SE534527C2 - Förfarande, anordning och vätska för behandling av ett hjärta efter uttagning - Google Patents

Abstract

Förfarande och anordning for behandling av ett hjärta efter uttagning och foretransplantation. Anordningen innefattar en behållare (32) avsedd att innehålla hjärtat (3 1); enforsta ledning (54) for förbindelse med en aorta (30) hos hjärtat; en vätskekrets innefattandeen oxygenator (3 7) for oxygenering eller syresättning av nämnda vätska och envärmare/kylare (38) for reglering av temperaturen hos nämnda vätska; samt en pump (3 6) forperfusion av nämnda vätska genom kranskärlen hos hjärtat. Vätskan innehåller ett onkotisktmedel som utövar ett onkotiskt tryck som är större än omkring 30 mmHg; och ärkardioplegisk genom att den innehåller en kaliumkoncentration, som är lägre än 30 mM. Enregleranordning är anordnad för att styra pumpen att utfora nämnda perfusion interrnittent,varvid perfusionstiden är mindre än halva cykeltiden. Perfusionen utfores vid ett tryck, som äråtminstone 15 mmHg och åtminstone 15 mmHg lägre än nämnda onkotiska tryck. Behållarenkan sköljas med vätska som passerar forbi hjärtat mellan perfusionsstegen. Perfusionscykelnkan vara 75 minuter och perfusionstiden kan vara 15 minuter. (Fig 4 skall publiceras tillsammans med sammandraget)

Description

25 30 35 534 527 25 minuter; nämnda perfusionstid är mellan 7 minut och 20 minuter; nämnda perfusionstid är mellan 10 minut och 15 minuter; nämnda cykeltid är mellan 10 minuter och 120 minuter; nämnda cykeltid är mellan 20 minuter och 110 minuter; nämnda cykeltid är mellan 45 minuter och 90 minuter; nämnda cykeltid är mellan 60 minuter och 75 minuter; nämnda perfusionstid delat med nämnda cykeltid är mindre än 50%; nämnda perfusionstid delat med nämnda cykeltid är mellan 5% och 45%; nämnda perfusionstid delat med nämnda cykeltid är mellan 10% och 30%; nämnda perfusionstid delat med nämnda cykeltid är omkring 20%; nämnda kaliumkoncentration är mellan 15 mM och 30 mM; nämnda kaliumkoncentration är mellan 18 mM och 28 mM; nämnda kaliumkoncentration är mellan 20 mM och 26 mM; nämnda kaliumkoncentration är mellan 22 mM och 24 mM; nämnda onkotiska tryck är större än 30 mmHg; nämnda onkotiska tryck är större än 40 mmHg; nämnda onkotiska tryck är större än 50 mmHg; nämnda onkotiska tryck är större än 60 mmHg; nämnda onkotiska tryck är mindre än 70 mmHg; nämnda perfusionstryck är mellan 15 mmHg och 50 mmHg; nämnda perfusionstryck är mellan l7 mmHg och 35 mmHg; nämnda perfusionstryck är mellan 20 mmHg och 30 mmHg.

I en ytterligare utföringsforrn, kan förfarandet vidare innefatta: att styra en perfixsionsflödeshastighet med nämnda perfusionstryck så att nämnda perfusionstryck är huvudsakligen konstant och perfusionsflödeshastigheten är inom förutbestämda gränser.

I en ytterligare utföringsforrn kan förfarandet vidare innefatta: att mäta oxygeneringsnivån hos vätskan som kommer ut ur hjärtat under perfusion och styra perfusionstiden så att perfusionen avslutas när en förutbestämd oxygeneringsnivå har erhållits i den vätska som lämnar hjärtat.

I ännu en ytterligare utföring, kan förfarandet vidare innefatta: att övervaka åtminstone en av följande parametrar hos vätskan: temperatur; tryck före hjärtat; tryck efter hjärtat; flödeshastighet; oxygeneringsnivå före hjärtat; oxygeneringsnivå efter hjärtat; pH; koldioxidnivå; färg, och att ställa in perfusionen i beroende av åtminstone en av nämnda parametrar.

I en arman utföringsforrn, kan förfarandet vidare innefatta: att cirkulera nämnda vätska genom nämnda behållare men utanför nämnda hjärta, mellan perfusionsstegen åtminstone kort före initieringen av perfusion, för att konditionera vätskan och för att motverka sedimentering.

I en annan aspekt, tillhandahålls en behållare avsedd att innehålla hjärtat; en första ledning för anslutning till en aorta hos hjärtat; en vätskekrets innefattande en oxygenator för att oxygenera nämnda vätska och en värmare/kylare för att reglera temperaturen hos nämnda vätska; en pump för perfusion av nämnda vätska genom kransblodkärlen för hjärtat; kärmetecknat av att nämnda vätska innefattar ett onkotiskt medel som utövar ett onkotiskt tryck som är större än omkring 30 mmHg; att nämnda vätska är kardioplegisk och innefattar 10 15 20 25 30 35 534 527 en kaliumkoncentration, som är lägre än 30 mM; en regleranordning för att reglera pumpen till att genomföra nämnda perfusion intermittent, varvid en perfusionstid är mindre än halva cykeltiden; och varvid nämnda perfusion utföres vid ett tryck som är åtminstone 15 mmHg och åtminstone 15 mmHg lägre än nämnda onkotiska tryck.

I en utföringsforrn kan anordningen innefatta: en första klämanordning anordnad på nämnda vätskeledning utanför nämnda behållare, en andra klämanordning anordnad på en grenledning, som avgrenar från nämnda vätskeledning inuti behållaren kort före förbindelsen med nämnda aorta, och passerar genom en andra klämanordning utanför nämnda behållare och tillbaka till behållaren; och en tredje klämanordning anordnad på en delningsledning som avdelar sig från nämnda första ledning innan nämnda första klämanordning och slutar inuti behållaren, kännetecknad av att nämna första klämanordning är öppen under perfusion; att nämnda andra klämanordning är öppen kort före perfusionen vid samma tidspunkt som nämnda första klämanordning är öppen för att skölja nämnda vätskeledning före initiering av perfusion; och att nämnda tredje klämanordning är öppen under cirkulation utanför nämnda hjärta i behållaren, varvid samtidigt åtminstone nämnda första klämanordning är stängd.

