JPH07500815A - コンピュータ制御される低温保護剤灌流装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コンピュータ制御される低温保護剤潅流装置及び方法発明の分野 この発明は、器官の潅流の分野に関する。より詳細には、それは、摘出された動 物、そしてより限定的には人間の器官を潅流するための、コンピュータ制御され る装置及び方法に関する。さらに、より詳細には、この発明は、ガラス化するこ とができる濃度の低温保護性の薬剤を、保存及びこれに続く使用のために、摘出 された器官又は組織の中に及び中から、導入し及び除去するための装置及び方法 に関する。

発明の背景 器官の低温保存（すなわち、非常に低い温度での保存）は、今日血液銀行が医療 共同体にサービスを提供しているのと全く同じ方法で、移植外科医師のために器 官銀行が設立されるのを可能にするであろう。低温保存に関する主な困難さは、 それが高濃度の低温保護性の薬剤（非常に低い温度への冷却中における凍結損傷 をできるだけ少な（し及び防止する水溶性の有機分子）でもって器官を潅流する ことが必要であるといったところにある。現在までのところ、この潅流手法を実 施するためには、十分に適切な装置又は手法は開発されていない。これは、可及 的に生命を救うことができるであろう実用的な器官銀行の設立を妨げてきている 。

低温保護剤でもって器官を潅流するための仕組み及び方法は、１９７０年代の初 期より文献中に述べられてきている。ペグＤＥ、著、低温での細胞、組織及び器 官の銀行業、低温生物学における現在の動向、編集者Ａ、Ｕスミス、プレナムプ レス、ニューヨーク、１９７０年、１５３〜１８０頁、しかしとくには１７５〜 １７７頁：及びペグＤ、　Ｅ、著、低温保護性の薬剤でのうさぎの腎臓の潅流、 低温生物学９：４１１〜４１９．１９７２年を参照されたし。

ペグによって初めに記述された装置においては、１つは低温保護剤を用い、１つ は用いない、２つの潅流回路が同時に作動した。低温保護剤は、低温保護剤を含 まない回路から低温保護剤を含む回路へ突然に切り替えることによって導入され 及び除去され、この後再び元に戻された。圧力は記述されていない手法によって 制御され、データは、プログラム制御可能なデスクトップ式のリング計算機によ って処理された紙テープ出力を供給するデータロカーに供給された。その実験結 果は満足できるものではなかった。記述された装置及び手法は、後でそれらをか なり修正したペグ及び彼の同僚によって不適切であると考えられた。

１９７３年に、Ｇ、Ｊ、ンヤーウット及びＪ、Ｒ，フラワーは、器官保存（編集 者、ＤＥ、ペグ、チャーチルリビングストン、ロンドン、１９７３年、１５２〜 １７４頁）の中で、４つの可能な潅流システムを記述しているが、そのどれもが 建設されたとは知らされていない。第１のシステムは、多流路バルブを経由して 器官に直接接続された一群の貯留器を備えていて、変化は、ある貯留器から他の ものへの切り替えに同調して単純に生じさせられた。

第２のシステムは、希釈液貯留器及び低温保護剤濃縮液貯留器から、混合室の中 への、さらには腎臓への流れを計量することによって濃度の変化を生じさせた。

腎臓への流れを制御するためのセパレートポンプは含まれていなかった。全体の 流れは、混合のために用いられるメタリングポンプの出力によって制御された。

熱交換器が、フィルタの後というよりはむしろ前で用いられ、どのような動脈系 の状態検出をも欠いていた。以下でまもなく明らかとなるであろうとおり、この システムと本発明との間の唯一の類似性は、２つの濃度センサが使用されていて 、１つが腎臓の動脈路中にあり、１つが静脈路中にあることてあった。器官流速 は、Ａ−Ｖ濃度差を最小限に抑えるために強制的に変化させられた。回路中にお ける腎臓の前後ての濃度の検出は、本発明における屈折計及び差分屈折計の使用 と類似しているが、実質的には劣っている。本発明者らの経験は、差分屈折計の 使用が、そのより大きな検出性能のために必要であるということを示してきてい る。

器官流れを制御することによって器官のＡ−Ｖ勾配を制御するといった概念は、 本発明のシステムよりは明らかに劣っている。

ンヤーウッドらによって記述された第３のシステムもまた腎臓潅流ポンプを欠い ており、腎臓への所望の潅流圧を維持するといった方法で、フィルタから潅流液 を再循環させるのを背圧制御弁にまかせている。第２のンヤーウッドシステムに ついてと同様に、熱交換器がフィルタに近接し、バブルトラップは存在しない。

潅流液貯留器の濃度は、第２のシャーウッドシステムにおけるのと同様に、低温 保護剤又は希釈液の計量された添加によって制御されるが、もし器官からの流れ が再循環されなければ、潅流液の容量及び濃度を維持し及び制御する上において 大きな問題が生じる。これらの特徴はいずれも好ましくない。

第４のシステムは、主たる論文に対する付録中で、ペグによって記述された。

このシステムでは、潅流液は、熱交換器を通して混合貯留器から腎臓へ直接重力 によって排出され、腎臓を通過した後で貯留器再導入されている。濃度はまた、 貯留器から屈折計へ液体を直接的にそして個別にポンプ輸送し、そして戻すこと によって検出される。

修正及び付加的な項目は、１９７７年に報告された（ペグＤ、　Ｅ、及びラスト マンＭ、Ｔ、　、５℃におけるグリセロール溶液でのうさぎの腎臓の潅流）。そ の装置は、１つの混合貯留器と、グリセロール濃縮液又はグリセロールを含まな い潅流液を、濃度を制御するために混合貯留器に加えるための１つの貯留器とを 用いた。

混合貯留器の容積は、潅流中は一定とされ、リニアな濃度変化速度を維持するた めの低温保護剤の洗い流し期間中、希釈液の添加速度を累進的に増加させる必要 がある。一定の混合貯留器容積及び単一の供給貯留器の存在はまた、潅流液濃度 を突然に変化させることを不可能にした。腎臓及び腎臓の前の熱交換器以外の回 路のすべての構成要素は、３０°Ｃで一定に調温されている貯留器とともに、周 囲の温度の下で、研究室の仕事台の上に配置されていた。腎臓及び熱交換器は、 その内部の温度が制御されていないメチロフオーム類の箱の中に配置されていた 。

腎臓の周囲の空気温度の制御のこの欠落にもかかわらず、静脈系の温度又は腎臓 の表面温度すら測定されず、動脈系の温度のみが測定された。メチロフオーム類 の箱の使用はまた、無菌状態での潅流を不可能にした。器官の流速を測定する唯 一の可能な方法は、流出再循環ポンプのスイッチを切って流出液貯留器中に所定 の容積の流体が貯えられるのに要する時間をマニュアル操作で記録することであ った。なぜなら、本発明とは異なり、器官に格別に供給する潅流ポンプが存在し ないからであった。圧力は、腎臓の抵抗を基礎とするのではなく、腎臓と、熱交 換器を通しての潅流液の急速な循環と混合貯留器への還流とを可能にするｔこめ １こ用いられるマニュアル操作で調整することができるノ（イｄス）＜ルブとの 複合抵抗を基礎として制御されていた。圧力センサは動脈系の套管に配置されて ＬＡで、マニュアル操作での洗浄を必要とする流体のデソトスペースをつくって しまし１、もし力）すると動脈系の套管の中に混合されていないデ・ソドスペー スの流体の望ましくない添加を引き起こすことになったてあろう。圧力制御は、 その電気回路力くネ刀期の報文（Ｄ、Ｅベグ及びＣＪ、クリーン著、低温潅流に よる腎臓の保存１、圧力ル制御の重要性、低温生物学１０．５６〜６６．１９７ ３年）に記載された、格別１こ製作された圧力制御ユニットを用いて成し遂げら れた。静脈系の濃度で（まなく、動脈系の濃度が測定された。コンピュータによ る制御又は監視は用ＬＸられな力１つた。濃度は、記録可能な屈折計の出力をプ ロセスコントローラに供給してＩＪニアな電圧傾斜発生器の出力と比較し、そし て濃縮液又は希釈液の流速を適当；こ調節することによって制御された。グリセ ロールの濃度は、混合貯留器及び動脈系のサンプルポートの両方て、５分間隔で マニュアル操作で測定されｔこ。明ら力１（こ、屈折計は、記録手段へ測定可能 な信号を送るためには用Ｌ１られてＬｓな力１つｔこ。温度及び流量は、５分間 隔てマニュアル操作で記録された。動脈系の圧力及び腎臓の重さは、帯状グラフ 用紙レコーダ上にペン書きする形で記録されｔ二。これらの特徴はいずれも望ま しくない。

さらに改良されたものが、ヤコブセン１．Ｅ、、ペグＤ、Ｅ、、ラストマンＭ、 Ｃ及びロビンソンＳＭ、著、１０°Ｃてグリセロール溶液で潅流されｔこうさぎ の腎臓の移植、低温生物学１５．１８〜２６．１９７８年、におＬｌて報告され た。泡トランプがつけ加えられ、腎臓の〕＼イパスてのサンプルボート力（重力 １れ（代わりに濃度はバイパス路の末端て測定された）、そして温度はマニュア ル操作て５分毎にてはなく、帯状グラフ用紙レコーダてのペン書きの形で記録さ れｔこ。さら書こ、これらの著者はバイパスの濃度は貯留器の濃度よりも５分間 遅れ（参照、本発明では動脈系の濃度に対して３分間又はこれより小）、そして 末端の低温保護剤１濃度は、混合貯留器に５リツトルの希釈液を添加した後で７ ＱｍＭよりも小さくすることはできないと報告した（参照、３リツトルよりも少 ない希釈液を用いるとともに、ヤコブセンらのものの約２倍の低温保護剤のピー ク濃度を用いた本発明ては、末端濃度はほぼゼロ）。

そのシステムの変形例もまた、ヤコブセンによって同じ年に報告された（ヤコブ セン１．Ａ、著、うさぎの腎臓における血管のアルブミンの潅流によるグリセロ ールの分配及び除去、低温生物学１５．３０２〜３１１．１９７８年）。ヤコブ センは測定はしたが、潅流時における腎臓の周囲の空気の温度を記録しなかった 。彼は、混合貯留器の容量を７０ｍ１に減らしたが、これは回路の全容量４００ ｍ１の中では小さな割合であった。電子出力の屈折計は見当たらず、常にグリセ ロール濃度を直接検出して、添加及び流失を制御するようにしてきている。代り に、濃度又は希釈液の流速の計算値が墨でもって紙の上に書かれ、リーズ及びノ ースラップ・トレンドトラックのプログラマによって読み取られ、これはこの後 、濃縮液／希釈液ポンプを制御した。回路の容量が小さいのにもかかわらず、到 達することができた低温保護剤の最小濃度は約１００ｍＭであった。

同じシステムの追加の変形例が１９８１年にアルミテージらによって報告された （Ｗ　Ｊ　アルミテージ、Ｇ　マセス及びり、　Ｅ、ペグ著、セレン−ｄｌ−メ チオニンはエタンンオールで保護された心臓の凍結傷害を低減する、低温生物学 １８．３７０〜３７７．１９８１年）。基本的には、従来より用いられているす べての潅流回路は冷凍室の中に配置された。電圧傾斜コントローラに代ってカム 従動部が用いられた。しかしながら、再び、カムを適切にカットするために理論 的な方程式を用いて、グリセロール又は希釈液の必要な添加速度を計算すること が必要であるが、かかる企ては、所望の濃度一時間履歴を実際に達成する上で誤 差を生じさせるかもしれない。最終的には、追加の貯留器が回路につけ加えられ るといった修正が行われた。この貯留器は明らかに、手動式のコックによってア クセスされにの貯留器への及び貯留器からの切り替えのやり方は明確には説明さ れなかった）、新しい貯留器の使用は、潅流液をろ過し又はそれを泡トラ・ンブ を通して送ることを可能にすることを犠牲にした。新しい貯留器は、低温保護剤 の濃度を変えるためには用いられず、むしろ、それは、低温保護剤が加えられた 後で媒体のイオン組成を変えるために用いられた。混合貯留器の容量はｓｏｏｍ ｌに設定され、最終的な低温保護剤の濃度が４ＱｍＭに到達することが可能とさ れた。

上記の回路は、本発明者に知られた他の者による低温保護剤の技術の現在適用し ている状態を示している。

本発明者によって前に述べられた低温における器官の保存へのアプローチは、冷 却時における器官の凍結よりもむしろガラス化をもたらした。ガラス化又は凍結 しない固体化は、生体システムにおいて、これらのシステム中の水の大部分を、 その存在が結晶化を禁止する低温保護用の薬剤（低温保護剤としても知られてい る）で置き換えることによってもたらされることができる。し、かじながら、よ く知られた技術においては、器官を殺さずに低温保護剤を濃度を十分に高くして 使用することは決して可能とはなっていない。カラス化は典型的には６モルの低 温保護剤よりも高濃度であることを必要とするが、器官の生存のための限界濃度 は典型的には約４モルである。

低温保護剤によって引き起こされる可能性がある損傷の１つのタイプは、浸透性 の損傷である。低温生物学者は、摘出された細胞及び組織に対する低温保護剤の 添加及び除去の期間中における不必要な損傷を防止すべく、１９５０年代に低温 保護剤の浸透効果及びこれらの効果の制御の必要性について研究を行った。同様 の研究が、低温生物学者が低温保護剤での器官全体の潅流についての研究に移行 したときに行われた。浸透性の理論における注目点は、器官への低温保護剤の添 加の許容性を生じさせるために、必要不可欠であった。低温保護剤の有害な浸透 効果制御するための努力がなされたのにもかかわらず、低温保護剤に対する許容 度の限界は未だに見出されていない。これらの化学薬品の過渡的な浸透効果とは 独立した、低温保護剤の真の先天的な毒性効果があるように思われる。

本発明者及びその他の者による研究は、低温保護性の薬剤の非浸透性の先天的な 毒性を制御する方法を究明した。その結果は、いくつかの技術が単独で及び組み 合わせで有効となる可能性があることを示唆している。これらは、（ａ）低温下 における最高濃度での露出、（ｂ）その効果が互いの毒性を打ち消し合う低温保 護剤の特別な組み合せを用いること、（Ｃ）それらの特別の低温保護剤に対して 最適化された媒体溶液中ての低温保護剤の露出、（ｄ）池の点て必要とされる透 過性の薬剤の一部と置き換えることができ、これにより細胞の内部を付加的な細 胞内薬剤に露出させないようにする非透過性薬剤の使用、＜ｅ）急速な時間依存 性の毒性の濃度範囲内での時間消費を最小にすること、を含んでいる。全器官を 死滅させることなくガラス化可能な溶液でもってそれらを処理することを可能と することがてきるように、これによってこれらの理論が全器官に応用されること が可能な手段は、しかしながら、明らかにはされておらず、また実用化されても いない。

