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科学家将人类供体肝脏的储存时间增加了三倍

科学家通过修改以前的方案来扩大大鼠肝脏的生存能力,大大延长了人类肝脏储存用于移植的时间。以前,人类肝脏仅存活9小时,但新的保存方法可使肝脏组织长达27小时,使移植医生和患者的工作时间更长。

该研究得到了国家生物医学成像和生物工程研究所(NIBIB)和国家糖尿病和消化和肾病研究所(NIDDK)的支持,这两个研究所都是美国国立卫生研究院的一部分。

就像被冷冻水破碎的玻璃容器一样,当细胞冻结时,它们经常会受到不可挽回的损害。由于人体细胞特别敏感,因此供体肝脏在4摄氏度下储存在冰点以上。因此,医生通常只能在成功移植的机会急剧减少之前保存人肝脏9个小时。这个短暂的时间框架使得器官与位于更远处的相容患者变得更加困难,有时甚至是不可能的。

NIBIB工程组织项目主任Seila Selimovic博士说:“在活力窗口内为受体接受者提供活体器官通常是器官移植最具挑战性的方面。”“通过为医生和患者提供更多时间,这项研究有朝一日可能会影响到数千名正在等待肝脏移植的患者。”

在NIH资助的先前研究中,医学工程中心主任Martin Yarmush博士,Korkut Uygun,博士,外科副教授,以及他们在波士顿马萨诸塞州综合医院(MGH)的合作者,我们开发了一些新技术,可延长大鼠肝脏(肝脏)组织在零下温度下储存而不会受到损害的时间。他们能够通过添加改性葡萄糖化合物,3-OMG和PEG-35kD(防冻成分)来实现这一目的,并将其用于冷却肝脏的保护性溶液。PEG化合物降低细胞冷冻的温度,3-OMG作为抵抗寒冷的保护剂。通过这些添加,他们能够将大鼠肝脏冷却至摄氏6度而不会冻结它们 - 这一过程称为过冷。

然而,虽然这些技术在早期的研究中与大鼠肝脏一起使用,但是当应用于人体肝脏时,它是不成功的,其大于200倍。尺寸差异显着增加了冰晶开始自发形成的风险(异质冰成核),使得器官无法用于移植。在9月9日发表在Nature Biotechnology上的一篇论文中,医学博士Reinier de Vries,一位外科研究员,Shannon Tessier,博士,MGH和哈佛医学院,波士顿和Uygun的外科讲师及其合作者在MGH详细说明该协议的三个新步骤,以避免冰成核并保存人类肝脏长达27小时。

“随着过冷却,随着体积的增加,在零下温度下防止冰形成的指数变得越来越难,”德弗里斯说。“之前,有很多专家说过,'这对小老鼠来说太棒了,但它在人体器官中不起作用',现在我们已经成功地将它从大鼠到人类肝脏的比例扩大了200倍。技术“。

第一步是限制储存液体与空气的接触。当过冷时,肝脏浸没在过冷保护溶液中。研究人员发现,在溶液与空气接触的区域,冰晶形成的风险大大增加。为了消除这种风险,科学家在过冷之前从储存溶液袋中除去了空气,有效地消除了器官表面自发冰成核的可能性。

接下来,研究人员在保护液中加入了两种其他成分,以帮助保护肝细胞。第一种添加剂海藻糖有助于保护细胞以及稳定细胞膜。第二种甘油支持在先前实验中添加的3-OMG葡萄糖化合物的保护性质。这两种添加剂已用于实验室细胞的低温保存,但尚未用于移植器官的保存。

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