I en ytterligare aspekt, tillhandahålls en vätska för behandling av ett hjärta efter uttagning och före transplantation som beskrivits ovan, innefattande: ett onkotiskt medel som utövar ett onkotiskt tryck som är större än omkring 30 mmHg; en kaliumkoncentration som är mindre än 30 mM; röda blodkroppar innefattande en hematokrit på åtminstone 5%; ett näringsämne; och elektrolyter i huvudsakligen fysiologiska koncentrationer.

I en utföringsform kan vätska innefatta: 60 g/L Dextran 40; 7.0 g/L NaCl; 1,71 g/L KCI; 0.22 g/L CaCl2 * 2 H20; 0.17 g/L NaH2PO4 * H20; 1.26 g/L NaHCO3; 0.24 g/L MgC12 * 6 H20; 1.98 g/L D(+) glukos, röda blodkroppar vid en hematokrit av åtminstone 5% och valfritt 50 ml albumin (20%).

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Ytterligare egenskaper, särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande detaljerade beskrivning av utföringsfonner av uppfinningen under hänvisning till ritningarna, där: fig 1 är ett schematiskt diagram över en första utföringsform av uppfinningen; fig 2 är ett schematiskt diagram över en andra utföringsform av uppfinningen; fig 3 är ett schematiskt diagram över en del av fig 2; och fig 4 är ett schematiskt diagram över en tredje utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Nedan kommer flera utföringsforrner av uppfinningen att beskrivas. Dessa utföringsforrner beskrivs í belysande syfte för att möjliggöra för en fackman att genomföra 10 15 20 25 30 35 534 527 uppfinningen och för att ange den bästa utföringsfonnen. Emellertid begränsar dessa utföringsformer inte uppfinningens omfång. Vidare är andra kombinationer av de olika särdragen möjliga inom uppfinningens ram.

Ett ändamål med nedan beskrivna utföringsformer är att förbättra resultatet hos organ som uttagits eller utopererats från en donator med slående hjärta, som har förklarats hjärndöd.

Processen att bli hjämdöd är en traumatisk upplevelse för kroppen och dess organ.

Hjämdöd innebär att hjärnan upphör att fungera, inklusive hjärnstammen. Eftersom andningen styrs av hjärnstarnrnen, upphör också andningen eller ventilation.

I en normal situation i ett sjukhus, tillåter doktom patienten att vila under omkring ytterligare 20 till 30 minuter, utan någon intervention. Utan lungrespiration, kommer syretillförseln till kroppens organ att upphöra och organen kommer att förlora sin funktion på grund av syrebrist. Slutligen upphör hjärtat att fungera efter omkring 20 minuter och kroppen fortsätter att kylas till omgivningens temperatur. Slåktingar kan ta avsked av den döda personen.

Eñer omkring 1 timme har de flesta organen förstörts och kan inte användas för transplantationsändamål.

Om patienten eller släktingarna har medgivit organdonation, kan intervention starta så snart det hjämdöda tillståndet har fastställts.

Normalt innebär hjämdöden att det intrakraniala trycket överstiger det systoliska blodtrycket, vilket resulterar i att hjäman utsätts för ett ischemiskt tillstånd, efiersom blodet inte kan inkomma i hjäman. Hjärnan kan reagera genom att öka hjärtats frekvens och flöde och genom att öka de systemiska kärlens motstånd. Dessutom kan binjuren öka nivån av adrenalin (epinephrine) och noradrenalin (nor-epinephrine). Detta kallas för Cushing°s reflex.

Hjärthastigheten kan öka med flera hundra procent till en maximal hjärthastighet. Blodtrycket kan öka till över 200 mmHg. Denna massiva reaktion kallas också “katecholamín-stonnen” eller “den sympatetiska autonoma stormen”.

I Sverige definieras hjärndöd som oåterkallelig förlust av funktionen för hela hjärnan inklusive hjämstammen. Det finns flera indikationer på hjärndöd, vilket är av mindre intresse för föreliggande utföringsforrner. Emellertid finns det efter hjämdöden ingen blodcirkulation i hjärnan och ingen spontan respiration. Kroppstemperaturen skall vara över 33°C och det skall inte finnas tecken på förgiftning.

Svenska patentansökan nr 0802678-3 beskriver ett förfarande för behandling av kroppen omedelbart efter hjämdöden så att hjärtat inte slutar slå och respíration bibehålls. På detta sättet behandlas organen så bra som omständighetema medger. Nonnalt sker uttagningen inom ett fåtal timmar, åtminstone inom 24 timmar.

Det finns ett antal olika strategier föreslagna i litteraturen för att bibehålla organen efter hjämdöden. Det faktum att detta är möjligt med förlängt somatiskt stöd har rapporterats 10 15 20 25 30 35 534 527 för en gravid kvinna, som var hjämdöd. Genom full ventilations- och näringsstöd, vasoaktiva medel, upprätthållande av normotemperatur, hormontillsatser och andra understödj ande åtgärder kunde fostret födas flera veckor efter modems hjärndöd, vilket förbättrade överlevnadsprognosen för fostret.

I Sverige är det tillåtet att behålla donatorn under 24 timmar efter hjärndöden tills organen uttages. Efter uttagningen undersöks organen med avseende på sitt tillstånd och preserveras såsom beskrivs nedan.

För att preservera hjärtat måste vissa villkor uppfyllas för att förbättra resultatet av preservationen. Ju “bättre” hjärtat är från början vid uttagningen, desto bättre är prognosen fór ett gynnsamt resultat av lagring och transplantation.