これらの技術のいくつかは、浸透力の制御の必要性と相反する可能性がある。

例えば、温度を低下させることはまた、低温保護剤の流入流出速度を低下させ、 これによって浸透効果を長引かせるとともに強めてしまう。同様に、低温保護剤 に対する露出時時間を最小限に抑えることは、他の可能な浸透効果を最小限に抑 える。このように、浸透性の損傷の制御と、毒性の制御との間には、バランスが 保たれなければならない。このバランスが得られるような適切な手段は、その文 献中には記述されていない。いくつかの場合には、これらの薬剤に対する露出時 間を最小限に抑えることによって、低温保護剤の浸透効果を強めることが有益で あり、結果として生じる低毒性を補うということもまた事実である。しかし、全 器官の中てこれを達成する安全な手段は記述されていない。　低温下における器 官の保存は、価値の高い人間の器官の浪費をかなり減らすことを可能にするであ るし、かつ提供者と受入者のより良好なマツチングを容易にするであろう。この 因子は、拒絶反応の制御における近年の多くの進歩にもかかわらず、重要であり 続ける。タキフＨ１ら著、移植４７．１０２〜１．０５（１，９＆９年）、ギル クスＷ。

Ｒら著、移植４３．６６９〜６７４（１９８７年）参照。移植された器官に対す る許容度の導入に関する最近の研究では、受入者の免疫システムが再教育されて 移植片を自分自身として受け入れるには１０〜２００日を必要とするとしており 、この時間は、死体の器官を低温保存することが可能となることによってのみ達 成されることができる。ポセルトＡＭ、ら著、科学２４９．１２９３〜１２９５ （１９９０年）、レムンＧ、ら著、ランセット３３７．７５０〜７５２（１９９ １年）、参照。

器官の低温保存における１つの主な制約は、低温剤濃度一時間の履歴、圧力及び 温度のような潅流パラメータを制御するための適切な装置が欠落しているという ことである。前記の標準的な潅流装置は本出願につながるものではな（、かつこ こでめられている要求を満たすことは不可能である。今までに知られている特許 を受けた技術は以下に記載する通りである。

米国特許Ｎｏ、３．７５３．８６５　ヘルサーら米国特許Ｎｏ、３゜７７２．１ ５３　ロイサートら米国特許Ｎｏ、３．８４３．４５５　ヒール米国特許Ｎｏ、 ３．８９２．６２８　ソーンら米国特許Ｎｏ、３．９１４．９５４　トエリグＲ ，に米国特許Ｎｏ、３．９９５．４４４　クラークら米国特許Ｎｏ、４．６２９ ．６８６　グルエンヘルグＭ、Ｌ米国特ｎＮｏ、４．８３７．３９０　ル／−Ｒ ，濾過去における低温保存の出願に記述された装置は、比較的単純な実験的な調 書のみが実施されるのを可能にし、使用するにはしばしば不便なものであつｔこ 。ただ、アデム及びハーネスのみか、低温保護剤での器官の潅流のため１ニコン ピユータを用いることを報告している。アデムＣ，Ｇ　ら著、生医学工学３．１ ３４〜１３９．１９８１年、参照。しかしながら、それらの固有の設計（よその 手］ｊ用を由１１約するいくつかの重大な欠点を有している。

本発明は、既知の装置及び方法のすべての欠点を実質的に克服するものである。

発明の概要 その最も基本的な形態においては、本発明は、心臓、腎臓、肝臓等のような生物 の器官を潅流するための、コンピュータによって制御された装置及び方法（こ向 けられている。

本発明にかかる装置は、複数の流体貯留器及び生物の器官を保持するｔこめの２ に官コンテナを含んでいる。第１の流体流路は、複数の貯留器から必要とさ４す るセッサ及び温度調節手段への、並びに複数の貯留器への戻りのル−プてもって 定義される。貯留器は、第１の流体流路に択一的に接続することがてきる。ポン プ手段が、第１の流体流路から第２の流体流路へ流体をポンプ輸送するため（＝ 、第１の流体流路に介設されている。器官コンテナはこの第２の流体流路に配置 されている。ポンプ手段はまた、器官コンテナから１つもしくはこれより多い貯 留器へ、又は排出部へ流体をポンプ輸送するために、第２の流体流路にも含まね ている。

１つ又はこれより多いセンサが、第１及び第２の流体流路中を流れている流体の 濃度、温度、ｐＨ及び圧力のうち少くとも１つを検出するために、流体の流路に 介設されている。測定手段が、器官コンテナの流体の流れ方向にみて、上流側と 下流側との間の濃度差及び温度差を測定するために、第１及び第２の流体流路に 介設されている。センサ及び測定手段は、センサからコンピュータへ連続的な情 報の流オ］を与えるために、プログラム式のコンピュータに接続されている。ｔ Ｐ的には、コンピュータは、（ａ）各貯留器から個別に流体流路への流体の流れ と、（ｂ）第２の流体流路中を流れている流体の濃度、温度、圧力及びｐｉ−ｔ のうち少くとも１つとを、オペレータを介在させることなく予め設定されたコン ピュータプログラムに従って連続的かつ択一的に制御するために、選択手段及び ポンプ手段に接続される。

本発明のもう１つの特徴は、この流体の流路から流れてくる流体の温度を調節す るために、第１の流体流路に介設された熱交換器を備えてもよいということであ る。第２の熱交換器が、第２の流体流路中を流れている流体の温度を調節するた めに、第２の流体流路に介設されてもよい。第３の流体流路が、器官コンテナと 複数の貯留器との間に定義されてもよい。第３のポンプが、器官コンテナから１ つ又はこれより多い貯留器への流体をポンプ輸送するために、第３の流体流路に 介設されてもよい。

本発明の特徴及び利点 この発明は多くの特徴及び利点を有しているが、その中て最も重要なものは次の とおりである。

１、それは、器官の潅流液中における低温保護剤もしくは他のあらゆる流体又は 薬品の濃度を、予め設定された濃度一時間の履歴の幅広い変化に対応して、多か れ少なかれ器官を流れる潅流液流速とは独立に、他の薬品又は浸透性の薬剤の濃 度を同時に変化させるための支給量てもって制御することを可能にする。濃度の ステップ状の変化が可能であり、そして濃度を有効にＯにまでもってゆくことが 可能である。

２、それは、潅流液貯留器中へのセンサの設置及びマニュアル操作による測定を 必要とすることを避けられるように、濃度、ｐＨ１潅流液温度及び他のパラメー タのインライン検出を準備している。

３、それは、潅流液が貯留器から潅流液センサへ移動し及び貯留器に戻るのに要 する時間を最小限に抑えることによって、監視されている低温保護剤の濃度と、 潅流液貯留器中の低温保護剤の濃度との間の差を最小限に抑えることを可能にす る。

４　それは、潅流液がメインの流体回路から清流された器官（又は、凝固させず に過冷却された組織）へ移動するのに要する時間を最小限も抑えることによって 、監視されている低温保護剤の濃度と、器官の中へ実際に潅流される低温保護剤 の濃度との間の差を最小限に抑えることを可能にする。

５、それは、器官内で対向する低温保護剤の動脈系と静脈系との間の濃度差を、 器官の低温保護剤との平衡の程度又は機会の指揮として監視することを可能にす る。

６　それは、器官の温度を基本的には器官を通しての流れとは独立して制御する ことを可能にし、そしてこの温度を任意に変化させることを可能にする。

７　それは、潅流圧を一定に保持するか又は望みどおりに変化させ、そしてもし 望むなら脈動を最小限に抑えるといった制御を行うことを可能にする。

８　それは、混合されていない溶液及び空気（気泡）が器官に潅流されることを 防止する。

９　それは、リアルタイムの監視、ディスプレイ表示、データの処理及び記録を 行うために、センサ及びポンプを測定するために、そして清掃、殺菌、及び潅流 回路の準備を指揮するために潅流を制御し、そして必要なときにはオペレータに 教えかつ警告するコンピュータと接続されている。

１０　それは、太き（異なるサイズ、例えばねずみの心臓から人間の肝臓に至る までのあらゆるものに対する潅流及び低温保護を行うことが可能であり、そして 同様に組織を凝固させずに過冷却することが可能である。

図面の簡単な説明 図１は、この発明の全体的な流体回路の系統図を示している。

図２Ａ−Ｃは、夫々、この発明において貯留器Ｒ１として用いられている２室式 勾配形成器の側面図、上面図及び下面図である。

図３Ａ−Ｃは、夫々、この発明において貯留器Ｒ３として使用されている３室式 の勾配形成器の側面図、上面図及び下面図である。

図４Ａ−Ｃは、夫々、この発明で用いられているＨＢＭの正面図、側面図及び後 面図を示している。図４Ｄは、ＨＢＭの基礎的な混合ユニットの領域を示してい る。そして、図４Ｅは、ＩＢＭの基礎部の上面図を示している。

図５は、潅流時にコンピュータのモニタ上に表示された、低温保護剤を導入し及 び除去するための典型的なプロトコルの様子を示している。

図６Ａ−Ｅは、器官の低温保護剤の潅流のための動作のフローチャートを包括し ている。

図７Ａ−Ｂは、低温保護剤を用いない潅流手順のフローチャートを包括している 。

図８は、ＶＳ４での潅流の後で移植されたうさぎの腎臓の機能（血清クレアチニ ンのコントロール）を示している。

好ましい実施例及び最適な形態の詳細な記述好ましい実施例においては、この発 明の理論及び特徴を具体化している装置が、冷凍されたキャビネット１００内に 保持される（図１中では２重破線で示されている）。冷凍されたキャビネットは 、貯留器／ソレノイド側及び器官／屈折計側の２つの側を擁している。そのキャ ビネットは、ドアの上での水蒸気の凝縮を防止するとともにキャビネットからの 熱の漏れを最小限に抑えるために、おのおのが、ガラスの間に約１インチの断熱 用空気（これは、もし必要であれば、圧力及び／又は湿度が低減されることがで きる）を保持している、２重にガラスがはめられた透明なドア張りとされている 。器官側のドアは分割されていて、「ダッチトア」をなしている。これは、器官 コンテナ及び他のほとんどの装置が配置されているドアの上部の下の温度を変化 させることなく、システム内に器官を配置し及び器官を除去できるように、器官 側のドアの上部が開かれ及び閉じられることを可能にする。そのキャビネットは また、オペレータが何らかの必要とされる調整（例えば、貯留器への流体の添加 、上側の流体ラインの移動など）を、キャビネット内の温度を無用な程度まで乱 すことなく行えるように、該キャビネットの貯留器側に「ダッチドアＪを用いて もよい。

本発明の第１の特徴及びその操作方法は、図１の流れ系統配線図中に示されてい る。システムでの循環に使用されることができるすべての流体は、コンピュータ によって制御される３方ソレノイドバルブＳ１、Ｓ２及びＳ３の作動パターンに 依存する流体の吸い上げラインＵ１、Ｕ２、Ｕ３又はＵ４を通して、循環ポンプ １０２によってメイン回路に吸い込まれる。吸い上げラインＵ１〜Ｕ４は、夫々 、貯留器Ｒ１〜Ｒ４につながる流体供給ラインＤ１〜Ｄ４か、又は標準的な配管 のクイックディスコネクト（迅速断路器）を介して洗浄ポートＣ１〜Ｃ４につな がる。Ｄ１〜Ｄ４をクランプしてそれらを吸い上げラインＵ１〜Ｕ４から取り外 すことにより、ラインＵ１〜Ｕ４が曲がった矢印によって示されているように、 洗浄ポートＣ１〜Ｃ４につながれることができる。ここではこれはマニュアル操 作で行われるが、この仕事を自動的に運転するために適当なバルブ、配管及び制 御が付加されることか可能であるのは、関連する当業者によって正しく理解され るであろう。

ここで構成されているような本発明の実施例においては、貯留器Ｒ１〜Ｒ４は１ ．４つの貯留器を撹拌する４つの磁石式の撹拌テーブルを吊した、厚い透明なプ ラスチックの棚の上で支持されている。Ｒ１、Ｒ３及びＲ４の完全な撹拌は、所 望の濃度一時間履歴の適切な生成のために必要である。撹拌テーブルのオン／オ フ状管及び撹拌速度は独立に制御される。

ポートＣ１〜Ｃ４は、殺菌された（Ｈ留された）水、空気及び殺菌剤の供給源に つながる。ソレノイドバルブＳＯ及びＳ００は、これらの供給源のための供給ラ インに介設され、そして殺菌剤の痕跡が事故によって潅流システムに入らないこ とを確実化するために配置されている。ソレノイドＳＯは空気又は流体が洗浄の ための潅流回路に入るかどうかを制御し、他方ソレノイドＳ００は選択される流 体が水であるかそれとも殺菌剤であるかを決定する。メインの洗浄ラインの、Ｃ １〜Ｃ４に達するちょうど手前よりもむしろキャビネットの外側の４つの独立し た流路への分岐は、各流路が互いに独立していることを確実化する。すなわち、 流体吸い上げラインＵ１〜Ｕ４から、洗浄ポート０１〜Ｃ４につながる洗浄ライ ンの中への、パージされなかった溶液の後方への拡散の結果として生じるどのよ うな意味のある相互汚染をも起こさせない。

蒸留水及び殺菌剤は、殺菌フィルタＦ４を通してシステムに吸い込まれ、他方空 気はエアフィルタＦ５を通してシステムに吸い込まれる。ここで選択された殺菌 剤は、アクドリル（Ａｃｔｒｉｌ）のような、臨床的に受け入れられた透析装置 用の低温殺菌剤である。洗浄方法は、システムからの潅流液を水て洗浄すること 、そしてこの浸水を殺菌剤で置き換えることである。次の原流に先立って、殺菌 剤は水でもってシステムから洗い流され、そして水はこの後空気でもってシステ ムから一掃される。システムは、この後空気を適当な潅流液てもって置き換える ことによって準備される。空気の噴出は、すすぎ水の中に溶解している殺菌剤の どのようなだらだら続く痕跡の持続をも防止するために、そして充填された流体 の水によるどのような希釈の可能性をも防止するために（すなわち、システムか らの水を置き換えるために必要とされる充填された流体の量を減らすために）、 充填の完了の目視によるチェックを可能にするために、そして貯留器、フィルタ 及び器官コンテナが洗浄の後ではあるが充填の前にシステム内に配置されたとき に、キャビネット内の水のこぼれを減らすために用いられる。しかしながら、空 気のバーンは、もし望むなら省略することができる。エアフィルタは、必要であ れば空気中の病原菌による汚染を防止するために用いられる。

ソレノイドバルブ８９〜Ｓ１２は、基本的には流体を、貯留器Ｒ１〜Ｒ４へ又は 排出部に流す。貯留器Ｒ１〜Ｒ４はまた、夫々、再循環ラインＲＬ５〜ＲＬ８を 貯留器Ｒ１〜Ｒ４から取り外してそれらを排出ポートＷ１〜Ｗ４につなぐことに よって（曲がった矢印で示されているように）、システムから取り外されること ができ、これによって貯留器Ｒ１〜Ｒ４を洗浄、殺菌及び再充填のためにシステ ムから取り外すことが可能となる。貯留器Ｒ１〜Ｒ４が取り外されたときには、 バルブＳ９〜Ｓ１２は流体を排出ポートＷ１〜Ｗ４に流す。排出ポートＷ１〜Ｗ ４に対応する４つの排出ラインは、単一の共通排出ラインＬＷに集合されている 。

