verfahren ergibt, wobei die Ziele der Erfindung in den Ansprüchen angegeben sind.
- Als erster Schritt in dem Verfahren zum Kühlen entnommener, lebensfähiger Organe gemäß der Erfindung wird eine geeignete Sole zubereitet, die ein Kruziferenöl enthält. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei Öl einer Pflanze der Gattung Brassica verwendet. Diese Öle umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Öl der Pflanze Brassica campestris, allgemein bekannt als Rapsöl, und Öl der Pflanze Brassica hirta, bekannt als Senföl.
- Rapsöl hat seinen Stockpunkt bei 14ºF (-10ºC), ein spezifisches Gewicht von 0,915 bei 59ºF (15ºC), einen Brechungsindex von 1,4706 bei 122ºF (50ºC), eine Jodzahl von 98,6 und eine Verseifungszahl von 174,7. Das Öl enthält etwa 1 % Palmitinsäure als einzige gesättigte Komponente, etwa 32 % Oleinsäure, etwa 15 % Linolsäure, ungefähr 1 % Linolensäure und ca. 50 % Erucasäure. Palmitinsäure, auch bekannt als Hexadecansäure, ist eine gesättigte Fettsäure, die 16 Kohlenstoffatome und ein Molekulargewicht von 256,4 hat.
- Oleinsäure, auch bekannt als (Z)-9-Octadecansäure, hat 18 Kohlenstoffatome und 1 Molekulargewicht von 282,5. Der Doppelbindungspunkt liegt zwischen dem 9. und 10. Kohlenstoffatom in der Kette. Das Molekül hat eine Cis-Form.
- Linolsäure hat zwei Positionen der Ungesättigtheit oder Doppelbindung und ist auch bekannt als Cis, Cis-9,12-Octadecadiensäure. Diese Säure hat 18 Kohlenstoffatome und ein Molekulargewicht von 280,5.
- Die Linolensäure hat drei Doppelbindungspositionen und ist bekannt als (Z,Z,Z)-9,12,15-Octadecatriensäure. Diese Säure hat 18 Kohlenstoffatome und ein Molekulargewicht von 278,4.
- Die Erucasäure, ein Hauptbestandteil der Öle der Gattung Brassica, ist auch bekannt als (Z)-13-Docosansäure. Die Erucasäure hat 22 Kohlenstoffatome mit einer Doppelbindungsstelle und einem Molekulargewicht von 338,6.
- Senföl ist ähnlich und hat ein spezifisches Gewicht von 0,9145 bei 59ºF (15ºC), einen Brechungsindex von 1,475 bei 122ºF (50ºC), eine Jodzahl von 102 und eine Verseifungszahl von 174. Senföl hat einen Anteil von 1,3 Gew.% Myristinsäure als einziger gesättigter Säure, 27,2 Gew.% Oleinsäure, 16,6 Gew.% Linolsäure, 1,8 Gew.% Linolensäure, 1,1 % Behensäure, 1,0 % Lignocerinsäure und 51,0 % Erucasäure. Die Myristinsäure, die auch als Tetradecansäure bekannt ist, hat 14 Kohlenstoffatome und ein Molekulargewicht von 228,4.
- Die Behensäure ist auch bekannt als Docosansäure. Sie hat 22 Kohlenstoffatome und ein Molekulargewicht von 340,6. Die Lignocerinsäure, auch bekannt unter Tetracosansäure, hat 24 Kohlenstoffatome und ein Molekulargewicht von 368,6. Die weiteren Bestandteile des Senföls sind oben erläutert.
- Das Öl wird in einer Menge von weniger als 1 Gew.% verwendet, vorzugsweise weniger als 0,8 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,5 Gew.% der Sole.
- Selbstverständlich können bei der Erfindung andere Öle als Rapsöl oder Senföl verwendet werden. So können beispielsweise synthetische Öle zweckmäßig sein, die die erläuterten Eigenschaften haben. Die Art und Weise, in der die Öle wirken, wird weiter unten im einzelnen erläutert, wobei verständlich wird, daß auch andere Öle in zufriedenstellender Weise gemäß der Erfindung wirken und entsprechend ausgewählt werden können.