Således skall ett presumtivt hjärta från en donator med slående hjärta uppfylla ett eller flera av följande tillstånd före uttagningen: 1) Syretillförseln eller oxygeneringen är av betydelse. Om hjärtat utsätts för ischemiskt tillstånd under lång tid, till exempel mer än 20 till 30 minuter, kan oreparabel skada förorsakas hjärtat. Eftersom många patienter, som blir hjärtdonatorer efter hjämdöden, behandlas aktivt för att hålla dem vid liv innan man ger upp, har sådana patienter normalt aktiv ventilation. Sådan respiration fortsättes hela tiden. När hjämstammen slutar att fungera, förklaras patienten för hjärndöd, men respirationen fortsätter om patienten har gett sitt tillstånd till donation av organen eller släktingama har givit sådan tillstånd. Således är hjärtat tillräckligt syresatt hela tiden fram till uttagningen. Om respiration inte utföres när hjämdöden deklareras eller adderas alltför sent, kan hjärtat refuseras för transplantation. 2) Blodtrycket är också av betydelse. Blodtrycket skall hållas tillräckligt högt efter hjämdöden för att bibehålla perfusionen av hjärtmuskeln. Således skall ett blodtryck på åtminstone 40 mmHg, såsom mer än 50 mmHg, till exempel mer än 60 mmHg bibehållas. 3) Vasokonstriktion är också av betydelse. Om patienten efter hjämdöden utsätts för medel som förorsakar kärlsammandragningar, såsom alltför stora mängden av vasopressin, ADH, dopamin, adrenalin (epinephrine), noradrenalin (nor-epinephrine) etc., kan hjärtat eventuellt inte perfunderas korrekt och hjärtat kan bli ischemiskt. 4) Hormonbalans är också av betydelse. Det finns flera hormoner som skall regleras, såsom T3, och kortison. Om dessa hormoner är vid alltför låga nivåer, kan hjärtat vara mindre lämpat för att preserveras under lång tid och för transplantation. 5) Vidare är temperaturen av betydelse. När patienten blir hjärndöd upphör temperatur-reglercentrum att fungera. Kroppen har fortfarande viss metabolism, vilket resulterar i frigöring av värme, även om kroppen normalt kyls ner långsamt. Om kroppen tillåts att kylas ner blir metabolismen och konsumtionen av hormoner långsarnmare. Således kan en sänkning till 30°C vara lämpligt, men uttagningen av organen bör utföras vid en temperatur inte understigande omkring 34°C. 10 15 20 25 30 35 534 527 Om ett eller flera av dessa tillstånd beaktas, kan hjärtat anses vara välbehandlat och kan preserveras under en lång tid efter uttagningen.

Efter att ha behållit patienten i ett bra tillstånd efter hjämdöden, uttages organen, normalt inom 24 timmar.

En utföringsform beskrivs nedan under hänvisning till fig 1. Hjärtat 1 l stoppas och avskilj es, varefter aorta 30 hos hjärtat förbinds med en första slang 13 och den nedre och/eller den övre hålvenen 28, 29, som sträcker sig ut från det högra förmaket anslutes till en andra slang 14. Sedan anordnas hjärtat i en behållare 12, som är fylld med en vätska 15.

Hjärtat hänger i den första slangen 13 och sträcker sig vertikalt inuti behållaren 12.

Den första slangen 13 och den andra slangen 14 är anslutna i en krets, som vidare innefattar en pump 16 och en oxygenator 17 försedd med en värmare/kylare] 8 och en källa för syrgas 19. Dessutom innefattar kretsen flera sensorer, såsom en temperatursensor 20 och en trycksensor 21.

Behållaren 12 är försedd med en separat cirkulator innefattande en utloppsslang 23, en pump 24 och en värmare/kylare 25 och en ingångsslang 26.

Vätskan i behållaren kan vara densamma som i kretsen. Emellertid kan vätskan i behållare vara annorlunda än vätskan i kretsen, se vidare nedan.

Vätskan i kretsen innehåller följande komponenter. 1) Elektrolyter i fysiologiska koncentrationer. 2) Kaliumjoneri högre koncentrationer, som diskuteras nedan. 3) Ett onkotiskt medel för att åstadkomma ett specifikt onkotiskt tryck såsom diskuteras nedan. 4) Erytrocyter i en tillräcklig mängd för att bära syre och koldioxid. 5) En energikälla, såsom glukos. 6) Valfritt ytterligare medel, såsom diskuteras nedan.

När hjärtat anordnas i behållaren, är den första åtgärden att förse hjärtat med oxygenerad vätska för att förhindra ett ischemiskt tillstånd hos hjärtat. Samtidigt hålles hjärtat stoppat (ej slående) eftersom den tillhandahållna vätskan är kardioplegisk på grund av en hög kaliumkoncentration. Således startas pumpen och syrgas tillföres till oxygenatom 17 från syrgaskällan 19.

Samtidigt kyles hjärtat så snabbt som möjligt till en preservationstemperatur, som kan vara omkringl 0°C genom kylning av vätskan i oxygenatorn 17 medelst värmaren/kylaren 18 och/eller genom kylning av vätskan i behållaren via värmaren/kylaren 25. Hjärtat kyles topiskt från utsidan via vätskan som omger hjärtat likaväl som kärnkylning via den inre vätskan i kretsen.

När dessa tillstånd har uppnåtts, sker den fortsatta preservationen med hänsyn taget till följande beaktanden. 10 15 20 25 30 35 534 527 l) Vid en låg temperatur är hjärtats metabolism hållen vid ett minimum. 2) Hjärtat slår inte eflersom vätskan är kardioplegisk, vilket innebär att metabolismen reduceras ytterligare. Hjärtat hänger i ett avslappnat tillstånd från förbindelsen mellan aortan och slangen 13. 3) En hög kaliumkoncentration kan förorsaka sammandragning av kranskärlen, vilket bör undvikas. Emellertid skall kaliumkoncentrationen vara tillräckligt hög för att förorsaka kardioplegi. 4) Vid en låg temperatur är endotel-cellema hos kranskärlen relativt känsliga och kan inte motstå en hög mekanisk påverkan, eftersom cellväggama är bildade av fett, vilket gör dem känsliga vid låga temperaturer. 5) Eftersom hjärtat inte slår, finns det en risk för absorption av vatten och svullnad eller ödem, vilket bör motverkas.