２方ソレノイドバルブＳ１６は、共通排出ラインに配置されている。排出ポート が使用されていないときには、共通排出ドレンラインは、考えられるどのような 廃液又は病原菌の殺菌室内への逆流をも防止できるように、バルブＳ１６を閉じ ることによって閉鎖される。

貯留器供給ラインＤ１〜Ｄ４又は洗浄ポート０１〜Ｃ４に交互につながれる吸い 上げラインＵ１〜Ｕ４を、貯留器内部リターンライン（図中には示されていない ）又は排出ポートＷ１〜Ｗ４に交互につながれる再循環ラインＲＬ５〜ＲＬ８と 組み合わせたこのシステムの使用は、潅流回路の完全な殺菌を可能にする。吸い 上げラインＵ１〜Ｕ４、供給ラインＤ１〜Ｄ４、洗浄ポートＣ１〜Ｃ４及び排出 ポートＷ１〜Ｗ４の鈍い端部は、配管がある切り替え位置から他の位置に移動さ せられたときには、殺菌剤でふき取ることによって殺菌されることができる。

配管の移動は、配管に指の圧力が加わったときにはこれを吸収できるように、移 動を行っているときには流体の漏れを防止しそしてさらに汚染の危険を低減する ために実施される。

貯留器Ｒ１〜Ｒ４から又はポート６１〜ｃ４から引き抜かれた流体は、ソレノイ ドバルブＳ４からＳ７まての作動状態に応じて、いくつかのフィルタＦ１、Ｆ２ 及びＦ３の中の１つを介して供給される。これらの作動パターンは、以下でより 詳細に記述されるであろう。しかしながら、経験は、単一のフィルタＦ１又は並 列な２つのフィルタＦ１、ＦＪ’が、大半の研究に対して適切であろうことを示 してきている（破線によって示されているように、バルブＳ４〜Ｓ７はオプショ ンとされている）。なぜなら、濃度の効果的なステップ変化は、ただ１つのフィ ルタ又は並列な２つのフィルタが回路中に存在しているときてあっても強制する ことが可能であるからである。

循環ポンプ１０２の頂部とソレノイド８１〜Ｓ７との間の距離は、回路のデ。

トスペース及び無駄時間を最小限に抑えかつ潅流液の粘度の影響を最小限に抑え るために、最小限とするのが好ましい。

フィルタは、潅流液を殺菌することが可能であり、かつ加圧することが可能であ る。すべてのフィルタホルダは、洗浄及び殺菌のため、図１に示されているよう なりインクディスコネクトによりシステムから取り外されることができる。ヘン トライン■１〜ｖ３は、キャビネット１００の冷凍された部分の外に配置された ソレノイドバルブ８１３〜８１５につながっている。これらのベントラインは、 システムの準備時及び洗浄時には空気を逃がすことを可能にしかつこれによって フィルタが閉鎖され又は損傷されるのを防止するために、コンピュータ制御で開 かれ及び閉じられる。マニュアルバイパス（Ｓ１３のためのバイパスのみ示され ている）が、回路からの空気の緊急バーン用に■１〜■３に対して設けられてい る。明らかに、フィルタＦ１〜Ｆ３が回路中に存在する場合は、フィルタＦ１〜 Ｆ３を超える７ステムの空気のバー７は可能ではない。このため、フィルタＦ１ 〜Ｆ３は、もし空気のパーンが処理手順中に含まれることになっているならば、 殺菌剤の一掃の開始の前に取り外されなければならない。

ここにおける好ましい実施例では、寸法が０２２ミクロンの細孔を有する直径９ Ｑｍｍのフィルタが各フィルタホルダの中に配置されている。この寸法のフィル タは０℃でガラス化溶液を十分に通すことができるので、閉塞を防止するための 粗いブリフィルタとその上に置かれた１、２ミクロンのフィルタとでもって、う さぎの腎臓の有効な潅流を可能にする。操作する形態での標準的な配列は、並列 配置された２つの同一のフィルタを用いている。これは、フィルタの近くに形成 される圧力を最小限に抑えるのと同様に、人間の器官に対して要求される流れに 適応させるために必要なことてあり、動脈系の流体中に不注意に導入されるかも しれない空気に対する安全性を確保するためにも必要なことである。潅流時にお ける潅流液のこの連続的なフィルタの殺菌及び再殺菌は、予め殺菌されている溶 液が潅流時に何らかの原因のために汚染された場合にはそのバックアップとして 役立たせることができる。

ひとたび、選択された貯留器からの流体が適当なフィルタを通過すると、それは 熱交換器１０４内で前段階的な温度調節を受け、そしてこの後可能な限り器官に 近い位置へ移動し、この地点で丁字形の配管用コネクタＴ１に出会う。全体的な 流れは受動的に、液体の屈折率ひいては低温保護剤濃度を測定する、流通プロセ ス制御用の屈折旧１０６につながる流路Ｌｌ（屈折計ループ）に流れる。流れの 残りの部分は、器官ポンプ１０８により器官ループＬ２を通して流される。器官 ポンプのスピードは、器官の血管の抵抗の幅広い変化にもかかわらず所望の器官 の濯流圧を維持できるように、コンピュータによって制御される。器官ポンプの ベント（吐出圧）及びそれが伝わる配管の直径を変えることによって広い範囲の 流れがつくだされ、これによって広い範囲の寸法の器官が十分に潅流される。ね ずみの心臓と同じくらい小さい及び人間の腎臓と同じくらい大きい器官が効果的 に潅流されている。

屈折計ループＬ１及び器官ループＬ２の両方に給液する循環ポンプ１０２によっ て供給される流速は、いかなるときでも器官での流速を上回るように十分に高く なければならず、かつ屈折計１０６及び包括的に１１０で示された他のインライ ンセンサに役立つような、並びに正確な測定を可能にするために温度、ｐＨ及び 他の所望の潅流パラメータの測定に役立つような十分な流れを保証することがで きるように十分に高くなければならない。流れはまた、貯留器と器官との間の無 駄時間を最小限に抑えるのと同様に、貯留器の濃度変化と、検出された濃度変化 及び屈折計ループ内て検出される他のパラメータとの間の無駄時間を最小限に抑 えられるように十分に高くなければならない、３循環ポンプの流れは、循環ポン プの配管における熱出力並びに摩耗及び亀裂による制限があるのと同様に、流体 がこれらのフィルタ又はそれらにつながる配管を故障させるすることなしに通る ことができる速度を趙える速度でフィルタに供給されるのを防止する必要性によ って制限される。循環ポンプのスピードは、通常、実験中は変化せず、このため 、コンピュータ制御がオプションとして用いることが可能ではあるが、通常はコ ンピュータによる制御を必要とはしない。

器官ポンプ１０８を通過しｆ：（Ｌｍ流液は、潅流液温度の調節を完結させる第 ２の熱交換器１１２を通過する。これは、夫々、熱交換器１１２とバス１１４． １１６との間のコンピュータ制御されたポンプ（図示されていない）を用いて、 コール）・ハス１１４（冷浴）及びウオームハス１１６（温浴）からの冷たい液 体及び温かい液体の両方の流れを調節することによって行われる。

コンピュータは、動脈系ライン中の清流液温度、そしてそれゆえ器官の流出液中 の温度をも調節できるように、冷たい流路及び温かい流路の両方を通る流れを変 化させることができる。動脈系及び流出液の温度は、実際の器官の温度の指標ど なる。コールドバス及びウオームバスの流体の流速を制御することによって、器 官温度は器官の流れとは独立に調節されることができ、供給される流れはＯには 近付かない。経験は、少なくとも一６°Ｃと同程度に冷たい及び少なくとも２５ °Ｃと同程度に温かい動脈系及び静脈系の温度がこの発明で達成されることがで きることを示してきた。一般化さ第１だキャビネットの冷却は、０°Ｃ以下での 潅流のための熱交換システムと二者択一ではない。なぜなら、キャビネットの０ ０Ｃ以下の温度への冷却は、配管ラインでのより希釈された溶液のの凍結を引き 起こすであろうからである。器官コンテナの特別な被覆及び冷却は理論的なもの であるが、オプションとして含まれてもよい。

温度が調節された潅流液はこの後、器官コンテナ１２２に入る直前に、泡トラツ プ、／ミキサ１２０内て気泡が除去さ第１るとともに混合される。図１中に包括 的に′「て示されている動脈系及び静脈系の温度検出端子は、簡単な穴を通して 器官コンテナ１２２の壁を貫通している。圧力、そしてオプションとしては温度 が、泡トラツプ内で検出される。理解を容易にするため、図中では分離して示さ れているが、泡トラツプ及びミキサ１２０は、実際には熱交換器１１２の構成部 分であって、このため熱交換は、気泡の除去及び混合が実施されている開も制御 され続ける。経験は、薄い溶液がより濃縮された濃い溶液の上に層状化する傾向 があるので混合が重要であるということを示してきた。熱交換器／泡トラツプ／ ミキサ（ＩＢＭ）の格別の構造に関する詳細は、以下で記述される。

普通の環境下においては、この第２軌交換器１１２から流出する冷媒流体は、前 段階的な熱交換器１０４を通過する潅流液を冷却するために用いられる。この冷 媒流体はこの後、コールドバスに戻る前にこれらのソレノイドから廃熱を取り除 くために、ソレノイド８１〜３１．２を物理的に収容するソレノイド保持ブロッ ク］１８に移動する。

保持ブロック１１８は、ソレノイドからの廃熱を取り除くための内部流路と一緒 に装置されていて、金属又はプラスチックのいずれて形成されてもよい。ソレノ イドは好ましくは、最小限の内部流体容量をもち、０１５６インチ又はこれより 大きい口径をもち、Ｃｖ値が０．１６より太き（又はこれ以上であり、他方５Ｑ ＯｍｍＨｇより高いか又はこの程度の抵抗圧をもつ、３〜７ワツト（又はこれ以 下）のビス）・ン型の３方ソレノイドである（例えば、ＲＣドロッピング回路及 び３ワツトのコイルに適合するＮＲ（不ブチュッ　リサーチ）のモデル６４８Ｔ Ｏ３３）。

１／１６インチの口径及び０．０１から０．０３のＣｖ値をもつソレノイドは（ 例えば、ハルコーのモデル２Ｏ−２−３）、低温保存用に用いられる溶液の高い 粘度（８１〜Ｓ３を通る粘性流体を吸引することを困難にする）、無駄時間の制 御及び大きな器官の潅流のために所望される高流量、閉塞の可能性、並びに循環 ポンプと８８〜Ｓ　１２の間の圧力の形成のため、十分には満足できるものでは ない。ソレノイドの詳細な作動パターン及び管路の配置は以下に記述されている 。ソレノイドブロックに保持されていない内部ソレノイドＳＲＩ、ＳＲ３１及び ５Ｒ３２は、以下にさらに詳細に記述されている。

冷媒ラインの１つの中のス）・ノブコック（図示されていない）は、もし望むな らインライン熱交換器がバイパスされることを可能にする。ソレノイド保持ブロ ック１１８のｌ６却機能が使用されているときには、流出液は、コールドバスに 戻る前に、ソレノイド保持ブロック冷却システムに流される。

流出液分配ブロック（ＥＤＢ）１２４（図１）は器官コンテナ１２２の出力側に 接続される。ＥＤＢは、少量の流出液が常時そのブロックの底部に存在するよう に、設計されている。この流出液又は残りの流体は、２流路式のデルタＲ，Ｉ、 ポンプ１２６によって吸引され、差分屈折計（デルタＲ，１，メータ）１３ｏに 送られ、ここでその屈折率が屈折計ループＬ１がらの動脈系の潅流液のそれと比 較され（静脈系の流出液のサンプルと同一の速度でポンプ輸送されている）、そ して差分信号がつくられる。ＥＤＢ１２４はまた、流出液再循環ポンプ１２８に よって排液される。それゆえ、ＥＤＢ１２４は、流出液がデルタＲ，１，ポンプ １２６によって差分屈折計１３０に最初に供給されるものとともに、又はこれを 欠いて再循環されることを可能にする。差分屈折計１３０は、信号を、屈折計ル ープＬｌ中の流体と器官ループ上２中の器官流出液との間の濃度差の測定を行う コンピュータに送る。差分屈折計のこのオーツドックスではない使用の結果生じ る非線形なベースラインは、潅流プログラムを実行するためのソフトウェアの中 で説明される。

屈折計ループ中の流体は、器官の動脈に入る流体の濃度と近似しているであろう から、デルタＲ，１，の出力は器官を横切る動脈系−静脈系の濃度勾配の推算値 を与える。この勾配が大きいときには（正又は負方向のいずれかに）、器官は平 衡からかけ離れている。勾配がＯのときは、器官は少なくとも潅流液とは概ね浸 透圧について平衡状態にある。

器官からのすべての流出液は（デルタＲ，Ｉ　ポンプによってサンプルされた動 脈系の流体と一緒に）、最終的には再循環ポンプ１２８によって集められ、流出 液が貯留器に再循環されるか又は排出部に捨てられるかを制御するソレノイドＳ ８に送られる。貯留器へ戻されるべき流出液は、１字状接続部Ｔ２て屈折計ルー プＬ１を通って流れている流体と一緒にされる。上で注目されたように、適切な 貯留器への戻りは、この後Ｓ９から８１２までのソレノイドの動作によって制御 される。

再循環ポンプ１２８は、循環ポンプ１０２と同様に、流量の調節を必要とはしな い。それは、普通には、器官ポンプ１０８での最大の定常的な流量を十分に超え る速度に設定される。再循環ポンプの出力が器官ポンプのそれを超えているので 、空気は、ソレノイドＳ８につながっている配管の中にそして通常は貯留器Ｒ１ 〜Ｒ４に絶えず導入される。この結果として生じる貯留器の著しい泡立ちを防止 するための準備は以下で記述される。

デルタＲ，Ｉ　ポンプのスピードは変えられることができるが、それは通常は実 験中ずっと一定に保持される。ここての操作形式ではそれはコンピュータ制御さ れないが、コンピュータ制御がいくつかのケースでは望ましいオプションとなる であろう。デルタＲ，Ｉ　ポンプは、流体の変化時間の遅れを減らすため非常に 小さい径の配管を用いている。この小径の配管はと（に重要である。なぜなら、 デルタＲ９１０回路ての流速は、小さいであろう器官での最小流速によって、そ して商業的に実用可能な差分屈折計における流路の限定された寸法によって、制 約されるからである。