- Zusätzlich zu dem Kruziferenöl enthält die Sole im allgemeinen auch Glykol, ein anorganisches Salz und Wasser. Geeignete Glykole sind beispielsweise, ohne hierdurch eine Einschränkung zumachen, Ethylenglykol, Propylenglykol, Benzylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Diphenylglykol, Ethylidenglykol oder dgl.. Jedes Glykol kann einzeln oder in Kombination mit den anderen Glykolen verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird Propylenglykol eingesetzt. Der Glykolanteil beträgt zwischen 30 Gew.% und 50 Gew.% der Sole, vorzugsweise zwischen 35 Gew.% und 45 Gew.% und besonders bevorzugt etwa 40 Gew. %.
- Die Salze, die gemäß der Erfindung sehr zweckmäßig sind, können ohne Beschränkung darauf Kalziumchlorid, Kalziumbromid, Kalziumjodid, Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Kaliumjodid o. dgl. sein.
- In bevorzugter Weise wird Kalziumchlorid verwendet. Das Salz hat einen Anteil von zwischen 5 Gew.% und 15 Gew.% der Sole, vorzugsweise zwischen 7 Gew.% und 13 Gew.% und am zweckmäßigsten von etwa 10 Gew.%.
- Der Wasseranteil liegt zwischen 40 Gew.% und 60 Gew.%, vorzugsweise zwischen 45 Gew.% und 55 Gew.% und bevorzugt bei etwa 50 Gew.%.
- Bei einem besonders bevorzugten Verfahren enthält die Sole zwischen 0,1 und 0,5 Gew.% Kruziferenöl, etwa 40 Gew.% Propylenglykol, etwa 10 Gew.% Kalziumchlorid und eine entsprechende Restmenge Wasser. Das Kruziferenöl ist vorzugsweise Rapsöl.
- Gegenwärtig wird angenommen, daß sich dann, wenn die das Öl enthaltende Sole auf eine Temperatur zwischen -30ºC (-22ºF) und -42ºC (-43,6ºF) abgekühlt wird, feine Eiskristalle bilden, die sich gleichmäßig in der Sole verteilen. Diese Kristalle erlauben einen wirkungsvollen Kältetransport und haben eine Erhöhung der erwarteten Abkühlrate des in die Sole getauchten Organs zur Folge. Dadurch wird die Zeit für das Abkühlen des entnommenen Organs verringert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, über die die Wärme aus der Sole abgeführt werden kann, wenn das Organ einem Wärmeaustausch mit der Sole ausgesetzt wird. Dadurch bleibt die Temperatur der Sole im wesentlichen konstant, wenn das entnommene Organ mit einer nominellen Körpertemperatur von 37ºC (98,6ºF) eingetaucht wird. Damit kann das entnommene Organ rasch abgekühlt werden, wobei die Bildung von Eiskristallen, ein Zusammenbruch des Zellgewebes und eine Beeinträchtigung des Organs auf ein Minimum reduziert werden.
- Lebensfähige Organe werden mit Hilfe bekannter Techniken entnommen. Die Organe werden dann dadurch gekühlt, daß sie einem Wärmeaustausch mit der gekühlten Sole ausgesetzt werden, wodurch die Lebensfähigkeit erhalten bleibt, bis das Organ verpflanzt worden ist. Im allgemeinen ist das Organ ausreichend abgekühlt, wenn es weniger als 2 Minuten, vorzugsweise zwischen einer halben und anderthalb Minuten eingetaucht worden ist. Dieses Verfahren ist deshalb besonders zweckmäßig, weil eine Schädigung der Zellstruktur minimiert wird und die Lebensfähigkeit erhalten bleibt.
