JP2632531B2 - 臓器の保存方法 - Google Patents

臓器の保存方法

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JP2632531B2 JP63036555A JP3655588A JP2632531B2 JP 2632531 B2 JP2632531 B2 JP 2632531B2 JP 63036555 A JP63036555 A JP 63036555A JP 3655588 A JP3655588 A JP 3655588A JP 2632531 B2 JP2632531 B2 JP 2632531B2
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は人体等から摘出した各種の臓器を活性を保っ
た良好な状態で長期間保存する方法に関する。
《従来の技術》 従来より摘出臓器を移植時まで保存することが行なわ
れているが、当該保存手段としては臓器の動脈または門
脈から、血液と近似した性質をもつ約4℃のコリンズ液
を注入して、これを静脈から排出させる所謂潅流法なる
ものが知られており、このような潅流処理後の臓器は上
記4℃程度の温度条件にて貯蔵され、移植に際して貯蔵
臓器に血流を付与してから用いるようにしている。
しかしながら、このような従来保存方法によるときは
臓器の保存可能限度が肝臓で12時間、腎臓で96時間程度
であり、このため臓器の供与と需要との時間的調整が難
事となり、臓器移植の大きな障害となっている。
ここで、当然、上記の4℃を更に低温にすれば保存可
能時間を長くすることが考えられるが、上記従来法を施
した臓器を更に冷却し、凍結すれば細胞破壊が起こり、
臓器自体を死滅させてしまうこととなる。
そこで、この問題を解決すべく本願人は既に特公昭61
−562021(特許第1389657号)を以て下記の方法を提案
した。
この方法は、凝固温度が0℃であるコリンズ液、生理
的食塩水等の血液均等潅流液とヘパリンなどの血液凝固
防止剤との混合による緩衝液だけでなく、適時ジメチル
スルオキシド(以下DMSOという)あるいはグリセリンの
ような凍害防止剤を用いるようにするのであり、さらに
詳しくは、先ず上記緩衝液を環境液として、この中に摘
出した臓器を置き、当該環境液の温度を徐々に降下させ
ると共に、当該臓器の動脈あるいは門脈から同環境液を
注入して、これを潅流させることで臓器の内部と外部と
から同一温度で均一に冷却していき、この際当該環境液
の凝固温度(0℃)の近傍(1〜2℃)まで冷却した
後、この臓器を上記の凍害防止剤による環境液内へ移
し、この環境液により、上記と同じく潅流を行って凝固
温度である−5℃近傍まて(−4℃)冷却するのであ
り、この状態のものを当該−4℃程度にて保存しようと
するものである。
上記の方法によるときは、当該臓器は−4℃まで低温
となり、しかも凍結してしまうことはないから、臓器の
長期にわたる良好な保存が可能となるのであるが、かか
る方法によっても現時点では凝固点が、さらに低い凍害
防止剤を得ることができないことから、結局−4℃程度
が低温下の限度となってしまうのであり、このため臓器
の処理温度が低いほど保存の長期化が実現し得るに拘ら
ず、これ以上の改善が不能とされている。
《発明が解決しようとする課題》 本願における第1の発明では凍害防止剤に依存するこ
となく、臓器に対して、無害であることの確認されてい
るコリンズ液、生理的食塩水としての緩衝液中に摘出臓
器を入れ、当該緩衝液に対して圧力を付加し、この圧力
上昇によって同液の凝固点を降下させるように処理し
て、その臨界圧力以下における凝固点近傍の温度での保
存を行うことにより、上記従来法の−4℃に比し、はる
かに低い−19℃といった低い温度まで、非凍結状態にて
冷却を可能とし、当該臓器の保存期間を大幅に延長しよ
うとするのが、その目的である。