差分屈折計の流出液の器官流出液ラインへの戻りは、流出液再循環ポンプに近接 している。この配置は、ポンプから遠い位置への配置よりも、差分屈折計での定 常流れを確実化するが、遠い位置への配置は、高い出口圧により、差分屈折計て の流れをくい止め又は変化させるかもしれない。

本発明の実施例にかかるこの操作形態は、システムを通して径が１／８インチの サイラスティック配管を用いており、これは必要とされる流量に十分に適応し、 好ましいものである。サイラスティックは、アクドリル低温殺菌剤と両立し、半 透明であって（問題点を検出するために流れを目視し、そして微生物の成長の兆 しを観察するために重要である）、ジメチルサルホキンドのような普通の低温保 護性の薬剤に対して不浸透性を有し、そして十分にやわらかく容易に取り扱うこ とができる。しかしながら、サイラスティックは、サイラスティック配管を膨潤 させかつ弱める／リコン冷媒と接触する回路中には使用されるべきてはない。

貯留器Ｒ１は、勾配形成器として構成されている（図２）。基本的には、勾配形 成器は、アウタシリンダ２００及びインナシリング２０１の２つの同心状の７リ ングを備えている。流路２０５は、流体が重力の影響下で、インナシリング内の 容積の減少に対応して、アウタシリンダ２００からインナシリング２０１へ流れ ることを可能にする。流体の仕切り室の同心状の配置は、非常なスペース性の向 上効果がある。流体供給ライン２０４は、図１中のラインＤ１に対応する。図示 されているユニットは、商業的に実用化されている勾配形成器を改良したもので ある。この発明て使用するために必要な改良は以下の通りである。

１）商品化された機器におけるアウタシリンダからインナノリングへの流れを制 御するために普通に使用されるストップコックは、ピンチタイプの２ウ工イ式（ オン／才力のソレノイドバルブ２０２によって置き換えられている（目下、ヒオ ーケムハルブ社のモデル１００Ｐ２ＷＮＣ）。ピンチタイプのバルブは、ピスト ンタイプのバルブへのこの適用のためには好ましい。なぜなら、流体の流れを起 こさせるための圧力差が小さく、そしてその結果、大きな径の流路が必要となる からである。それはまた、ソレノイドを残して貯留器が清掃のためにキャビネッ トから取り外されるべきときに、その配管がらの取り外しを容易にするので好ま しい。勾配形成器の基礎は、ソレノイドを正しく方向づけで保持できるように、 ソレノイド用の場所をつくりこれを台の上に支持するため２０３に変更されてい る。ソレノイドは、貯留器の流体の過度な加熱を避けるために、貯留器から十分 な距離をとって配置されている。

２）アウタシリンダ２００からインナノリンダ２０１への流路２０５の直径は、 器官の低温保存に必要とされる粘性溶液を適切な速度て流すことを可能にするた めに拡大されている。内径は、１／８がら３／１６インチであるのが適切である 、 ３）ふた２０６が設けられている。ふたは、該ふたがンリングの上に配置された 後で側方から側方へ移動するのを防止する外側への突出部２０７を有している。

ふたは、はめ込みの外側完成漏斗及び内側完成漏斗２０８ａ及び２０８ｂと、再 循環ポート２０９とを有している。

４）漏−＋２０８ａ及び２０８ｂは、夫々、内部完成チューブ２１０ａ及び２１ ０ｂの中に延びている。内部完成チューブは、インナシリング及びアラタンリン グの壁の次に配置された固い中空のロットであり、そして１〜２ｃｍ間隔でもっ て、夫々的３ｍｍの直径を有する穴２１１ａ及び２１１ｂがあけられているのが 好ましい。

完成チューブの機能は、再循環している流体が貯留器内の液体の表面に衝突する ときにおける泡の生成を低減することである。穴をあける目的は、空気が貯留器 の底部に追いやられて泡を生成しないように、空気が穴を通してチューブから抜 は出るのを可能にすることである。これらの機能は、泡を安定させる傾向がある 蛋白質を含む潅流液においてとくに重要である。

５）フィルマークが、貯留器が同一の予め設定された容量で繰り返し充液される のを可能にするために設けられている。オペレータは、その応用の細目に応じて 、彼の／彼女の自分自身のフィルマークを設定することができる。勾配形成器は 、２リツトルの勾配形成器に対しては約０．５ｃｍ離して配置されたおよその目 盛りを備えている（いずれかのンリングの液位を読む上において視差誤差を避け ることができるように整列された、インナ及びアウタの両ノリンダの上の水平な 線）。これらの目盛りはまた、インナシリングとアウタシリンダとの間の液位の 食い違いを軽微にかつ慎重に生じさせるために重要てあり、これは低温保護剤を 含まない潅流液及びカラス化された溶液のように大幅に異なる密度の溶液の早す ぎる混合を防止するために必要である。それらはまた、コンピュータの画面に表 示されたときに、勾配の進行のオペレータによるおおまかな定量的なチェックを 可能にする。

６）商業的に実用化されたプラスチックで構成された勾配形成器は、おそら（は プラスチックを傷めるであろうある種のタイプの低温保護剤に対しては、問題を 生じさせるかもしれない。それゆえ、低温保護性の化学薬品と両立する透明な物 質（例えば、カラス、プラスチックガラス又は同様のもの）でつくられた貯留器 を使用し、又はその表面がシリコン処理されもしくはアタックを防止するために 他の方法で処理された貯留器を使用するのが好ましい。本発明者の実験によれば 、アクリルが受入可能な材料であるということが見出だされている。

貯留器Ｒ１は撹拌棒２１２を含んでいる。撹拌棒は、ジャケットひいては撹拌棒 が横向きに移動するのを防止するために貯留器のふたから撹拌棒まで延び、自由 に回転する縦置きピン２１４に取り付けられたジャケット２１３内に収容されて いる。この変形例は、潅流装置が注意されていないときに、がたつき及びこれに よる混合不良が確実に起こらないようにするために必要である。上側からの支持 は下側からのよりも、摩擦による不必要な潅流液の加熱を防止し、そして排出／ 洗浄の問題を生じさせない。

貯留器Ｒ３もまた、勾配形成器として構成されている。貯留器Ｒ３の詳細は図３ に示されている。その図面の中では、貯留器Ｒ１と実質的に同一の要素には、１ 番目の数が２から３に変えられていることを除けば、同一の参照番号がつけられ ている。貯留器Ｒ３は、外側の仕切り室３　１　５（Ｒ３３）、内側の仕切り室 ３１８（Ｒ３１）、及び第３の中間仕切り室３１６（Ｒ３２）を含む。中間仕切 り室３１６は、ソレノイド３１７（ＳＲ３，）によって制御される流体導管３２ ０を介して内側仕切り室３１８に接続さオ］ている。仕切り室３１６はまた、ソ レノイド３１９（ＳＲ３２）によって制御される流体導管３２１によって外側仕 切り室３１５に接続されている。外側仕切り室の使用は、濃度がＯ又はほぼＯま て低下させられたときに、勾配ポンプの機能及び勾配形成器の動作の検討におい て以下で注目されるので必要である。外側仕切り室は、中間仕切り室内の流体の 体積よりも大きいことが必要である。なぜなら、中間仕切り室内の流体の体積の 増加は、非線形となるインナンリングの流体の一定の流出速度に対応して、勾配 形成器から排出部へ流れる流体の濃度勾配を生じさせ、それゆえ濃度一時間履歴 の制御を一層複雑化するからである。さらに重要なことには、中間仕切り室内の 過剰な量の流体は、内側及び中開の仕切り室を実質的に空にした後、外側仕切り 室で必要とされる流体の量に比べて、回路内の濃度がＯに近付くことが必要とさ れるであろう。

貯留器Ｒ３の自動化された使用は、ある程度はソフトウエアによってうまく対応 され、ある程度はＲ３の固有の構造によってうまく対応されいくつかの問題を提 起する。とくに、ソレノイトＳＲ３２の動作は、外側仕切り室（Ｒ　３　３）内 の流体が、まず中間仕切り室（Ｒ３２）に流れ、そしてこの仕切り室からインナ ンリング（Ｒ３１）に流れることを可能にする。これは、ＳＲ３２が動作させら れるときに起こる、Ｒ３，及びＲ３２がほぼ空であるときにＲ　３　３とＲ　３ 　２との間に存在する圧力ヘツ｝・が大きいからである。この点ては、Ｒ３３は まだ満液状態である。この大きな圧力ヘノドは、もしＲ３３が直接Ｒ　３　＋に 接続された場合には、Ｒ３３とＲ３．との間のハンファとしてＲ　３　２を用い る場合よりも、流体にＲ　３　＋へのあまりに急速な流れを生じさせる。Ｒ３３ のレヘルを調節することによって、流れはまた部分的に制御される。しかし、こ れらの２つの予防策をもってしてもなお、ＳＲ３。のための適当な仕事サイクル を用いることにより、別の流れの制御が必要とされる。

Ｒ３＋への流れは、最初は緩やがてありそして、濃度が０にだんだん近付くにつ れてしだいに急速となるべきてある。しかしながら、流わが、一般にＳＲ３２に 介設されている仕立てられた仕事サイクルの様子に応じて計量さねているのにも かかわらず、重ツｊの影響下における受動的な流れは常に、最初は最も速く、そ して最後には最も遅くなるてあろう。

Ｒ３に対するその他の変更はＲ］のそれと同様である。

貯留器Ｒ４は、Ｒ１と同様の仕様で構成された勾配形成器である。

流体回路の１つの重要な要素は、ラインＰＩ（図１）によって回路に接続された 勾配ポンブ１３２てある。勾配ポンプの機能は、室内にお｛ｊる適当な貯留器内 でのゆるやかな濃度変化を可能にすることである。これが実施される方法は、以 下で記述される。屈折計ループ■、１及び器官ルーブＬ２が合流する地点のすぐ 後の７　３　Ａにお｛プる勾配ポンプに対するラインＰ１の配置は、器官流出液 再循環ポンプ１２８によって導入された空気のいくらかの除去を確実化するため のオプンタンを提供し、それゆえ貯留器の流体の泡立ちの低減を助ける。

よりよいオプションは、ここで使用されている１つではあるが、ラインＰ１の中 に空気を引き込まないようになっている。これは、点Ｔ３ＢにＰ１を接続するこ とによって達成され、その結果完全に制御された濃度一時間履歴が得られる。

泡立ちの問題は、この後再循環ボンプ１２８のスピードを、空気をほとんど導入 しないようにして器官ポンプ１０８及びデルタＲ■．ポンブ１２６の合流後の流 量がちょうどほんの少しだけ過剰となるように連続的に調節することによって克 服される。ポンプ１２８のスピードを調節せずに８８の再循環の出力端を直接Ｐ １に取り付けることは、質の悪い濃度履歴を生じさせるのて勧められるものては ない。

勾配ポンブ１３２の目的は、回路から再循環する流体のいくらかを除去すること てある。この流体の除去は、元の貯留器に戻る流体の流速が、この貯留器力鳴回 路へ流れる流体の流速よりも小さ《するといった結果を生じさせる。これは、貯 留器（Ｒ．１、Ｒ３又はＲ４）のインナンリング内のレベルの低下を生じさせる 。

このインナノリンダの流体レベルの低下は、逆に外側又は中間の仕切り室の中の 流体が、インナ／リンダ内へ流れて同様の２つの液位を保つといった結果を生じ させる。このようにして、２つのシリンダ内の２つの異なる濃度のものがインナ ンリング内で混合され、この後回路の残りの部分に送られ濃度勾配がつくりださ れる。こねは、勾配ポンプが、器官及び屈折射に到達する所望の緩やかな濃度変 化を生じさせるための方法てある。勾配ポンプに対するあらゆる必要な調整がコ ／ピュー夕によって行われる。

含まれている理論は、勾配形成器の外部の回路の部分は、第１近似としては、イ ンナンリンダ内の余剰の容予とみなされることができるといった、普通の線形の 勾配形成器のそれてある。一定の速度てのインナノリンダからの流体の引き抜き 及び廃棄は、回路の残りの部分の存在及び貯留器に戻る流体の再循環にもかかわ らず、モル濃度が時間とともに線形に増加するといった結果を生じさせる。しか しながら、普通の勾配形成器とは違って、勾配形成器内の体積がＯになる時点て 勾配形成器を出る流体の濃度は、勾配形成器のアウタノリンダ（又は中間）内の 流体の濃度とは等しくはないてあろう。それゆえ、普通の２つの仕切り室を備え た勾配形成器を用いての低温保護剤の流出時に濃度をＯに近付けるために、イン ナンリングから普通に流体を廃棄することを継続しているときに、アウタシリン ダに追加の流体を加えることが必要である。これは、Ｒ３が変更されて第３の仕 切り室を備えているからである。低温保護剤流出を継続するのに必要な余分の流 体は、温度制御を危うくするとともに不正確さを持ち込むオペレータの介在なく して、コンピュータによってこの第３の仕切り室から加えられることができる。

池方、低温保護剤の導入時に、勾配の末端における回路中で望まれる最終の濃度 をかなり上回る外側仕切り室内の濃度を用いることにより、所望の最終的な濃度 が常に達成されることができる。

ＨＢＭＭ交換システムは、図．４Ａ−Ｅに詳しく示されている。

潅流液は、工／トリボーｈ　．４　０　３を介してＨ　Ｂ　Ｍに入り、中央の流 路４００を通って流れ、アウトレソ１・ポート４０６を経由してＨＢＭを出る。

中央の濯流液流路のいずれか１つの側では、温度を調節するために室が分離され ている。２つの最も奥の温度制御室４０１（Ｊ流液流路の各側部の１つ）は冷媒 の循環に用いられ、他方外側の室４０２は、冷媒をオフセットさせるための室温 の流体を流すための流路てある。（例えば常温での潅流を含む特別な応用に対し ては、これらの流路は逆になる。） 冷たい流体の流オ］の方向は任意である。向流の熱交換の欠如にもかかわらず、 すべての流体（潅流液、冷媒及び温かい流体）が同じ方向（上向き）に流れると きにおける適当な温度制御手法が見出だされている。このモードは、外室内での 空気又は二酸化炭素の蓄積を回避することを可能にする。

潅流液は、入口４　０　３を介してＩ−｛ＢＭユニットの底部に入り、ノグサグ な形態て−｝二向きに流れる。それは、上部に空気が入る空間を有する小さな上 側の貯留器の中に出てくる。これは泡１・ラソプ領域４０４てある。潅流液はこ の後泡トラップの下を流れ、最後に動脈系の出口まで前向きに流ｉ］る前に潅流 液混合領域４０５を通過する。

冷たい流体４０７及び温かい流体４０８のための入口は、各々、ユニツトの基礎 部内の２つの流路に分けられている。温かい及び冷たい流体のための出口４１０ 、４１比、夫々、同種の各流路（すなわち、冷たい流路の各々又は各温力１シ１ 流路の各々）が同し長さとなるように、そして最初から最後まで名目上１才同じ 圧力差を呈するように２つの流路から集合した流体を受け入れ、これによって同 類の各流路ての流速がほぼ等しくなる。