Med hänsyn till dessa tillstånd, gäller följande kriterier för vätskan: 1) Kaliumkoncentrationen skall vara tillräckligt hög för att förorsaka kardioplegi hela tiden, men inte alltför hög för att undvika kärlsanirnandragning. Vi har funnit att en kaliurnkoncentration av mer än 15 mM (mmol/liter) kan vara tillräckligt i de flesta fallen. För att garantera att hjärtat förblir kardioplegiskt hela tiden, kan koncentrationen vara högre än 18 mM. För att ha en säkerhetsmarginal, kan koncentrationen vara högre än 20 mM. Om emellertid koncentrationen är högre än 30 mM, är risken för kärlsammandragning överhängande. Således bör en kaliumkoncentration på omkring 15 mM till 30 mM vara lämpligt, såsom mellan 20 mM och 26 mM, till exempel 23 mM. 2) Det onkotiska trycket bör vara tillräckligt för att motverka svällning. Vi har funnit att ett onkotiskt tryck på mer än 30 mmHg bör vara tillräckligt i de flesta fallen, även om 40 mmHg skulle garantera att svällning inte sker. Eftersom hjärtat utsätts för ett mekaniskt tryck under cirkulationen, borde ett onkotiskt tryck på mellan 50 mmHg och 70 mmHg vara lämpligt. 3) Kranskärlen hos hjärtat skall förses med cirkulation av vätskan för att åstadkomma oxygenering och näringstillförsel. Vi har funnit att cirkulationen bör utföras vid så lågt tryck som möjligt, eftersom trycket i vätskan i kranskärlen kommer att tendera att förflytta vatten in i cellema och den interstitiella vätskan och förorsaka svällning. Å andra sidan, bör trycket vara tillräckligt för att öppna kapillärema och förorsaka att vätskan strömmar i alla kranskärlen.

Således bör trycket vara tillräckligt för att undvika föredragen strömning i endast ett fåtal kranskärl. På detta sättet kommer hela hjärtat att perfunderas av vätskan. För att tillförsäkra att ingen svällning sker och inga föredragna strömningsbanor bildas, bör cirkulationstrycket vara ovanför omkring 15 mmHg för att förhindra föredragna strörrmingsbanor och under omkring 30 mmHg för att motverka svällning. Trycket bör alltid vara lägre än det onkotiska trycket hos 10 15 20 25 30 35 534 527 vätskan, såsom 15 mmHg till 30 mmHg lägre än det onkotiska trycket för att förhindra svällning. 4) Det inses att endotelcellerna är känsliga for mekanisk inverkan vid sådan låg temperatur. Således sker cirkulationen av vätskan under så kort tid som möjligt. Således är cirkulationen interrnittent. 5) Eftersom metabolismen är ganska långsam har man funnit att hjärtat kan motstå ischemiskt tillstånd under åtminstone 60 minuter, såsom upp till 120 minuter, utan att skadas.

Således sker intermittent perfusion av hjärtat med cykeltider, som är kortare än 120 minuter, såsom kortare än 75 minuter, till exempel omkring 60 minuter. 6) När perfusionen påbörjas är den vätska som kommer ut ur högra förmaket till utloppsslangen 14 mörkrött, eftersom vätskan är utarmad på syre. Vätskan som tillförs hjärtat via inloppsslangen 13 är ljusrött, eftersom vätskan är syrerik. Det tar en viss tid innan vätskan som kommer ut ur utloppsröret 14 ändrar färg och blir mer ljusröd. Detta är en indikation på att hela hjärtat har blivit korrekt syresatt. Nu kan cirkulationen avbrytas och hjärtat kan vila till nästa perfusion. Perfusionen kan fortsättas under en specifik tidsperiod av till exempel 5 minuter. Denna period skall vara tillräckligt lång för att tillförsäkra att hjärtat är lärnpligt syresatt och att de metaboliska avfallsproduktema har avlägsnats.

Således kan ett perfusionsschema vara att perfundera hjärtat under 15 minuter vid ett tryck av från 20 mmHg till 30 mmHg, till exempel 25 mmHg, och med en vätska som har ett onkotiskt tryck av omkring 60 mmHg. Sedan lämnas hjärtat utan perfusion under omkring 45 minuter, vilket resulterar i en cykeltid på 60 minuter, varefter processen upprepas.

Det onkotiska trycket kan erhållas med Dextran 40 eller Dextran 70 eller albumin eller någon kombination därav.

Under icke-perfusions-tiden, kan den andra pumpen 24 drivas för att hålla temperaturen vid den önskade temperaturen och också förorsaka viss agitation. Vätskan avlägsnas från behållare via utloppsslangen 23 och tillförs till behållaren via inloppsslangen 26. Inloppsslangen kan vara försedd med en öppning utmed sin längd för att tillföra vätskan vid olika nivåer och förorsaka blandning och omrörning av vätskan.

Det kan vara tillräckligt att driva pumpen 24 interrnittent, särskilt om den omgivande atmosfären är relativt kall.

Temperaturen bibehålls vid mellan omkring 4°C till omkring 20°C, såsom omkring 10°C.

Eftersom flödesmotståndet hos hjärtat är individuellt, kan det erfordras en finavstämning av trycket och flödeshastigheten, vilket kan utföras genom att inställa trycket så att ljusröd vätska kommer ut ur hjärtat vid slutet av perfusionsperioden.

Det faktum att utloppsvätskan via utloppsröret 14 är ljusröd kan övervakas med en spektrofotometrisk sensor eller färgsensor 27. Om färgsensom avkänner att vätskan är 10 15 20 25 30 35 534 527 mörkröd, fortsätter flödet och när färgsensorn 27 avkänner att vätskan är ljusröd, är det säkert att avbryta perfiisionen. Således används färgsensom 27 såsom en säkerhetsindikator att processen är korrekt.

Färgsensom 27 kan altemativt användas för att automatiskt avbryta perfiisionssteget när färgen är ljusröd, oberoende av perfusionstiden. I detta fallet styr färgsensorn 27 perfusionstiden.

Ett annat sätt att använda signalen från fårgsensorn 27 är följande. Om ändringen till ljusrött sker redan efter 4 minuter, kan färgsensom påverka perfusionstrycket och sänka perfusionstrycket för nästa cykel, till exempel sänka perfusionstrycket med 1 mmHg. Denna adaptiva funktion fortsätter tills ett optimalt perfusionstryck har erhållits så att perfusionen sker under 15 minuter. Om utloppsvätskan inte är tillräckligt ljusröd efter 15 minuter kan perfusionstrycket ökas. Funktionen kan inställas till en annan perfusionstid än 15 minuter, såsom 7 minuter eller någon önskad tid.