本願における第2の発明では、上記した第1の発明に
係る工程と併行して、前記した緩衝液と同じ加圧、冷却
条件下の緩衝液を、摘出臓器へ還流させるようにするこ
とで、当該臓器を外部からと内部から同速度にて冷却
し、より均一な冷却を短時間に行い得るようにするの
が、その目的である。
《課題を解決するための手段》 本発明では、上記の目的を解決するため、摘出した臓
器を、冷却装置の内槽に収容された液体冷媒中に浸漬の
耐圧容器内にて、コリンズ液、生理的食塩水である緩衝
液に浸漬した状態下で、当該緩衝液に大気圧より高く、
臨界圧力以下の加圧を徐々に付与して行くと共に、当該
加圧による圧力値にあっての凝固点近傍温度まで、上記
緩衝液を非凍結状態に保持して徐々に冷却し、爾後当該
臓器を実質的に同一の環境条件下に保存するようにした
ことを特徴とする臓器の保存方法を提供しようとするも
のである。
そして、第2の発明にあっては、摘出した臓器を、冷
却装置の内装に収容された液体冷媒中に浸漬の耐圧容器
内にて、コリンズ液、生理的食塩水である緩衝液に浸漬
した状態下で、当該緩衝液に大気圧より高く、臨界圧力
以下の加圧を徐々に付与して行くと共に、当該加圧によ
る圧力値にあっての凝固点近傍温度まで、上記緩衝液を
非凍結状態に保持して徐々に冷却する工程と併行して、
上記緩衝液と同一の加圧、冷却条件下の緩衝液を、前記
の臓器における動脈か門脈から静脈へ還流させるように
し、爾後当該臓器を実質的に同一の環境条件下に保存す
るようにしたことを、その内容としている。
《実 施 例》 本発明に係る方法の実施に際して用いることのできる
装置につき、先ず第1図によって説示すると、冷却装置
1とこれに収納される耐圧容器2と、当該耐圧容器2内
を昇圧するための加圧装置3とを具備している。
ここで上記冷却装置1は、既知の如くその断熱容器1a
に、外側の真空断熱による外側層1b、液体窒素等の低温
液化ガスが寒冷源LNとして満たされた中間層1c、そして
ヘリウムガスHeが充填されている内側層1dとが具備さ
れ、内側層1dの内側に開口された内槽1eには、フレオン
等の液体冷媒1fが収納され、かくして中間層1cの寒冷源
LNと上記液体冷媒1fとの熱交換媒体として上記のヘリウ
ムガスHeが機能することとなるものである。
すなわち、このため圧力調整器1gによって当該ヘリウ
ムガスHeの封入圧力を調整自在となし、当該圧力(密
度)の調整により寒冷源LNと液体冷媒1fとの熱交換速度
が調節され、これによって液体冷媒1fの冷却速度が制御
され得るようになしてある。
さらに、当該冷却装置1は、上記内槽1eの液体冷媒1f
内に浸漬された温度センサ1hとヒータ1iとが電気的コン
トローラ1jに結線されていると共に、モータ1kにより稼
動される撹拌機1lも、液体冷媒1f内に設けられている。
次に前記耐圧容器2は上記内槽1eに内装載設される架
台4上に載置されて、液体冷媒1fに浸漬されるが、器体
2aとこれに密閉状態にて着脱自在な閉蓋2bとからなり、
この閉成した耐圧容器2内には、前記のコリンズ液、生
理的食塩水による緩衝液Lを供給するための給液装置2c
が付設されている。
ここで、図示例では緩衝液タンク2dの緩衝液Lが、緩
衝液ポンプ2eにより給液パイプ2fを介し、緩衝液主開閉
弁2gの開成により供給されるようになっていると共に、
緩衝液副開閉弁2hの開成により、当該緩衝液Lが耐圧容
器2内の熱交換部2iを介して、液体冷媒1f内に浸漬され
た処理対象である臓器Vの動脈Vaまたは門脈Vbから緩衝
液Lに開口の静脈Vcへも流入させ得るようにしてあり、
図中2jは緩衝液L内に浸漬される圧力センサを示し前記
電気的コトローラ1jに接続されている。
さらに、前記の加圧装置3につき説示すれば、加圧器
3aはダイヤフラム3bによって気室3cと液室3dとに区画さ
れていると共に、気室3cには気体ポンプ3eにより気体圧
力を付与可能としてあり、しかも当該圧力の上昇が急速