すべての冷たい及び温かい７Ｍ体の流路は、ユニ・ソｌ一の後部に、ある長さの フレキノプルチューブ４１２を含んでいる。これらのチ，−ブの部分：ま２つの 目的のために役立つ。第１に、４つの流路の間に空気の隙間をもたらすこと１二 よって、それらの間での熱交換を最小■に抑える。これは、すべてのｌ令た（１ 及び温力）ｌ／１流体が潅流液の流れ（すなわち、順方向）とは逆の方向に流れ 、まｔど潅流液と軌交１負をすませていないときにはとくに望ましい。第２に、 各チ，−ブカくクランプされることがてきる。このようにして、もし他の流路が エアロソクしてし入るとき（こ、偶勿にある冷たい流路又はある温かい流路が供 給されるすべての冷ｔこしλ又（ま温力＼い流体を流すことがあれば、この状態 は、すべての流れを受け入れてＬλる流ｖＩｌｌをクラノブした」二で動作して いない流路がら空気をノーツすること１こよ，って改められることができ、こね により各流路は完全に機能して等しし）流量力く得らオ１る。

順方向モードにおいては、温度が調整された流体が頂部でコーニソトの熱交換部 に入りそして底部で出るのて、冷たい及び温かい流路からすへての空気を＜一ノ するために冷ｊニい及び温かいポンプを逆方向に動作させること力《装置（二と って必要てある。

もし、ハフ、へ及びバスから延びる冷たい及び温かいチューブが内径がおよそ１ ／８インチよりも大きくなければ最良である。なぜなら、この径では流体の流れ がチューブからの空気と置き換わり、それが流体の流れ方向とは逆方向に上流に 流れ又は池の場合にはチューブの種々の部分にパージされないまま残ることがな いからである。このようにして、ポンプの方向が再び逆方向から順方向に逆転さ せられたときには、チューブ内には空気が全く存在せず、そしてユニットの熱交 換室内にはなにもトラップされないであろう。

熱交換機能を呈するのに加えて、ノブザブ形態がさらに、予め潅流された濃厚な 潅流液の混合を強制するように設定されており、又潅流液の密度が上昇している ときには、下降しているときよりも、潅流液流路からのより濃厚ではない潅流液 をパージするように設定されている。

潅流液がジグザグの熱交換領域から出ると、それはトラップエントリ領域４１８ て泡トラツプ４０４に入る。潅流液は出口領域４１９を通って泡トラツプを出る 。ノブザブ形態はまた、実際には、どのような空気の泡も熱交換領域から出て、 泡捕集領域にあられねることができるように設定されている。泡捕集領域は次の ような特徴をもつように設定されている。

ｌ　その容積は十分に大きく、比較的大きい空気の体積を超える各ストロークの ノヨックを分散させることによって、潅流ポンプの脈動を最小限に抑えることが てきるようになっている。これは、圧力制御及び測定を単純化するとともに、器 官に与える損傷をより小さくするであろう。

２、その体積は十分に小さく、トラップ内に存在する液体の体積を最小限に抑え 、これによって器官ポンプと器官自身との間の無駄時間及びデッドボリュームを 最小限に抑える。最小限の体積はまた、より高濃度の潅流液の上により低濃度の 潅流液が層状化するのを最小限に抑えるためにも望ましい。

３　圧力検出ポート４１３が設けられている。ポート４１３は、潅流液とは流体 接続されておらず、このため流体が適切に混合されることができず又は殺菌剤が 透過てきずに捕集されてしまうであろう袋小路が形成されない。

４　トラップのふた４】４は清掃するために取り外し可能である。

５、泡トラツプの機能を生じさせ上においては最小限であり、圧力波の減衰を最 大限に高められるようにトラップの液位を調節するベントポート４１６が設けら れている。このベントからのチューブは、キャビネットの外側に導かれ、キャビ ネットのドアを開かずに調節がなされることを可能にする。同じポートが同様に 電子式の圧力変換器つながっている。

６　第３のポート４１７が、薬剤、血管のラベリング剤、固定液等の注入を可能 にするために、泡トラツプのふたを貫通して設けられている。

７、泡トラツプの壁は、トラップの入口地点及び出口地点４１８．４１９の近傍 て、夫々、それがトラップに入るときと出るときの両方で潅流液にある程度の混 合を行わせるために、そしてより濃度の高い潅流液の上に層状化する濃度の薄い 清流液層を分散させ及び最小限にするために傾斜させられている。

８、センサの永久的な埋め込みを行うことなく潅流液の測定を行わせるために、 温度検出端子のようなプローブ（探り針）を、トラップのふたの中のポートの１ つを経由して導入させるためのオプションが存在する。ポートは、穴があけられ た可塑性えお有する取り付は具に取り付けられたフレキンプルチューブを備えて いる。プローブは自在に引き抜かれ又は差し込まれることができるようになって いて、そして鉗子又はこれと等価なりランプでクランプされたチューブはきちん とした王カンール効果が得られるようになっている。これは、清掃時におけるＨ ＢＭの取り外し及び再取り付けを容易にし、かつプローブの選択に柔軟性をもた せるとともに、プローブを池の測定のために他の場面で使用する機会をもつのを 可能にする。

泡トラツプを出た後、潅流液は混合領域４０５（図４Ｄ参照）に流下する。３ユ ニット式の混合流路の基本ユニットは、流れ制限領域ＦＲに向かって立ち上がり かつ次の水平な入口領域への下降部りで終わる広い基底領域ＢＡの中に出てくる 狭い水平な入口領域ＨＥである。ＨＥに入る流体は、非常に小さくて高密度の流 体の上に低密度の流体の層を多くは支持できず、とくにＨＥの直前で必要とされ る直角の折れ曲がりとみなせる開口部を介して進められる。ＢＡへ流入している 流体は、もし密度がより小さければ、直ちにＦＲに向かって上向きに上昇する。

もし、密度がより高ければ、それは壁Ｗの方に追いやられ、この壁に沿って上昇 するものと考えられる。しかしながら、ＰＲに入ると、より高密度の液体は、Ｈ Ｅから直接上昇しているより密度の低い液体に向かって加速され、乱れ及び混合 を生じさせる。もし、ＢＡが高密度の潅流液で満ちたときには、ＦＲに出てきて 、Ｄに向かって直接」二向きに流第１る流体のスピードは、高密度の液体をＦＲ の上に層状化された低密度の流体との混合を起こさせるにちがいない。さらに、 狭（て下降している流路りは、層状化された液体をより高密度の液体に？ＦＪっ て直角に引き下ろし、再びよどんている層が存続するのを防止する。実際、図４ Ｂに示されているような、直接に配列された３つのかかる混合ユニットは、突然 に低温保護剤の１度を」二昇させ又は低下させたときに頻繁に生じるような初期 には非常に混合が悪い潅流液を混合させるのに十分である。混合ユニットの１つ の最終的な機能は、何らかの理由により泡トラツプ領域で除去されなかった小さ な気泡に対するトラップとして役立つことである。（しかしながら、混合領域内 の気泡は、器官の潅流の着手に先立ってオペレータによって容易にパージされる ）混合領域を出た後、潅流液は器官に直接つながるアウトレットポート４０６ま て下降する。最終の混合ユニットからポート４０６まての流路は、気泡が器官に 到達するのをくい止める最後のチャンスを与えるために、水平線に対して傾斜す るようにして入念につくられている。なぜなら、器官に到達するためには、この 流路中の気泡は、その上向きに流れる傾向とは逆に下向きに流れなければならな いからである。

混合領域及びこれに続く領域は、約１／２インチの流体が泡トラツプ内に蓄積さ れるまで、大気に解放されるとともにポート４０６に固定されたアウトレ・ソト チコーブを閉塞することによって空気でバーンされる。ベントは、この後圧力が 約６０〜１２０ｍｍ）Ｉｇに達するまで閉じられる。最終的には、流体はもう一 度ポート４０６を介して自由に流れることができる。混合領域及びアウトレット ポート、４０６を通る流体のンエットは、泡トラツプからポート４０６まての流 路からすべての空気を一掃する。もしいくらかの空気が残っていれば、それは該 プロセスを繰り返すことによって除去されることがてきる。空気がバー７された 後、ベントは開かれ、泡トラツプ中の不要な流体が重力の影響下でトラップを出 て、最終的な約１／′８インチの深さが達成される。最終的な深さである１／８ インチは、ラインの空気をバー７する前には設定されることができない。なぜな ら、パージの過程において、泡トラツプからの空気で混合領域が再び満たされる のを回避するには不十分な体積しか存在しないからである。

ＨＢＭは、たまにのみ清掃のために取り外しが必要とされるように設計されてい る。殺菌及び泡トラツプ領域からの殺菌剤の除去は自動的に行われ、オペレータ の世話を必要とはせず、この後すべての最高位の露出表面が殺菌され、そしてこ の後アウトレットチューブを汚染することなく、殺菌剤が確実に洗い落とされる 。

潅流液がポート４０６を介してＨＢＭユニットを出た後、それは器官コンテナ１ ２２内の器官に入る。好ましい実施例では、器官コンテナは、ちょうつがいでつ ながれたふた、ふた止め、ふたハンドル、傾斜したフロア、格別に傾斜した足、 動脈系及び静脈系の熱電対入口、潅流液入口、及び入口と反対側の足に配置され た流出液出口を備えた四角の箱を含んでいる。フロアの傾斜は、右から左へ及び 後から前への両方の方向に下降し、すべてのの流体がコンテナ内のどの位置にお いてもほとんど流体が蓄積されることなく足の出口に流れることを確実化する。

１つの針状の検出端子が、動脈系ラインの壁を貫通して直接差し込まれている。

第２の検出端子が、器官から出てくる流体の流れの中に直接配置されている。典 型的な実験結果ては、動脈系及び静脈系の温度は、１０分の１度違っているだけ であるが、両者は定性的な制御に有用である。器官コンテナは、ウォーターズの 器官容器で用いられているものと同様の、器官のための柔らかい網目状の支持部 材を用いてもよく、又器官は器官コンテナのフロアの上に直接配置されることが でき、又は格別に設計された別体の可動式の支持部材の上に配置されることがで きる。

器官コンテナ１２２と器官ポンプ１０８とは、両者間の無駄時間及びデッドボリ ュームを低減するために、最大限に近接して配置され、そして器官ポンプから器 官コンテナにつながるチューブは同じ理由のため、内直径ができるだけ小さいも のが選定されている。大半の潅流液は、前記したとおり、器官ループＬ２を通し ては流れないが、その代わりフィルタからインライン式のアナログ屈折計１０６ に流れる。本発明のここにおける好ましい実施例は、アナコン社製の修正された 商業的に実用化された屈折計を用いている。とくに、非常に大きい標準的なアナ コンバイブ取り付は具ではな（、小径のチューブの人口及び出口が用いられてい る。

最終的な発明に適合する屈折計の検出ヘッドの修正は、普通に実用化されたアナ コンユニットに対して以下のような違いを有しているのが好ましい。

１、流路の内部容積は、最小限に保たれるのが好ましい。

２、ここでは、キャビネット内に普及している低温かつ高湿度による水蒸気の凝 縮を防止するために乾燥した窒素ガスのゆるやかな流れでもってユニット内の空 間の空気をパージする必要がある。修正された形態では、検出手段の電子エリア は、窒素ガスのパージの必要性をなくすために、内部に乾燥剤を備えて密閉シー ルするようイニしてもよい。

本発明は、オペレータが、何らかの手順で貯留器にアクセスし、そしてそのほか 重要であるプロセスを注文に応じて設計することを可能にする。オペレータは、 彼がすることを臨むものに依存するソレノイドの位置を切り替えることからさえ も解放される。それにもかかわらず、以下の応用は、各個別の貯留器及びフィル タからの及びこれらへの流体の供給に必要とされる作動パターンを例証している 。

それはまた、システムが実施されるために最初に設計された、器官の低温保護剤 の潅流のための、及びシステムの清掃のための標準的なプロトコルを例証してい る。

ソレノイドＳ１はオフ時にはＲ１からの流体を、又励磁時にはＲ２からの流体を 通す。ソレノイドＳ２は非励磁時にはＲ３に対して、又励磁時にはＲ４に対して 開かれる。Ｓｌ及びＳ２の流出液は、休止状態時にはＳｌからの（すなわち、Ｒ １又はＲ２からの）流体を受け入れそして励磁時にはＳ２からの（すなわち、Ｒ ３又はＲ４からの）流体を受け入れるＳ３へ行（。Ｓ３のための普通の出口（常 時間）は、この後ソレノイドによって選択された貯留器からの流体を引き抜く循 環ポンプ１０２につながる。

もし、差分フィルタが含まれることになっていれば、この後循環ポンプ１０２の 流出液はＳ４のコモンポート（常時開）へ行く。Ｓ４が励磁されていないときに は、その流出液はフィルタＦ１に向けられる。フィルタＦ１からの戻り液は、通 常はＳ５のオープンポートに戻り、そしてＳ５の共通出口を介して屈折計ループ Ｌ１及び器官ループＬ２に出てゆく。他方、Ｓ４が励磁されていれば、この後そ の出力は、Ｓ６の共通インレットポートに向けられる。Ｓ６が休止状態にあると きはその出力はフィルタＦ２に向けられ、そしてフィルタＦ２からの戻り液はそ の通常は開かれているポートを介してＳ７に入る。Ｓ７からの流出液は、この流 出液を受け入れるために励磁されなければならないＳ５の通常は閉じられている ポートに流れる。−変流体が８５に入ってしまえば、それはＳ５の共通出口から 出て屈折計ループ及び器官ループへ流れる。最終的には、もしＳ４が励磁されそ してまたＳ６も励磁されていれば、流体はこれらの両バルブを介して流され、フ ィルタＦ３に到達するであろう。フィルタＦ３からの戻り液は、励磁されたＳ７ 及び励磁されたＳ５ソレノイドを経由して流れ、そして上記のように２つのルー プ上１及ＵＬ２へ進む。前の方で注目されたとおり、フィルタＦ２及びＲ３そし てひいてはソレノイドＳ４、Ｓ５、Ｓ６及びＳ７の使用はオプション的であり、 まずある溶液から他の溶液に極めて突然に変化させることが必要とされるとき、 またとくに重い粒子の汚染が除去されなければならないときに有効である。

器官からの流出液はｌ＆ｉｔにはＳ８に戻る。もしＳ８が励磁されていれば流体 は廃棄される。もしＳ８は励磁されていなければ、流体はＳ８から出て、屈折計 ループからの流体と合流して所望の貯留器に戻される。

屈折計ループを流れている流体は、もしこれらのどのソレノイドも励磁されてい なければ、順に、ソレノイドＳ９、Ｓ１０．Ｓｌｌ及びＳ１２を流れ、そして二 の後排出部に行く。Ｓ９を励磁すると流れはＲ１への再循環ラインに変えられる ｃＳｌｏの励磁は（Ｓ９は励磁されていない）、流れをＲ２方向に変える。同様 に、Ｓｌｌ又はＳ１２の択一的な励磁は、夫々、流体をＲ３又はＲ４に再循環さ せるであろう。