- Bei einem alternativen Verfahren, das gemäß der Erfindung zweckmäßig sein kann, wird das Organ dadurch gekühlt, daß es in einen wärmeleitenden Tiegel oder Trog gebracht wird. Die andere Seite des Tiegels oder Trogs wird dann in Berührung mit der erläuterten, gekühlten Sole gebracht. Bei einer weiteren Alternative der Erfindung wird die Sole zusammen mit einem das Organ enthaltenden Behälter in einen wärmeleitenden Trog gebracht, dessen entgegengesetzte Seite in Berührung mit der gekühlten Sole gebracht wird, um das Organ zu kühlen.
- Das Verfahren ist sehr nützlich, um die Lebensfähigkeit entnommener Organe aufrechtzuerhalten, bis ein geeigneter Empfänger ermittelt und vorbereitet ist. Organe, die sich für das Verfahren eignen, sind u.a. Leber, Herz, Augen oder dgl., ohne daß darin eine abschließende Beschränkung zum Ausdruck kommen soll. Das Verfahren kann nämlich auch eingesetzt werden, um die Lebensfähigkeit abgetrennter Gliedmaßen bis zu ihrer Wiederbefestigung oder Muskelgewebe bis zur Verpflanzung zu erhalten. In der Beschreibung und den Ansprüchen umfassen die Begriffe "Organe" und "entnommene Organe" auch abgetrennte Glieder, Muskelgewebe und dergleichen.
- Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die gesteckten Ziele, wie sie teilweise angeführt wurden, in wirkungsvoller Weise erreicht werden. Bei der Durchführung des Verfahrens können gewisse Änderungen vorgenommen werden, ohne dadurch den Erfindungsgedanken zu verlassen. Alle Tatsachen, die in der vorstehenden Beschreibung enthalten sind, sollen als Beispiele dienen, ohne die Erfindung einzuschränken.
- Die folgenden Ansprüche decken alle allgemeinen und besonderen Merkmale der Erfindung ab, wobei alle Erläuterungen der Ziele der Erfindung damit umfaßt werden. Schließlich können die in den Ansprüchen angegebenen Bestandteile oder Verbindungen, die im Singular wiedergegeben sind, auch kompatible Mischungen dieser Bestandteile umfassen, wenn dies vom Sinn her möglich ist.
Claims (17)
1. Verfahren zur Behandlung von Blut, das dem Körper eines
Mammaliers entnommen ist und wenigstens einen kälteempfindlichen
Organismus enthält, wobei
- eine Sole zubereitet wird, die ein Kruziferenöl in einer Menge
zwischen 0,1 und 1 Gew.% enthält,
- die Sole auf eine Temperatur zwischen -30º C und -42º C
abgekühlt wird und
- das entnommene Blut gegenüber der gekühlten Sole einem
Wärmeaustausch von weniger als 2 Minuten ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl
einer Pflanze der Gattung Brassica entnommen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl
aus der Gruppe ausgewählt ist, die Rapsöl, Senföl oder deren
Mischungen enthält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Öl Erucasäure als die einzige große
Komponente enthält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Öl weniger als 2% gesättigte
Bestandteile hat.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Öl in einer Menge zwischen 0,1 und 0,5
Gew.% der Sole verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sole ferner Glykol, ein anorganisches
Salz und Wasser enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Glykol Propylenglykol ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Glykol in einem Anteil zwischen 30 und 50 Gew.% der Sole
verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Salz Kalziumchlorid ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Salz in einem Anteil zwischen 5 und 15 Gew.%
der Sole verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß Wasser in einem Anteil zwischen 40 und 60 Gew.%
der Sole verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das abgekühlte Blut wieder auf die
Körpertemperatur des Mammaliers erwärmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
abgekühlte Blut auf eine Temperatur von 37º C erwärmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der kälteempfindliche Organismus ein
HIV-Virus und der Mammalier ein Mensch ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß dieses als kontinuierlicher Prozeß
durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß dieses als diskontinuierlicher Prozeß durchgeführt
wird.
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