Färgsensom 27 kan ersättas av en konventionell syrgasmätare, som bestämmer syrgasmättnaden hos vätskan. Alternativt eller dessutom, kan en pH-meter användas för att mäta pH hos vätskan som kommer ut från hjärtat.

En mikrodialyssond kan införas i hålvenen för att ta ut en liten mängd vätska, som sedan analyseras extemt med avseende på syrgasnivå, koldioxidnivå, pH, glukos och andra parametrar.

Funktionen kan också övervakas av en flödesmätare 22. Perfusionen kan anses vara tillräcklig när en specifik mängd vätska har perfunderat genom hjärtat. Eftersom kärlsystemet hos hjärtat normalt kan ha en volym på mindre än omkring 100 ml kan perfusionen anses vara tillräcklig när en volym av 500 ml har perfunderats.

Altemativt eller dessutom kan pumpen 16 fungera som en flödesmätare.

Syrgasnivân i vätskan som passerar till hjärtat via inloppsslangen 13 är oxygenerad, vilket innebär att syrgasnivån är nära 100%, såsom 98%, såsom är fallet för arteriellt blod i kroppen. Normalt minskar syrgasnivån i kroppen till 60% i venöst blod. Emellertid är kranskärlen i hjärtmuskeln särskilda i att de kan utvinna syre från vätskan ner till en syrgasmättnadsnivå på omkring 15%. Således, även om blodet som kommer ut ur hjärtat är mörkrött, finns det fortfarande en god säkerhetsmarginal med avseende på syrgastillförseln.

Det vaskulära motståndet hos kranskärlen är beroende av många faktorer. Det noteras att kärlmotståndet hos kranskärlen kan vara mindre vid början och öka under perfusionen.

Om kaliumkoncentrationen är hög finns det en risk för kärlsammandragning, vilket kan resultera i föredragna strömningsbanor, eftersom vissa av kärlen kan vara blockerade.

Ett lågt flöde uppmätt med flödesmätaren 22 och ett högt tryck uppmätt med tryckmätaren 21 är indikationer på kärlsammandragning. 1 denna situationen kan en sänkning av kaliumkoncentrationen vara lämplig. 10 15 20 25 30 35 534 527 10 En annan anledning till en ökning av kärlmotståndet kan vara bildning av ödem, dvs vattenabsorption av den interstitiella vävnaden, vilket i denna beskrivning kallas för svällning.

När trycket i kranskärlen ökar under perfusionen kan det onkotiska trycket hos vätskan vara otillräckligt för att balansera vattenabsorptionen. Således sker svällning och det vaskulära motståndet kan öka. I tiden mellan perfusionema kan svällningen motverkas eller avlägsnas, efiersom det onkotiska trycket inte behöver balansera perfusionstrycket.

Vätskan inuti behållaren 12 och vätskan i kretsen bestående av slangama 13 och 14 kan vara samma. Även om utloppsslangen 14 har visats som införd i det högra törmaket, ñnns det flera kärl som ansluter hjärtat till behållarens vätska, såsom de fyra lungvenerna och lungartärerna.

Eftersom emellertid kretsen från inloppsslangen 13 till utloppsslangen 14 är sluten kommer vätskan som cirkulerar i denna krets att vara huvudsakligen densamma. Kranskärlen börjar som kranskärlsartärer från aortan nära aortaklaffarna, som är stängda. Kranskärlen slutar som kranskärlsvener, vilka mynnar i det högra förmaket. Emellertid är pulmonalklaffen som förbinder det högra törmaket med den högra kammaren normalt stängd. Således är kretsen relativt oberoende av kärlen som mynnar till behållaren 12. Detta gör det möjligt att ha olika vätskor i kretsen 13, 14 och i behållaren 12.

Kretsen 13, 14 kan innehålla en vätska som definieras mer i detalj nedan, innefattande erytrocyter och ett onkotiskt medel samt kalium, medan behållaren 12 kan innehålla en billigare vätska, till exempel utan erytrocyter.

Om vätskan i behållaren 12 är samma som vätskan i kretsen 13, 14 behöver inte förbindelsen mellan utloppsslangen 14 och hålvenerna 28, 29 vara tät. Det kan vara tillräckligt att införa änden av utloppsslangen 14 i en av hålvenema 28 och låta den andra hålvenen 29 vara öppen till behållaren, såsom visas i fig 1. Om utloppsslangen 14 blir blockerad kommer trycket i hjärtat inte att öka okontrollerat eftersom vätskan passerar ut via den andra hålvenen.

Det kan vara önskvärt att ha olika temperaturer i kretsen 13, 14 etc, och i behållaren 12. Till exempel kan behållare innehålla en vätska med en temperatur av omkring l0°C medan vätskan i kretsen 13, 14 kan ha en temperatur på 25°C eller även upp till 37°C.

Vätskan i kretsen bör innehålla erytrocyter såsom bärare för syre. Eftersom syrebehovet är olika vid olika temperaturer, kan hematokrit-värdet vara olika för olika temperaturer. Således, om temperaturen är låg, såsom omkring 5°C, kan hematokrit vara omkring 5% medan om temperaturen är omkring 15°C, kan det vara lämpligt med en hematokrit på omkring 10% till 15%.

Erytrocytema kan ersättas med andra syrebärare, såsom artificiella “röda blodkroppar” eller andra ämnen.

Det finns en risk att de röda blodcellerna i vätskan hos behållaren kommer att sedimentera och ansamlas på bottnen av behållaren. Sådan sedimentering kan motverkas av att 10 15 20 25 30 35 534 527 ll låta pumpen 24 fungera hela tiden. Emellertid kommer vätskan i behållaren 12 att inte vara huvudsakligen syresatt.

En andra utföringsform visas i fig 2. Behållaren 32 innefattar ett hjärta 31, som är nedsänkt i en vätska 35. En utloppsslang 34 mynnar direkt i behållaren 32 vid dess botten. En pump 36 cirkulerar vätska via utloppsslangen 34, en värmare/kylare 38 och en oxygenator 37 till en inloppsslang 33. Oxygenatom är försedd med en syrgaskälla 39.