ソレノイド作動式の流体制御には２つの基本的なプロセスがあり、１つは実際の 潅流用のものであり、もう１つはシステムの洗浄及び準備用のものである。潅流 プロセスは、典型的には、Ｒ１からＲ４まで進行する。これに対して準備は、準 備（洗浄）プロセスの終わりに、（典型的には）Ｒ１（又はＣ１）からの流体で 充電された回路を出ると舌には、貯留器Ｒ２−Ｒ４用の流体吸い込みライン及び 流体再循環ライン、及びオプション的にはフィルタＦ２及びＲ３並びにこれらに 関連するラインに逆の順序でロードしなければならない。

Ｆｌのみ（Ｆ２ではない）が存在するときには、準備（及び洗浄）は貯留器の順 に進行させてもよい、ここて貯留器は、準備の場合に、最後の貯留器カベこれに 続く清流で最初に用いられる貯留器に対応するように設けられても）る。

標準化されたすすぎ／準備のためのソレノイド制御ノーケンス（使用手順二実験 の終わりにフィルタ殺菌されたＨ２Ｏて潅流液を除去する。潅流と潅流の間に洗 浄水を化学的に殺菌された溶媒で置換する：フイルり殺菌されｔこ蒸留水を用い て殺菌剤を除去する。空気を用いて水を除去する：貯留器の流体を用いて空気を 除去する、すなわちシステムを準備する）実施されるサブタスク　ソレノイド＃ （＋＝活動中）００零０＊　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　１１ 　１２　１３１、Ｒ４からＦｌを介しての流体の供給−＋＋−−−−−−−−− 林２、Ｒ４再循環チューブの潅流　−＋＋−−−−−−−−＋　−３、Ｒ３から Ｒ３を介しての供給　−−＋＋＋＋＋−−−−−林４、Ｒ３再循環チューブの潅 流　−−＋＋＋　＋　÷　−−−＋　−−５、Ｉ？２．Ｆ２　＋　−−＋　＋　 −−−−−−−木ネ６、　Ｒ２再循環チューブ　＋−−＋＋−−−−＋　−−− ７、Ｒ１，Ｆｌ　−−−−−−−−−−＋　−木本８、ＲＩ再循環チューブ　− 　〜　−−−−−−＋−−−−９器官ル一プ廃棄チユーブ＊＊本　−−−−−− −＋＋−−−一本土のノーケンスが貯留器の流体でもって実行される場合は、Ｓ Ｏ及びＳ００はオフされるであろう。上の７−ケンスが水でもって実行されるよ うになっていて、かつ洗浄ポートＣｌ−Ｃ４が吸い上げラインＵ１〜Ｕ４に接続 されている場合もＳＯ及びＳ００はオフされるであろう。上のノーケンスが殺菌 剤でもって実行される場合は、ｓＯはオフされ、そしてＳ００はオンされるであ ろう。　ノーケンスが空気でもって実行される場合は、ＳＯはオンされ、Ｓ００ はオフされるであろう。

木本フォルタペントソレノイドである５１３（そして、オプションとしてＳｌ４ 及び５１５）は、このステップのある部分ではオンされ、そしてこのステップの 残りの部分ではオフされるであろう。それは、ラインから空気をパージするのに ちょうど十分な長さでオンされるであろう（通常は、ステップＩでは６０秒であ り、符号林が用いられている残りの書（ステップでは３０秒）　これは、もしフ ィルタがシステム内に存在しないときには、起こらないようにプログラムされる ことができる。

零零零システムを準備するときには、このステップは省かれる。

注　水制御ソレノイドＳＩ６はステップ２．４．６．８．及び９でオンされ（排 出チューブは、流体を排出部へ送るために開かれる）、その他のすべてのステッ プでオフされる。

Ｒ１−Ｒ４から流体を引き出すための、及び普通の潅流用の勾配をつくりだすた めのソレノイド動作の標準的なプロセスは、以下のとおりである（仮定、（１） オブ／！ＩンであるフィルタＦ２及びＲ３を使用する、（２）勾配コントロール ソレノイドを素直に又は典型的に用いる、（３）勾配形成器がＲ２として存在す る）。

ある貯留器から他の貯留器へ行く閉回路を多段式に完成させることは、その内容 物が回路から前の溶液を一掃する前に、望ましくない組成の溶液が新しい貯留器 へ再循環するのを回避させることになる。もし、前の溶液の再循環について何ら 問題がなければ、再循環を遅延させるといった予防手段は省略されることができ る。

潅流を標準化するためのソレノイドコントロールシーケンス００＊Ｏ本　１　２ 　３　４　５　６　７　８　９　１０　１１　１２１、Ｒ１への初期再循環　− −〜　−−−−−＋−−−２、ＲＩ勾配　ｌと同じ、但しＳＲＩを作動させる３ 、Ｒ２からＦｌへの再循環なし　＋　−〜　−−−−＋−−＋　＋４、〜なしの Ｆ２を介してのＲ２溶液の供給子　−−＋＋−−４−−＋　＋５、〜以外のＲ２ 溶液の再循環　＋−−＋＋−−４−４−−６、すべてのＲ２溶液の再循環　＋− −＋＋−−−−４−〜７、貯留器Ｒ２からの勾配の実行　６と同じ、但しＳＲ２ を作動させる８、１？３カラチヨうど５６７Ｆ２への潅流零零−−＋　＋　＋　 −−＋　−−−−９、Ｒ３からＲ３への潅流、循環　−−＋＋＋＋＋＋−−−− １０、〜から以外のＲ３への再循環　−−＋＋＋＋＋＋　−〜　＋　−１１、す べてのＲ３流体の再循環　−−＋＋＋＋＋−−−＋　〜１２、　Ｒ３勾配の第１ の部分の実行＊＊＊　１１と同じ、但しＳＲ３１を作動させる１３、Ｒ３勾配の 第２の部分の実行　工１と同じ、但しＳＩ？３１及び５Ｒ３２を加える１４、オ ーブン回路、Ｒ４がらの潅流　−＋＋＋＋＋＋＋−−−−１５、〜から以外のＲ ４への再循環　−＋　÷　＋　＋＋＋＋−−−＋１６、両ループからのＲ４への 再循環　−＋＋＋＋＋＋＋−−−＋１７、Ｒ４勾配の実行　１６と同じ、但しＳ Ｒ４を作動させる本普通の潅流に対しては、ソレノイドｓｏ、　ｓｏｏ及びＳ１ ３〜Ｓ１６は常に非作動とされるであろう。

林このステップは、新しい貯留器と、新しい貯留器がらの流体と予め平衡状態に あるフィルタとの間にライン中に最初に存在する、前の貯留器からの流体が、予 め平衡状態とな、ている（新しい）フィルタを汚染するのを防止する。

木樽議論中で注目されたとおり、５Ｒ３２の作動は、Ｒ３の使用が終わるまでに ５Ｒ３２の永久的な作動が終了するように最初にデユーティサイクルをフォロー しなければならない。デユーティサイクルは、該デユーティサイクルの要求によ って指令されたときに、ソレノイドパターン１２と１３との間で前進及び後退を 切り替えることを含む。

貯留器の数は、ソレノイドの数が変わるのに応じて、ここで特定されている数よ りも少なくし又は多（することができる。さらに、Ｒ１−Ｒ４の層数は、上記の ものとは異なっていてもよい。制限は、少なくと１つの貯留器があることと、お そらく最大は８つの貯留器であるということであり、これらのどの貯留器におい ても仕切り室は１〜４設けることが可能であろう。上限は、幾分は容量及び混雑 の限界からくるものであり、そして幾分はその制御のためにより多くの貯留器を 必要とするような、非常に複雑なやり方を想像することが困難であるからである 。

池の変形例は、異なる位置に異なる容量の貯留器を用いることであろう（例えば 、ここでの好ましい実施例とは違って、２リツトルの貯留器の次に１リツトルの 貯留器を設け、次に３リツトルの貯留器を設け、次に１リツトルの貯留器を設け るなどといったちの）。

理論的には、多数の仕切り室を備えた１つの貯留器を採用すれば、個別的な貯留 器を用いな（でもよい。ここで、上記貯留器は、夫々温度制御された領域の外側 のソレノイド又は手動レバーによって動作させられ、すべて単一の中央の撹拌テ ーブルによって撹拌されるおそらく４〜２０の同心状のシリンダからなる。もし 、ステップ状の変化が撹拌された中央の領域を経由して供給されない場合でも、 突然の又はステップ状の濃度変化に適応することができる。貯留器の相対的な位 置もまた変えることができる。

動脈系の濃度センサは、回路の器官ループの源から離れた位置よりもむしろ近接 した位置に配置されることができるが、フィルタに近接して配置されるべきでは ない。

フィルタ側の１ＩｔＪ１１ポンプで発生している圧力を検出する圧力センサが、 警報手段として組み入れられている。

方法の説明 上記の装置を用いる完全な低ａ保存方法は４つの部分からなる。第１の部分はそ の摘出に先立つ器官の前処理である。第２の部分は低温保護性の薬剤の選択であ る。第３の部分は低温保護剤の導入及び除去のための実際のプロトコルである。

そして、最後の部分は器官の移植における器官及び受入者取り扱いである。

第１部：生体内における低温保護性薬剤を用いた器官の前処理及び器官の調達器 官提供者は、ｐｃｒ’ｚの比較的寿命の長い類似体であるイロプロスト（ｉｌｏ ｐｒ。

ｓｔ）を注入すること以外は、普通の手法で前処理される。イロプロストはいず れかの静脈内の注入物が全身を循環した後、又は問題となっている特別の器官の 動脈（又は門脈）に直接投与されたときに、次に出会う低温保護剤の毒性を打ち 消すのに有効であることが本発明者によりて見出だされた。イロブロストの服用 量の最な良形態は、動脈中への直接の注入が器官が薬剤に露出されるのを最大限 に高める一方イロブロストの介在による全身の低血圧を最小限にとどめるのに好 ましいものであるが、２５マイクログラム／ｋｇがいずれかの道筋によって与え られことであろう。１６μｇ／ｋｇもまた有効であるが、２５μｇ／ｋｇよりは 効果が低いようである。この適用のためのイロブロスト濃度の許容限界は、種、 注入速度、手術継続時間等に依存するが、５〜７５μｇ／ｋｇである。イロプロ ストは２０分を超える時間をかけて注入される。注入継続時間の許容限界は、死 体である器官提供者に対しては、１〜６０分である。例えば最近における可能な １つの変形例として、器官の調達における暖かい虚血から器官を保護するために イロプロストを短時間で注入し、そしてこの１＆高められた又は低い温度でイロ プロストを含んでいる溶液で、十分な時間（５〜４０分）Ｒ１流することによっ て短時間しか露出していないのを補うといったものがある。）ｌ！２の変形例と して、低血圧を最小限にとどめるように、比較的長い時間（２０〜６０分）をか けて比較的低濃度でイロブロストを注入するといったものがある。器官提供者へ の６０分より長い注入は実用的でない。

生体内におけるイロブロストによる前処理の後、問題となっている器官には、本 来の位置で、低温のユーロコリンズ（Ｅｕｒｏ　Ｃｏ１１ｉｎｓ）溶液、ＵＷ温 溶液は同等に有効な溶液が、同時に又は段階的にどっと流され、このためすべて の器官が急速に安定化され、これによって器官の調達における葛藤が回避される 。（常温保存技術が、心臓の低温保存にとってかわるべきであり、心臓は低温の 溶液よりもむしろ暖かい溶液で洗われることができることになる。）その洗浄溶 液は、最初はイロプロスト（最良の形態では１μｇ／■１、許容範囲はＯ〜１０ μｇ／−１である）、凝固防止剤（例えば、本実施例では、ヘパリン、１０００ ０ユニツト／リツトル、許容範囲は１０００〜２００００ユニツト／リツトルで ある）、血管拡張剤（例えば、パパベリン、最良の形態では４０〜９０鵬ｇ／リ ットル、許容範囲としては０〜８０ｍｇ／リットル）及びその他の望ましい薬剤 を含んでいるが、第２の洗浄溶液は、冷却と血液の流出とが完了したときには、 これらの薬剤を全部洗い流すために用いられるべきである。摘出された器官（常 温の潅流によりて最良の状態に保持された器官を除く）は、洗浄溶液の冷浴中に 移され、そして記述されているようなやり方で低温保護剤を導入し及び除去する ことができる潅流装置に移送されるべきである。

第２部：　低温保護性の薬剤：　ガラス化溶液ＶＳ４、ＶＳ４１Ａ、ＶＳ５及び ＶＳ５１Ａの処方箋 すべての実験は、ＶＳ４又はＶＳ４１Ａとして知られている溶液を用いて実施さ れている。〜’Ｓ４は、ジメチルスルホキシド（Ｄ）、ホルムアミド（Ｆ）、及 び１゜２−プロパンジオール（Ｐ）からなり、ＤとＦのモル比が１＝１、リット ル当たりのＤ＋Ｆ＋Ｐの全質量は４９０グラム、そしてリットル当たりのＰの全 質量が１５０グラムとなっている。かくして、リットル当たりで、Ｄ＋Ｆ＝３４ ０グラム、Ｆ＝１２４．３３グラム、そしてＤ＝２１５．６７グラムである。こ の低温保護剤の混合物は、以下で記述される結果に基づく好ましいものである。

ＤＳＦ及びＰの比率の許容範囲は、Ｄ：Ｆの重量比は低い方で１．４そして高い 方で３．５とすることができ、前者に対しては、Ｐ：（Ｄ＋Ｆ）の比率は１８： ３４まで高められそうであり、及び／又は全濃度は過剰のＰの添加によって５０ 〜５１％ｖ／ｖ（グラム／テンリットル）にまで高められそうである。

低い冷却速度では（５〜ｂ の圧力が加えられるとガラス化するであろうが、通常の周囲の圧力ではガラス化 しない。ＶＳ４１Ａとして知られている処方は、大気圧で用いる必要がある（Ｉ Ａは１気圧ということである）。Ｖ　Ｓ　４１　Ａは、ＶＳ４を構成するすべて の物質の質量に５５／４９を掛けることによって調製される。かくして、ＶＳ４ １Ａ中の溶質全濃度は、ＶＳ４が４９０グラム／リツトルである場合に対しては ５５０グラム／リツトルである。、ＶＳ４及びＶＳ４１Ａは、ホルムアミドの並 外れた腎臓組織通過能力、ジメチルスルホキシドのホルムアミド毒性排除能力、 ３つの成分の優れたバランス（ガラス化傾向を最大限に高める一方、毒性及び全 溶質濃度の両方を最小限に抑える）、コロイドが存在しないこと（典型的なコロ イドの濃度が約４〜７％ｗ／ｖであれば、粘度を許容限界を超えて上昇させる） 、適当な圧力（１０００気圧及び１気圧）でのこれらの溶液の極端に低い非ガラ ス化速度、及び−１３５℃で少なくとも６か月間貯蔵した場合におけるＶＳ４１ Ａの良好な安定性、のためにと（に有利であると思われる。