に行われ前記臓器Vが損傷を受けることのなく徐々に加
圧されることを保証するため、前記の電気的コントロー
ラ1jにより制御される圧力調整器3fが連結されている。
一方前記液室3dは、緩衝液流通開閉弁3gを介して流通
パイプ3hにより耐圧容器2内と連通させてあり、かつ前
記のダイヤフラム3bにはエア抜き管3iが貫着されて液室
3dに開口していると共に、同管3iの気室3cから外部に引
き出された管端側にはエア抜き弁3jが介接されている。
そこで、上記装置を用いて第1の発明に係る方法を実
施するには、肝臓、腎臓等の処理すべき摘出済の臓器V
を、前記緩衝液Lに浸漬状態となるよう耐圧容器2に収
納密封し、この耐圧容器2は冷却装置1の内槽1eに収納
されている液体冷媒1f内にて架台4上に納置する。
次に給液装置2cの緩衝液主開閉弁2gを開いて緩衝液ポ
ンプ2eを稼動させるが、この際加圧装置3におけるエア
抜き管3iのエア抜き弁3jと流通パイプ3hの緩衝液流通開
閉弁3gを開成しておくのであり、これにより緩衝液タン
ク2d内の緩衝液Lが給液パイプ2fを介して緩衝液主開閉
弁2gより耐圧容器2内に注入される。
上記注入に際し、流通パイプ3h−液室3d−ダイヤフラ
ム3bに貫着のエア抜き管3iにより空気抜きが行われるた
め、注入された緩衝液Lは、耐圧容器2に充満し、さら
に流通パイプ3hより液室3dに満杯状態となるのであっ
て、この状態となったならばエア抜き管3iを閉じる。
次に加圧装置3の気体ポンプ3eを稼動させることで気
室3cに空気等を送り、これによりダイヤフラム3bを介し
て気体圧力を緩衝液Lに加えるが、この際急激な加圧は
耐圧容器2内の臓器Vに損傷を与える虞れがあるので、
気室3cに連通させた前記の圧力調整器3fを電気的コント
ローラ1jによって、プログラムコントロールするのがよ
い。
このようにして耐圧容器2内の圧力を、第2図に示す
如く緩衝液Lが大気圧から臨界圧力(2200bar)以下、
例えば2000barとなるまで昇圧し、緩衝液流通開閉弁3g
を閉じて加圧を停止し、冷却装置1による冷却を開始す
る。
すなわち上記冷却装置1の稼動により、圧力調整器1g
の調整による寒冷源LNと液体冷媒1fとの熱交換速度調節
を行って、液体冷媒1fの冷却速度を制御し、かつ温度セ
ンサ1hによる検知温度によって、前記内側層1dのHe封入
圧力とヒータ1iの出力とを、電気的コントローラ1jによ
り制御する。
このようにして液体冷媒1fを精密に温度制御し、これ
により耐圧容器2内の緩衝液Lを所望の温度に調整する
のであり、この際の温度制御は、急激な温度変化が臓器
Vに障害をもたらす虞れがあるところから、プログラム
コントローラによって厳密な制御下で徐々に行うのであ
って、かつ第2図に示される如き緩衝液Lの圧力とその
凝固点との関係に基づき、前記加圧による圧力値にあっ
ての凝固点近傍温度まで降温させるのである。
従って、前記の如く2000barとしたときは、その凝固
点である−19.5℃の近傍温度である例えば−19℃程度ま
で冷却することとなる。
さらに、第2の発明にあっては、上記のような方法の
実施に際し、臓器Vを単に緩衝液Lにより外部から冷却
するだけでなく、給液装置2cにおける緩衝液副開閉弁2h
を開いて緩衝液タンク2d内の緩衝液Lを、熱交換部2iを
介して、臓器Vの動脈Vaか門脈Vbより静脈Vcへ流過させ
るとか、耐圧容器2内の緩衝液L自体を臓器V内に還流
させるようにすれば、当該臓器Vは、外部から冷却する
緩衝液Lと同一の加圧、冷却条件下の緩衝液によって、
内部からも同速度にて冷却され、より均一な冷却が行わ
れると共に冷却速度を上げることができる。
上記のようにして緩衝液Lを凍結状態とすることなし
に、例えば−19℃といった低温にして当該臓器Vを冷却
することができることとなるが既述の実施例のように、
先に緩衝液を加圧して所定の圧力値としてしまい、その
後に冷却を行うようにしなくとも、当該昇圧を行いなが