Inloppsslangen 33 är försedd med två backventiler, en första ventil 41 och en andra ventil 42, vilka tillåter strömning av vätska i endast en riktning såsom visas med pilarna 43, 44.

Under perfiision, sker flödet från bottnen av behållaren 32, via utloppsslangen 34, och pumpen 36 och via en värmare/kylare38 och oxygenatorn 37 till inloppsslagen 33. Sedan passerar flödet genom den första ventilen 41 in till aortan för hjärtat och genom kranskärlen och ut till behållaren via hålvenen.

När perfusionen upphör, reverseras flödesriktningen för pumpen 36 och flödet sker i den andra riktningen. Nu är den första ventilen 41 stängd och flödet sker via den andra ventilen 42 och in i inloppsslangen 33 via en tredje backventil 40, som förbikopplar oxygenatom 37 och via pumpen 36 tillbaka till bottnen av behållaren 35 via utloppsslangen 34. På detta sättet agiteras vätskan inuti behållaren 35 mellan perfusionsstegen, vilket förhindrar sedimentering. Dessutom kyls vätskan via den separata värmaren/kylaren 38.

Oxygenatom 37 förbikopplas av ventilen 40 eftersom flöde i den omvända riktningen kan vara oönskvärt i oxygenatorn.

En fördel med den andra utföringsfonnen är att perfusionsfunktion och icke- perfusionsfunktion styrs fullständigt av flödesriktningen för pumpen. Det finns inga elektroniskt styrda ventiler som kan fungera fel. Så snart pumpflödet reverseras sker ingen perfusion. Vidare är flödesriktningen gynnsam för att förhindra sedimentering.

Om det är önskvärt att hålla vätskan oxygenerad hela tiden, kan ett flödesreverserings-arrangemang av back-ventiler användas, innefattande fyra backventiler i ett konventionellt arrangemang, se fig 3. Emellertid skall åtgärder vidtagas för att tillförsälcra att trycket inuti oxygenatom inte blir alltför lågt.

Ventilema 41, 42 kan vara innefattade i slangen 33 och kan lätt steriliseras före användning. l den andra utföringsformen, kan det vara svårt att urskilja att vätskan som kommer ut ur hålvenen ändrar färg från mörkröd till ljusröd. Emellertid kan fimktionen styras på andra sätt såsom angivits ovan. Altemativt kan en kateter med en färgsensor införas i hålvenen.

Pumpen 36 kan vara en deplacementspump som har ett huvudsakligen linjärt samband mellan rotationshastigheten hos pumpen och flödet. I detta fallet kan pumpen verka som en flödesmätare. Dessutom skall det finnas åtminstone en tryckmätare 45, som övervakar 10 15 20 25 30 35 534 527 12 att trycket inte överstiger ett angivet maximalt tryck, såsom under 30 mmHg. Dessutom erfordras en temperaturmätare 46.

Pumpen kan vara en konventionell peristaltisk pump eller en centrifugalpump eller en annan typ av pump.

Funktionen kan styras genom att låta pumpen 36 rotera så att ett förutbestämt tryck erhålls, såsom 25 mmHg, vilket mäts med trycksensom 45. Samtidigt övervakas att flödeshastigheten är inom angivna gränser, såsom mellan 50 ml/min och 200 ml/min.

Perfusionen sker under 15 minuter. Sedan reverseras pumpen och fortsätter att fungera under 45 minuter i den andra flödesriktningen vid en flödeshastighet av till exempel 50 ml/min.

Denna flödeshastighet är tillräcklig för att förhindra sedimentering och tillíörsälaa att vätskan inuit behållare är tillräckligt kall.

Om flödeshastigheten är alltför hög, kan detta vara törorsakat av en kortslutning i hjärtat, till exempel om aortaventilen läcker. Därvid aktiveras ett alarm och intervention bör ske för att avlägsna problemet. Om flödeshastigheten är alltför låg, kan detta förorsakas av flera fel, såsom att slangama är böjda, kinkar, eller blockering av kranskärlen. Därvid initieras ett alarm och det kan vara lämpligt med en åtgärd.

Agitationsflöde mellan perfusionerna kan också vara intermittent, till exempel 5 minuters agitation följt av 5 minuters icke-flöde.

Om kylbehovet är mindre, till exempel om behållaren innefattande pumpen, oxygenatom, etc är anordnad i en påse eller låda med isolerande väggar, kan agitationen starta ett fåtal minuter före nästa perfiision.

En tredje utíöringsform visas i fig 4. Den tredje utföringsformen är liknande den andra uttöringsforrnen och samma delar är angivna med samma hänvisningsbeteckningar.

Emellertid är backventilema 41, 42 ersatta med tre klämanordningar 51, 52 och 53. Varje klämanordning är anordnad vid en slang och klämmer slangen när den aktiveras så att inget flöde kan ske. Klämanordningama kan vara aaktiverade av skruvar drivna av en elektrisk motor, så att ventilerna erfordrar elektricitet endast när de förflyttas från det öppna till det stängda läget och omvänt.

Vätskeflödet från oxygenatom 37 sker via en första slang 54, som är styrd av den första klämanordningen 51. Den första slangen är ansluten till aorta. Nära förbindelsen med aorta är den första slangen 54 avgrenad till en andra slang 55, som sträcker sig via den andra klämanordningen 52 tillbaka till behållaren 32, under dess vätskenivå. Dessutom är den första slangen 54 avgrenad till en tredje slang 56 före den första klämanordningen 51. Den tredje slangen 56 sträcker sig genom den tredje klämanordningen 53 och mynnar direkt i behållaren 32 under dess vätskenivå.

Funktionen är följande. 10 15 20 25 30 35 534 527 13 Under perfusíon är den första klämanordningen 51 öppen och perfusíon sker genom aorta via den första slangen 54. När perfusionen avslutas, stängs den första klämanordningen 51 och den tredje klämanordningen 53 öppnas, varvid vätska passerar via den första slangen 54 och den tredje slangen 56 till behållaren och agitering sker. Agitering kan utföras kontinuerligt eller interrnittent. Innan perfusionen startar igen, stängs den tredje klämanordningen 53 och den första och den andra klämanordningen öppnas. Eftersom det finns ett kärlmotstånd i kranskärlen hos hjärtat kommer vätskan nu att strömma via den första slangen 54 och via den första klämanordningen 51 till den andra slangen 55 och via den andra klämanordningen 52 tillbaka till behållaren 32. På detta sättet tillförsäkras att all vätska fram till förgreningen av slangen 55 är färsk och oxygenerad. Slutligen när perfusíon skall påbörjas stängs den andra klämanordningen 52. len arman utföringsforrn, kan endast den andra klämanordningen 52 vara anordnad.