器官の潅流に用いられる低温保護剤は、器官の高圧に対する耐性及び器官の低温 保護剤の高濃度に対する耐性に応じて、ＶＳ４及びＶＳ４１Ａによって定まる許 容範囲内で調整され、これによってガラス化性能を維持するのに必要とされる圧 力及び濃度のバランスが最適化される。例えば、１０００気圧には耐えられない が５００気圧には耐えられる器官は、Ｄ、Ｆ及びＰの相対的な比率を変化させな いで、ＶＳ４及びＶＳ４１Ａの間の中間的な溶液で潅流されるのがよさそうであ る（すなわち、リットル当たりのＤ十Ｆ十Ｐの全グラム数＝５２０）。大気圧下 で極端に低い冷却速度が必要とされる非常に大きい器官は、大気圧下におけるこ の非常に低い冷却速度でのガラス化を確実化するために、５５０グラム／リツト ル以上で最大約６００グラム／リツトルまでの濃度で潅流されるのがよさそうで ある。加圧下においては、冷却速度が低下させられるので、溶質の濃度を同様に 比例的に増加させることが必要とされる。

腎臓の薄片を用いた最近の実験は（後の結果参照）、１．２−プロパンジオール を、２．３−ブタンジオールで置き換えた池はＶＳ４と同様の処方が、ＶＳ４で 得られた生存性と同等の生存性を提供するということを示している。ここで、２ ゜３−ブタンジオールは、最小限のメソ型のもの含んだ（く５％１／ｖ）右旋型 のものと左旋型のものとの混合物からなる。この処方はＶＳ５として知られてお り、■Ｓ４よりも高い安定性を備えていると思われる。同様に、ＶＳ５１Ａは、 １．２−プロパンジオールを右旋型及び左旋型の２．３−ブタンジオール（く５ ％Ｖ／Ｖのメソ型を含む）で置き換えた他は上記のＶＳ４１Ａについての記述と 同様の構成とされている。ＶＳ５とＶＳ５１Ａとの間の変形例は、ＶＳ４とＶＳ ４１Ａとのに対する上記の記述と同様に用いられるようになっている。

すべての低温保護剤溶液は、低温保護剤自身に加えて、低温保護剤のための担体 溶液又は賦形剤溶液を含む溶液透過性の低い溶質を含んでいなければならない。

典型的な例は、ＵＷ溶液、ユーロコリンズ溶液、又は腎臓保存溶液２（ＲＰＳ− ２）であろう。ユーロコリンズ及びおそら＜ＲＰＳ−２は、腎臓用の担体溶液と して、ＵＷよりも優れていると信じられているが、肝臓に対してはこの逆の方が 真実であるらしく、心臓はこれらの特別の担体溶液のいずれもが最良のものでは ないと思われる。最良の形態のプロセスは、選択された担体溶液としてはユーロ コリンズを用いている。

第３部：　低１保護剤の導入及び除去のためのプロトコル本発明者の研究室で現 実に用いられている低温保護剤の導入及び除去、並びに低温保護剤の洗い流し、 移植、及び長期間にわたる機能的かつ組織学的な追跡の後におけるうさぎの腎臓 の良好な結果をもたらす確実でかつ質の高い生存性に対する典型的なプロトコル が、図５に示され、そして図６Ａ−Ｈのフローチャートに従ってさらに詳細に説 明される。

潅流圧力。器官は、該器官の臨界閉塞圧力に打ち勝つのには十分に高く、しかし 他方では血管系の不要な損傷を回避するのには十分に低い圧力で潅流される。

最良な形態での大きな脈動を生じさせない潅流圧力は４Ｑ＋＋＋ｍＨｇである。

許容できる圧力の望ましい範囲は、人間を含む異なる種に対して、２０〜７Ｑｍ ｍＨｇであることが見出だされている。

初期層流。最良の形態でのプロトコルにおいては、潅流は、血管の抵抗に対する ベースライン値を確立するために、目盛りを確立するため１＝（圧力及び屈折率 のための）、完全な血液の洗い流しを確実化するために、そして器官を熱的な平 衡状態にするために、まず１５分間実行される。臨床的には、初期清流時間は任 意であり、そして器官の調達及び移送プロセスでの要求に合わせるために調整さ れることができる（０分から１〜２日又はこれ以上まで）。本発明者の研究室で は、この期間における潅流液はユーロコリンズ溶液である。しかしながら、この 初期の潅流液は、ＵＷ溶液、又は病院もしくは調達チームでの要求に応じて臨床 的に設定されるその他の安定化溶液であってもよい。

初期温度。器官の調達及び移送のために必要とされる初期潅流温度は、低温保護 剤の導入の直前に確立される潅流温度と同一である必要はない。例えば、大半の 器官は０℃の破砕された氷で覆われて輸送されるかもしれないが、他の器官は常 温（３７℃）で潅流されて輸送されるかもしれない。しかしながら、器官が低温 保護剤の配剤の準備ができたときには、予め選定され標準化された潅流温度が確 立される。最良の形態のプロセスでは、初期潅流温度は３．５〜４℃であり、そ して許容範囲は０−１５℃である。本発明者は、最良の長期間にわたる常温の潅 流を必要とする器官は、それにもかかわらず、この同じ温度範囲内に冷却される ことができ、そしてこのプロセスで必要とされる比較的短い時間内に損傷を受け ずに低温で保存された器官のそれと同様の方法で処理されることができる、と考 えている。

低温保護剤濃度の最初の持ち上げ。初期のベースラインの潅流に続いて、低温保 護剤の濃度は、濃度の最初の高平状態が確立されるまで一定の速度で高められる 。ＶＳＪタイプの低温保護剤の混合物を用いるときには、混合物中の異なる各低 温保護剤の比率は一定に保持されるが、全濃度は変化することが可能である。

ＶＳＪタイプの溶液に対する全濃度の増加速度は、最良の形態のプロセスでは５ １ａＭ／分（３，０６Ｍ／時）に設定されるが、許容範囲は３５〜７５＋ｅＭ／ 分である。これらの速度は、ガラス化溶液の溶質としては不必要にかつ望ましく なく緩速であると考えられているグリセロール及びプロピレングリコールに対す る既知の技術により用いられている速度３０ｍＭ／分よりもかなり高い。濃度を リニアに高めることは、不必要に大きな浸透圧による応力をつくりだすことなし に、平衡を促進する。

最初のａ度高平状態。最初の高平状態は、最良の形態のプロセスにおいては全濃 度で２５％ｗ／ｖ（２５０グラム／リツトル、又は約３．８モル）とされるが、 許容範囲は２０〜３２ｖ／Ｖ又はｖ／ｖである。最初の高平状態は、最終のガラ ス化溶液の半分の濃度に近接するレベルに設定されるのがよい。最初の高平状態 のレベルが低いと、これに続くガラス化溶液での潅流において浸透圧による応力 を増加させるであろうし、他方最初の高年状態のレベルが実質的に高いと、濃縮 された低温保護剤に対する露出時間が長くなるので毒性を増加させてしまうであ ろう。

最初の高年状態の継続時間は、最良の形態でのやり方においては１０分に設定さ れるが、許容範囲は、層流圧力（及びひいては器官での流速）、血管の抵抗、及 び低温保護剤の器官透過性に応じて５〜３０分である。継続時間は、動脈系と静 脈系との濃度差が０（又は実質的にＯ）を示しているときに、器官を動脈系の潅 流液と浸透圧に関して平衡状態とさせられるように、かつこれに続くガラス化溶 液への切り替え時に不必要な浸透圧の応力を最小限に抑えられるように、十分に 長くされるべきである。

最初の濃度上昇時における温度の引き下げ。濃度が高められている間は、器官を 低温保護剤の化学的な毒性から保護するために、同時に温度が低下させられる。

最良の形態のプロセスにおいては、温度の低下は、動脈系の低温保護剤濃度が１ ３モルに達したときに始まるが、許容範囲は０．５モルから３５モルまでの間で ある。温度の引き下げは、動脈系の濃度が最初の濃度扁平状態に達したときに終 了される（上で注目されたとおり、ＶＳ４溶液に対しては、最良な形態の手順に おいては２５％（３，８Ｍ）であり、そして許容範囲内においては２０〜３２％ 又は約３〜４．９Ｍである）。冷却時における濃度変化は、最良の形態のプロセ スにおいてはこのように約２．５Ｍてあり、そして約ＩＭから４．４Ｍまで変化 することが可能である。

上で注目されたとおり、前冷却温度は、０〜１５℃範囲内で低下することになる であろう。冷却の後の温度は、−１３℃から＋５℃までの範囲に低下することに なるであろう。冷却は、器官の凍結点より低くなるまでは継続されるべきてはな い。最良の形態のプロセスては、最終の温度は現時点では−１５℃であり、初期 温度からは５°Ｃ低下し、そして冷却速度は約０．２５℃／分としている。上記 の許容範囲内で可能な最大冷却速度は約２，１℃／分であるが、これは起こりう る器官の熱的な衝撃を回避するには十分に低いものであると思われる。冷却時に おける最小の温度低下は２℃であり、最大の温度低下は２８９Ｃである。

ガラス化溶液での潅流、２番目の濃度高年状態。最初の濃度扁平状態からカラス 化溶液へのステップ状の濃度変化は、非常に高濃度の低温保護剤に対する露出時 間を制御するために必要である。最良の形態の手順では、ガラス化溶液の濃度は 、上で注目されたとおり、ＶＳ４タイプの溶液については、４９０〜５５０グラ ム／リツトル又は約７，５〜８４モルである（肝臓のようにガラス化がむずかし い材料については、６００グラム／リツトルより高める）。ＶＳ５タイプの溶液 については、最終濃度は、およそ４８０〜５４０グラム／リツトルまで、やや低 くされてもよい。ＶＳＪタイプでないガラス化溶液については、ここでのプロセ スに対する濃度の許容範囲は、低温保護剤濃度で４０％〜６０％ｗ／ｖである。

ａ度は、最良の形態の手順ではガラス化可能な濃度で２０分間定常状態に保持さ れるが、許容範囲は１０〜５０分である。濃度は、細胞から及び細胞間空間部か らガラス化不可能な水を除去するために十分に長く、すなわち器官を潅流液との 浸透圧についての平衡状態に密接に近付けられるように十分に長く、定常状態に 保持されなければならない。

ガラス化溶液での潅流時における温度。最良の形態の手順においては、濃度がカ ラス化可能なレベルまで上昇したときに、温度は０℃から一５℃の範囲で一定に 保持される（ここで選択された温度は−１，５℃である）。温度を一定に保つこ とは、温度を更新して低下させるよりもむしろ、粘度を制御する上において望ま しい。なぜなら、粘度は温度の低下に伴って上昇し、器官の抵抗も目立って増加 するにちがいなく、器官の浸透圧平衡速度を低下させ、低温保護剤に対する器官 の露出時間を必然的に増加させ、そして血管の内皮細胞に対してかなり大きい損 傷を与えるからである。低すぎる温度はまた凍傷の可能性を増加させる。しかし ながら、ガラス化溶液への切り替えが始まるとき又はこれよりやや後では、許容 範囲は、とくにこの点より上の高温限界で又はその付近でかつとくに４９％Ｗ／ νより高い濃度で潅流された器官に対して、並びにとくに低温保護剤の毒性を受 けかつこの毒性を抑制する低温を必要とする器官に対しては、低すぎる温度から はかけ離れているであろう。ＶＳ４１Ａ及びＶ　Ｓ　５　］、　Ａは一４０℃に 近い凝固点を有しているが、これほど低い温度までの潅流は本プロセスには含ま れていない。

なぜなら、これほど低い温度は、不必要であり、扱いにくく、かつたいていの場 合は望ましくない結果を生じさせるであろうと思われるからである。それゆえ、 本プロセスの低温限界はガラス化溶液での潅流時には一２０℃に設定され、そし て上限は＋５℃として、ガラス化溶液での潅流時に限定された付加的な冷却が可 能となるようにしている。

実際的なカラス化手順の次の段階は、器官を潅流装置から取り外し、そしてそれ を前段階的な加圧を行い又は行わずに低温まで冷却することである。しかしなが ら、器官が温められた後、第３の濃度高年状態の始めに、図５に示されたタイプ の潅流プロトコルを再開するために、それは潅流装置に戻されなければならない であろう。

最初の濃度の引き下げ。第３の濃度扁平状態。最良の形態でのプロトコルにおけ る第３の濃度高平状態のために選択された濃度は〜ＩＳ４溶質（Ｄ、Ｆ及びＰが 普通の比率で入っている）で３０％Ｗ／Ｖ（３００グラム／リツトル、４．６Ｍ ）であるが、許容範囲は２０〜３５％（ｗ／ｖ又はｗ／ｗ）の低温保護剤である （概ね、３がら５５Ｎ１まて）。この段階における濃度は、浸透圧による損傷を 回避するために、カラス化溶液の濃度で４０％（２１５）よりは少なくされるべ きではない。最良の形態でのプロセスでは、第３の濃度高年状態における濃度は 、第２の高年状態における濃度の３１５を超えている。

浸透圧緩衝剤が（低温保護剤の流出工程時に細胞内と細胞外の低温保護剤の濃度 差の増加による浸透圧効果を抑制する非透過性の細胞外の低分子量の溶質）、第 ３の高年状態の潅流液中に存在している（図５では図示されていないが）。好ま しい浸透圧緩衝剤はラフィノース又は／ヨ糖である。マンニトールはすべての発 明者の実験で実際に成功を収めつつ用いられてきたが、マンニトールは腎臓の細 胞を透過して有害な結果を引き起こすといったことが見出だされている。マンニ ト−ルそしてノヨ糖てさえも、肝臓に対しては適していないであろう。なぜなら 、その細胞は、大半の哺乳類の器官の細胞よりも、固溶液に対する透過性がずっ と高いからである。

浸透圧緩衝剤濃度は、高年状態が３０％である洗浄溶液を用いる最良の形態にお いては、２５０ｍＭである。より低い第３の高年状態濃度（例えば、２０％ｗ／ １゜の低温保護剤）を採用しているプロトコルの変形例では、より多くの浸透圧 緩衝剤が必要とされる（１０００ｍＭの上限まで）。より高い第３の高年状態（ 例えば、低温保護剤が２０％ｗ／ｖ）を採用している変形例では、浸透圧緩衝剤 はより少ないことが要求される（およそ１．５０ｍＭの下限まで）。これらの限 界内での浸透圧緩衝剤の存在は、低温保護剤の透過を太き（段階的に低下させる といった他の場合には致命的な浸透圧効果を抑制することが要求される。第３の 濃度高平部の継続時間は、最良な形態のプロセスにおいては１６分てあり（許容 範囲＝５〜４０分）、これは器官を洗浄用低温保護剤と浸透圧を平衡させるのに ちょうど十分である。