ら冷却も併行して実施するようにしてもよく、このよう
にすることで処理時間の短縮化が可能となる。
しかし、この際もちろん昇圧されて行く圧力値を継続
的に検知し、当該圧力値における凝固点を常に下まわる
ことのないよう温度制御することが必要となるから、例
えば耐圧容器2内に設置した圧力センサ2jにより、緩衝
液Lの圧力を検知し、その検知信号を前記電気的コント
ローラ1jに入力し、これにより当該圧力に対する適正温
度を演算させるようにしたコンピュータ制御を行うにし
て、第2図の破線で示す如き温度制御を行うようにする
のがよい。
また、上記緩衝液Lに、別途DMSOやグリセリン等の凍
害防止剤を混入しておけば、前記温度制御にあって、若
干の過冷状態が発生したとしても凍結を免れることとな
るので、好都合である。
上記の如くして冷却処理が終ったならば、上記の実施
例による装置をそのまま使用し、その冷却装置1を前記
実施例では−19℃の恒温運転に切り換えて、そのまま臓
器Vを保存しても、また耐圧容器2を内槽1eから引き上
げて、図示しない別の保存恒温装置に収納して、当該臓
器Vを実質的に前記近降降下温度にて貯蔵するようにし
てもよい。
《発明の効果》 本願第1の発明は以上のようにして実施される方法で
あるから、臓器を臓器に対する安全性が確認されている
コリンズ液、生理的食塩水の介在により加圧して冷却す
ることにより、その臨界圧力以下における凝固点近傍の
温度とし、これと同じ環境条件下にて保存するようにし
たから、凍結を生じさせずに従来法に比し可成り低温ま
で冷却することができ、これにより、臓器に対する液の
毒性を心配することなしに非凍結状態での臓器保存期間
を大幅に延長することが可能となり、臓器移植のより計
画的な実施に資するところ大である。
次に本願第2の発明では、上記第1の発明に係る工程
と併行して、臓器に対し同一の加圧、冷却条件下の緩衝
液を還流させるようにしたので、当該臓器を内部から均
一条件により同速度で冷却でき、均一な冷却と冷却速度
の向上を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る臓器の保存方法の実施に供するこ
とのできる保存装置を示す縦断正面説明図、第2図は同
装置に用いられる緩衝液の圧力変化に対する凝固点の変
動を示す図表である。 1……冷却装置 1e……内槽 1f……液体冷媒 2……耐圧容器 L……緩衝液 V……臓器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】摘出した臓器を、冷却装置の内槽に収容さ
    れた液体冷媒中に浸漬の耐圧容器内にて、コリンズ液、
    生理的食塩水である緩衝液に浸漬した状態下で、当該緩
    衝液に大気圧より高く、臨界圧力以下の加圧を徐々に付
    与して行くと共に、当該加圧による圧力値にあっての凝
    固点近傍温度まで、上記緩衝液を非凍結状態に保持して
    徐々に冷却し、爾後当該臓器を実質的に同一の環境条件
    下に保存するようにしたことを特徴とする臓器の保存方
    法。
  2. 【請求項2】摘出した臓器を、冷却装置の内装に収容さ
    れた液体冷媒中に浸漬の耐圧容器内にて、コリンズ液、
    生理的食塩水である緩衝液に浸漬した状態下で、当該緩
    衝液に大気圧より高く、臨界圧力以下の加圧を徐々に付
    与して行くと共に、当該加圧による圧力値にあっての凝
    固点近傍温度まで、上記緩衝液を非凍結状態に保持して
    徐々に冷却する工程と併行して、上記緩衝液と同一の加
    圧、冷却条件下の緩衝液を、前記の臓器における動脈か
    門脈から静脈へ還流させるようにし、爾後当該臓器を実
    質的に同一の環境条件下に保存するようにしたことを特
    徴とする臓器の保存方法。
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