När perfusíon skall ske, stängs den andra klämanordningen 52 och allt flöde sker genom hjärtat. När perfusionen upphör stoppas pumpen och inget flöde sker. Kort före initiering av nästa perfusíon, startas pumpen och klämanordningen 52 öppnas, varvid sker huvudsakligen endast agitering av vätskan i behållare, eftersom i stort sett ingen vätska passerar genom hjärtat på grund av flödesresistansen i hjärtat. När vätskan har blivit konditionerad, såsom oxygenerad och erhållit rätt temperatur, och när sedimentering i behållaren har avlägsnats, stängs klämanordningen 52 och nästa perfusíon sker. I detta fallet, kan en lite perfusíon kvarbli under konditioneringssteget när pumpen drivs och klärnanordningen 52 är öppen. En sådan liten perfusíon behöver emellertid inte vara skadlig. l vissa tillämpningar kan det vara fördelaktigt att vätskeflödet vid starten av perfusionen påbörjas långsamt för att spara kransblodkärlen. I detta fallet kan klämanordningen 52 stängas långsamt med tiden för att öka perfusionsflödet långsamt.

Den tredje utföringsfonnen är vidare försedd med ett lock 61, som täcker behållaren 32 under funktionen. Således kan hela behållaren 32, inkluderande hjärtat och pumpen och oxygenatom vara anordnade som en transportabel enhet.

Behållaren 32 kan vara anpassad till formen hos hjärtat så att den är relativt smal. Om behållaren 32 blir lutad under transporten kommer hjärtat fortfarande att vara anordnat huvudsakligen parallellt med behållaren, såsom visas.

En dator 57 är anordnad att styra hela funktionen hos pumpen 36, syrgastillförseln 39, vännaren/kylaren 38 och klämanordningama 51, 52, 53 i beroende av uppmätta parametrar, såsom temperaturen hos vätskan vid inloppsledningen 54 och i behållaren och vid utloppsledningen 34, trycket vid inloppsledningen 54 och utloppsledningen 34, syrgasnivån i utloppsledningen 34 och möjligen också i inloppsledningen 54, pH i inlopps- och utloppsledningama, flödeshastighet och tiden. 10 15 20 25 30 35 534 527 14 Medelst ovan beskrivna utfóringsfonner kan hjärtat preserveras under åtminstone 24 timmar efter uttagningen.

Eftersom hjärtat hålles icke-ischemiskt under huvudsakligen hela tiden, finns det inga reperfusions-problem när hjärtat transplanteras, vilket är en fördel. Naturligtvis beror resultatet i också på eventuella tillstånd som hjärtat har exponerats för före uttagningen, såsom en kathecolamin-storrn, frånvaro av hormoner efter hjärndöden och före uttagningen.

Under perfusion av hjärtat avlägsnas metaboliska produkter. Således kommer hjärtat inte att bli acidotiskt under preservationen. Dessutom kommer endotel-cellema att förses med en beläggning medelst Dextran.

Eftersom perfusionen sker vid ett tryck då alla kranskärlen, inklusive kapillärema, är perfunderade, alstras inga föredragna banor. Således blir alla delar av hjärtat perfunderade, vilket innebär att den onkotiska vätskan övertöres till hela hjärtmuskeln. Således kommer inget ödem eller svällning att ske.

En sammansättning av vätskan använd i ovan angivna utföringsforrner kan innefatta följande ämnen: Vätska 1: Dextran-40 - 60 g/L; NaCl - 7.0 g/L; KCl - 1,71 g/L (motsvarande 23 mM); CaClz * 2 H20 - 0.22 g/L; NaH2PO4 * H20 - 0.17 g/L; NaHCOg - 1.26 g/L; MgClz * 6 H20 - 0.24 g/L; D(+) glukos - 1.98 g/L.

Vätska 2: Samma som vätska I, med tillsats av 50 ml albumin (20%) per liter.

Vätska 3: Samma som vätska 2, men med endast 55 g/L av Dextran-40.

I kraven utesluter uttrycket “innefattar/innefattande” inte förekomsten av andra element eller steg. Vidare kan ett flertal anordningar, element eller förfaranden, även om de anges individuellt, utföras av till exempel en enda enhet. Även om individuella särdrag kan vara inbegripna i olika krav eller utföringsforrner, kan dessa dessutom möjligen med fördel kombineras, och innefattandet i olika krav innebär inte att en kombination av särdrag inte är möjlig och/eller fördelaktig. Vidare utesluter en enskild hänvisning inte ett flertal. Uttrycken “en”, “ett”, “första”, “andra”, etc utesluter inte ett flertal. Hänvisningsbeteckningar i kraven är tillhandahållna endast som klargörande exempel och skall inte konstrueras såsom begränsande kravens omfång på något sätt. Även om föreliggande uppfinning har beskrivits med hänvisning till specifika utföringsforrner och experiment, är det inte avsikten att den skall vara begränsad till den specifika fonn som angivits häri. Snarare är uppfinningen begränsad endast av de tillhörande kraven och andra utföringsforrner än de som angivits ovan är likaväl möjliga inom rarnen för dessa bifogade krav.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 534 527 15 PATENTKRAV

1. Ett förfarande för behandling av ett hjärta efter uttagning och före transplantation, innefattande: att anordna hjärtat i en behållare; att ansluta en aorta hos hjärtat till en källa för en perfusionsvätska; att oxygenera och reglera temperaturen hos nämnda vätska; att perfundera nämnda vätska genom kransblodkärlen hos hjärtat; kännetecknat av att nänmda vätska innefattar ett onkotiskt medel som utövar ett onkotiskt tryck som är större än omkring 30 mmHg; att nämnda vätska är kardioplegisk och innefattar en kalíumkoncentration, som är lägre än 30 mM; att nämnda perfusion utföres intermittent, varvid en perfusionstid är mindre än halva cykeltiden; och att nämnda perfusion utföres vid ett tryck, som är åtminstone 15 mmHg och åtminstone 15 mmHg lägre än nämnda onkotiska tryck.