第３の濃度扁平状態における温度。第３の高年状態における潅流温度の選択は、 前の温度履歴に依存する。最良の形態でのプロセスにおいては、潅流温度は−１ ゜５℃に保持される。温度が第２及び第３の濃度扁平状態において異なるであろ う場合は種々であるが、かかる場合には、第２の高年状態での潅流時に、第３の 高平部潅流液の凍結点の下又は付近の値まで温度が下げられ、このとき凍傷が、 全体としての損傷を最小限に抑えるために付加的な加熱を要求する。これらの変 形例においては、第３の高年状態の潅流液の温度は、損傷の最小化と両立するよ うな最小の値に設定され、そして器官は、第３の高年状態の濃度の潅流液で潅流 される前に、この温度まで温められる。

０への濃度の緩やかな引き下げ。プロセスの次の段階は、０又は実質的なＯへの 低温保護剤濃度の緩やかな引き下げである。最良の形態でのプロセスにおいては 、これはおよそ−４３＋ｎＭ／分の一定速度で実行される（許容範囲は−３１〜 −６５ｍＭ／分である）。一定ではない傾斜した濃度設定（高濃度での急速な低 下、低濃度でのより緩やかな低下）もまた可能な変形例である。例えば、洗浄の 最初の１／３については平均のリニアな速度の１．５倍でリニアに低下させ、続 いて洗浄の次の２／３については平均のリニアな速度の０．８６倍でリニアに低 下させる。

透過性の低温保護性の薬剤の濃度が低下するときに、浸透圧緩衝剤の濃度もまた 比例して低下し、透過性の低温保護剤濃度が０に到達したときに、浸透圧緩衝剤 の濃度はＯてない最終値に到達する。この浸透圧緩衝剤のＯてない最終濃度は、 最良の形態てにプロセスにおいては５ＱｍＭてあり、そして２５ｍＭから５００ ｍＭまでの変化は許容されるものと思われる。低温保護剤濃度の低下時に、低温 保護剤の膜透過濃度勾配に起因する絶対的な膜透過浸透圧力が低減され、これに よつて浸透圧緩衝剤の必要量が低減される。それゆえ、低温保護剤の流出時にお ける浸透圧緩衝剤１度の低減は、低温保護剤の流出時及びこの後の両方において 、浸透圧緩衝剤による浸透性の損傷を最小限に抑えるように設定され、そしてさ らに名目上は非透過性の浸透圧緩衝剤の、起こりつる細胞への引き込みを低減で きるように設定されている。低温保護剤の流出における従来の潅流技術は、どれ も傾斜した浸透圧緩衝理論を利用していない。

緩やかな低温保護剤の流出時の温度制御。低温保護剤の流出時に、流出を促進し 、浸透圧力を低減し、そして低温保護剤を含んでいない器官に対して清流温度を 適切に戻すために、温度が高められる。最良の形態でのプロセスにおいては、濃 度が４７モルまで低下したときに昇温が開始され、初期の潅流温度に達するまで 濃度の低下に対してリニアに継続され、このとき動脈系の濃度は１．３から０． ８Ｍに】！する（０６８から０７７８Ｍへの濃度上昇につき１℃、加熱時におけ るａｒｔｔ変化は３．４〜３．９Ｍ）。温度が初期に上昇するときの濃度の許容 範囲は２５〜５．５Ｍであり、そして昇温か完了するときの濃度の許容範囲は０ ．５Ｍ〜４．５Ｍである。

浸透圧緩衝剤の洗い流し。プロセスの最終段階は、浸透圧ｌｌ１ｌｊ剤を洗い流 すことである。ここで用いている最良の形態でのプロセスにおいては、低温保護 剤の洗い流しの最後に、５ＱｍＭのショ糖が加えられる。移植の前に、短い保持 時間の間、器官内にかかる低濃度の浸透圧緩衝剤を残すことは許容されるが、細 胞間の浸透圧緩衝剤（ＯＢ）は、生体内での器官の潅流におけるこの後の一時的 な低下を伴いつつ血液を再び流すときにおいて、細胞間空間部の浸透圧による拡 張を生じさせることが期待される。この効果は、ＯＢ濃度が高いと（＞１００ｍ Ｍ）許容できなくなり、移植の前にＯＢの洗い流しが必要となるてあろう。移植 の前に、器官内にＯＢが長い時間残留することによって生じるもう１つの問題は 、ＯＢの器官の細胞内への漏出の可能性と、その結果生じる細胞の膨張及び移植 におけるａＫ低下の可能性とである。本発明者は、典型的には、３０分以上の時 間をかけて５０ｍＭのマンニト−ルを洗い流し、移植を完全に成功させている。

ＯＢの濃度がさらに高いと（５００ｍＬ＋より高い）、これはＯＢの希釈に対応 する潅流抵抗に１口したさらに長い時間をかけて（３０〜９０分）洗い流される ことになるであろう。臨床的な目的のためには、浸透圧緩衝剤の洗い流しとこれ に続く浸透性のない薬剤による潅流とを含む後洗浄潅流の継続時間は、器官の移 送及び移植における実戦的な要求に適合するように調整される。

第４部：　移植時及びその後での器官及び受入者の取り扱い血管のクランプを解 放する少し前に、受入者が、アスピリン（アセチルサリチル酸、１〜３ｍｇ／ｋ ｇ）とヘパリン（１００〜２５０ユニツト／ｋｇ）とを受け入れることが必須で あり、両者の濃度が高すぎ及び低すぎると、血管の閉塞及び衰弱が生じることに なる。最良の形態における濃度は、夫々、２ｍｇ／ｋｇ及び２００ユニット／ｋ ｇである。クランプを開放する前にまず５分間、そして少なくともこれに加えて １５分間、イロブロスト（５〜４０μｇ／ｋｇ、ＩＶ）を徐々に再注入し、一時 的なヒポキンア及び炎症反応の結果として生じる傷害のような再度潅流傷害を未 然に防ぐこともまた有効であるかもしれない。最良の形態での手法は、血管再生 の前にまず５分間だけイロブロスト■を７〜１０μｇ／ｋｇ注入し、そして血管 再生の後１５分後まで継続するようにしている。カルシウムチャンネル防止剤の 使用からは何ら利点は見い出されていない。

潅流を制御するためのプロセス（低温保護剤なし）ここで記述されている装置は 、器官の低温保護のプロトコルのほかに、通常の器官の低温及び常温での保存の ための多様なプロトコルをつくることが可能である。これに加えて、多様な常温 での薬学的な、生理学的な及び病理学的なプロトコルが可能である。本発明者は 、これらの多数のプロトコルを実行するのに必要とされるステップを図７Ａ−Ｂ に記載することによって、自明であるこれらの多数の可能性を例示している。

結果 図８は、事前にユーロコリンズ溶液中のＶＳ４で潅流された腎臓を受け入れたう さぎの手術後のリンパ液のクレアチニンを示している。調達に先立って、器官は 、２０分の１過程を超える静脈内への全身的な注入によって与えられた０、１５ 及び２５１１ｇ／ｋｇのイロプロストでもって生体内で処理された。これらの３ つのグループの腎臓は、夫々、＋２°０１０〜２℃及び−１〜−６℃でＶＳ４に さらされた。最初及び最後の潅流温度は、どの場合も２℃であった。これらの３ つのグループにおけるうさぎの生存率は、夫々、５／１．６（３１％）、６／１ ０　（６０％）及び１０／１０　（１００％）であった。手術後における最初の 夜に生存していたうさぎのデータのみが含まれている。うさぎの生存率は、予め ＶＳ４で潅流された腎臓の機能に全面的に依存していた。移植時には対何性の腎 摘出が行われ、そして透析によるサポートは試みられなかった。これらのうさぎ の長期間の組織学的な追跡は、イロブロスト、イロブロスト投与量の下限、並び にイロブロストの大量投与及び潅流温度の低減なしでは困難である。ユーロコリ ンズでの潅流制御（低温保護剤なし）の結果も同様に図８に含まれている（底部 の曲線）。

最良の〜’Ｓ４グループにおける損害は標準よりも大きいが、すべての損害は、 手術後短時間内においては十分に逆転させられるものと思われる。

表１：ＶＳ４又はＶＳ５で処理された腎臓の薄片の生存能力処理剤　組織のに／ Ｎａ比（平均子／−８ＥＭ）Ｋ／Ｎａ比は低温保護剤の洗い流しの後で測定され 。Ｋ“及びＮａ’の活発な移動を許容するために、２５℃で９０分間もくろんで いる。

本発明の種々の実施例が上で説明さオ］でいるがそれらは例として示されたちの てあって、それらに限定されるものではないことが理解されるべきである。かく して、本発明の幅及び範囲は、上記の例示的な実施例のいずれによっても限定さ れるべきではな（、以下の請求の範囲及びそれらと等価なものに基づいてのみ定 義されるべきである。本発明の精神及び範囲からはずれることなしに、ここから 種々の形態及び細目の変形がなされることが可能なことは、当業者によって理解 されるであろう。

ＦＩＧ、３Ｃ ＦＩＧ、４Ａ　ＦＩＧ、４Ｂ ＦＩＧ、４Ｃ 図６八より 図６０より 図６Ｄより 図７Ａより ＦＩＧ、７Ｂ フロントページの続き （７２）発明者　キラバデイ、ビジャン・ニスアメリカ合衆国、２０８５１、メ リーランド、ロックビル、ロックランド・アベニュー１９１０番

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の流体貯留器と、 生物の器官を保持するための１つの器官コンテナと、上記複数の貯留器と上記器 官コンテナとの間の第１の流体流路を定義する手段と、 上記第１の流体流路に介設された、上記貯留器を上記器官コンテナに択一的に接 続するための選択手段と、 上記第１の流体流路に介設された、１つ又はこれより多い上記貯留器から上記器 官コンテナへ流体をポンプ輸送するための、かつ上記器官コンテナから１つ又は これより多い上記貯留器へ流体をポンプ輸送するためのポンプ手段と、上記ポン プ手段の出力側と上記貯留器との間の第２流体流路を定義し、かつ上記器官コン テナをバイパスする手段と、上記流体流路に介設された、上記第１及び第２の流 体流路中を流れている流体の濃度、温度、ｐＨ、及び圧力のうちの少なくとも１ つを検出するための検出手段と、 プログラム式のコンピュータと、 上記検出手段を上記コンピュータに連結する、上記検出手段から上記コンピュー タヘ連続的な情報の流れを与えるための手段と、そして、上記コンピュータを上 記選択手段及びポンプ手段に連結する、オペレータを介在させることなく予め設 定されたコンピュータプログラムに従って（ａ）上記各貯留器から上記第１の流 体流路への個々の流体の流れと、（ｂ）上記第１の流体流路中を流れている流体 の圧力及びｐＨのうちの少なくとも１つとを、連続的かつ択一的に制御するため の手段とを含んでいる、心臓、腎臓、肝臓等のような生物の器官を灌流するため の、コンピュータ制御される装置。
2. ２．上記第１の流体流路に介設された、上記貯留器から上記器官コンテナへ流れ ている流体の温度を調節するための温度調節手段をさらに含んでいる、請求項１ に記載された、コンピュータ制御される潅流装置。
3. ３．上記第１及び第２の流体流路に介設されるとともに上記コンピュータに連結 された、流体の流れ方向にみて上記器官コンテナの上流側と下流側との間の濃度 差および温度差を測定するための、かつ測定された差に対応する情報を上記コン ピュータに与えるための測定手段をさらに含んでいる、請求項１に記載された、 コンピュータ制御される灌流装置。
4. ４．上記ポンプ手段が、 上記第１の流体流路に介設された、１つ又はこれより多い上記貯留器から上記期 間コンテナへ流体をポンプ輸送するための第１ポンプと、そして、上記第２の流 体流路に介設された、上記器官コンテナから１つ又はこれより多い上記貯留器へ 流体をポンプ輸送するための第２ポンプを含む、請求項１に記載された、コンピ ュータ制御される灌流装置。
5. ５．上記ポンプ手段の出力側と上記貯留器との間の第３の流体流路を定義し、か つ上記器官コンテナをバイパスする手段と、上記第３の流体流路に介設された、 上記第３の流体流路中を流れている流体の温度を調節するための第２の温度調節 手段と、そして、上記第２及び第３の流体流路に介設されるとともに上記コンピ ュータに連結された、流体の流れ方向にみて上記器官コンテナの上流側と下流側 との間の濃度差及び温度差を測定するための、かつ測定された差に対応する情報 を上記コンピュータに与えるための測定手段をさらに含んでいる、請求項１に記 載された、コンピュータ制御される灌流装置。
6. ６．（ａ）初期に低温保護剤なしで器官を灌流し、（ｂ）器官に第１の濃度の低 温保護剤を加えるとともに、同時に器官の温度を低下させ、 （ｃ）上記第１の濃度で起こるべき器官の浸透圧平衡を十分に許容するために、 上記低温保護剤の濃度の上昇を遅らせ、（ｄ）上記第２の濃度で起こるべき器官 の浸透圧平衡を十分に許容するために、上記第１の濃度よりも高い第２のガラス 化可能な溶液濃度でもって、１過程時間だけ器官を灌流し、 （ｅ）上記第３の濃度で起こるべき器官の浸透圧平衡を十分に許容するために、 上記第２の濃度よりも低い第３の濃度の非透過性の浸透圧緩衝剤でもって、１過 程時間だけ器官を灌流し、 （ｆ）器官の温度が上昇している間に、上記低温保護剤を実質的に完全に洗い流 す一方、上記緩衝剤を不完全に洗い流し、（ｇ）そして、器官が移植に適した状 態となるよう上記緩衝剤を実質的に完全に洗い流すために器官を灌流するといっ たステップを含んでいる、動物の器官へ及び器官から、ガラス化可能な濃度の低 温保護剤を導入し及び除去するための方法。
7. ７．上記低温保護剤が、基本的にはジメチルスルホキシド、ホルムアミド及び１ ．２−プロパンジオールからなる溶液を含む、請求項６に記載された方法。
8. ８．上記低温保護剤が、基本的にはジメチルスルホキシド、ホルムアミド及び２ ．３−ブタンジオールからなる溶液を含む、請求項６に記載された方法。
9. ９．（ｈ）器官を新しい宿主に移植し、（ｉ）血管再生に先立って、予め設定さ れた第１の１過程時間だけ、アセチルサリチル酸、ヘパリン及びイロプロストか らなるグループから選択された少なくとも１つのものでもって、移植された器官 に投薬を行い、（ｊ）そして、血管再生に続いて、予め設定された第２の１過程 時間だけ、イロプロストでもって器官に投薬を行うといったステップをさらに含 んでいる、請求項６に記載された方法。
10. １０．必須としてジメチルスルホキシド、ホルムアミド及び１．２−プロパンジ オールを含んでいる低温保護剤溶液。
11. １１．必須としてジメチルスルホキシド、ホルムアミド及び２，３−ブタンジオ ールを含んでいる低温保護剤溶液。