2. Förfarandet enligt krav l, varvid åtminstone ett av följande tillstånd är uppfyllt: att nämnda perfusionstid är mellan 1 minut och 30 minuter; att nämnda perfusionstid är mellan 5 minut och 25 minuter; att nämnda perfusionstid är mellan 7 minut och 20 minuter; att nämnda perfusionstid är mellan 10 minut och 15 minuter; att nämnda cykeltid är mellan 10 minuter och 120 minuter; att nämnda cykeltid är mellan 20 minuter och l 10 minuter; att nämnda cykeltid är mellan 45 minuter och 90 minuter; att nämnda cykeltid är mellan 60 minuter och 75 minuter; att perfusionstiden delat med cykeltiden är mindre än 50%; att perfusionstiden delat med cykeltiden är mellan 5% och 45%; att perfusionstiden delat med cykeltiden är mellan 10% och 30%; att perfusionstiden delat med cykeltiden är omkring 20%; att kaliumkoncentrationen är mellan 15 mM och 30 mM; att kaliumkoncentrationen är mellan 20 mM och 26 mM; att kaliumkoncentrationen är mellan 22 mM och 24 mM; att nämnda onkotiska tryck är större än 30 mmHg; att nämnda onkotiska tryck är större än 40 mmHg; att nämnda onkotiska tryck är större än 50 mmI-Ig; att nämnda onkotiska tryck är större än 60 mmHg; 10 15 20 25 30 35 534 527 16 att nämnda onkotiska tryck är mindre än 70 mmHg; att nämnda perfusionstryck är mellan 15 mmHg och 50 mmHg; att nämnda perfusionstryck är mellan 17 mmHg och 35 mmHg; att nämnda perfusionstryck är mellan 20 mmHg och 30 mmHg.

3. Förfarandet enligt något av föregående krav, vidare innefattande: att styra perfusionsflödeshastigheten medelst nämnda perfusionstryck så att nämnda perfusionstryck är huvudsakligen konstant och att perfusionsflödeshastigheten är mellan förutbestämda gränser.

4. F örfarandet enligt något av föregående krav, vidare innefattande: att mäta syrgasnivån hos vätskan som lämnar hjärtat under perfusionen och att styra perfusionstiden så att perfusionen upphör när en förutbestämd syrgasnivå erhållits i den vätska som lämnar hjärtat.

5. Förfarandet enligt något av föregående krav, vidare innefattande: att övervaka åtminstone följande parametrar hos vätskan: temperatur; tryck före hjärtat; tryck efter hjärtat; flödeshastighet; syrgasnivå före hjärtat; syrgasnivå efter hjärtat; pH; koldioxidnivå; färg; och att inställa perfusionen enligt åtminstone en av nämnda parametrar.

6. Förfarandet enligt något av föregående krav, vidare innefattande: att cirkulera nämnda vätska genom nämnda behållare utanför hjärtat, mellan perfusionsstegen, åtminstone kort före initieringen av perfusion, för att konditionera vätskan för att motverka sedimentering.

7. En anordning för behandling av ett hjärta efter uttagning och före transplantation, innefattande: en behållare avsedd att innehålla hjärtat; en första ledning för förbindelse med en aorta hos hjärtat; en vätskekrets innefattande en oxygenator för oxygenering av nämnda vätska och en värmare/kylare för reglering av temperaturen hos nämnda vätska; en pump för perfusion av nämnda vätska genom kransblodkärlen hos hjärtat; kännetecknat avatt nämnda vätska innefattar ett onkotiskt medel som utövar ett onkotiskt tryck som är större än omkring 30 mmHg; 10 15 20 25 30 35 534 5217 17 att nämnda vätska är kardioplegisk och innefattar en kalitunkoncentratíon, som är lägre än 30 mmHg; en regleranordning för att reglera pumpen till att utföra nämnda perfusion interrnittent, varvid en perfusionstid är mindre än halva cykeltiden; och varvid nämnda perfusion är utförd vid ett tryck som är åtminstone l5 mmHg och är åtminstone 15 mmHg lägre än nämnda onkotiska tryck.

8. Anordningen enligt krav 7, vidare innefattande: en första klärnanordning anordnad på nämnda första vätskeledning utanför nämnda behållare; en andra klämanordning anordnad på en grenledning, som avgrenar sig från nämnda första vätskeledning inuti behållaren kort före förbindelsen av nämnda första vätskeledning med nämnda aorta, och passerar genom en andra klämanordning utanför nämna behållare och tillbaka till nämnda behållare; och en tredje klärnanordning anordnad vid en delningsledning som är avdelad från nämnda första ledning före nämnda första klämanordning och mynnar inuti behållaren; kännetecknat av att nämnda första klämanordning är öppen under perfusionen; att nämnda andra klämanordning är öppen kort före perfusionen vid samma tidpunkt som nämnda första klämanordning är öppen för att skölja nämnda vätskeledning före initiering av perfusion; och att nämnda tredje klämanordning är öppen under cirkulation utanför nämnda hjärtai behållaren, varvid samtidigt åtminstone den första klämanordningen är stängd.

9. En vätska för behandling av ett hjärta efter uttagning och före transplantation enligt förfarandet i krav 1, innefattande: ett onkotiskt medel, som utövar ett onkotiskt tryck som är större än omkring 30 mmHg; en kaliumkoncentration som är lägre än 30 mM; erytrocyter innefattande åtminstone en hematokrit på 5%; ett näringsämne; och elektrolyter i huvudsakligen fysiologiska koncentrationer.

10. Vätskan enligt krav 9, innefattande: 60 g/L Dextran 40; 7.0 g/L NaCl; 1,71 g/L KCI; 0.22 g/L CaCl2 * 2 H20; 0.17 g/L NaH2PO4 * H20; 1.26 g/L NaHCOg; 0.24 g/L MgCl2 * 6 H20; 1.98 g/L D(+) glukos, erytrocyter vid ett hematokrit av åtminstone 5% och valfritt 50 ml albumin (20%).