อวัยวะสามารถอยู่ข้างนอกร่างกายได้นานเท่าไหร่ก่อนที่จะทำการปลูกถ่าย?

เมื่อพูดถึงการผ่าตัดปลูกถ่ายอวัยวะแพทย์กำลังแข่งกับเวลาและเวลาไม่ได้อยู่ข้างๆพวกเขา

ทีมแพทย์จะต้องนำอวัยวะออกจากผู้บริจาคก่อนโดยใช้มือที่สวมถุงมือที่ประสานกับเนื้อเยื่อที่แยกออกจากร่างกาย แพทย์เตรียมอวัยวะที่เก็บเกี่ยวเพื่อส่งไปยังผู้รับซึ่งอาจอยู่ห่างจากเครื่องบินเป็นชั่วโมง เมื่ออวัยวะไปถึงปลายทางการผ่าตัดก็สามารถเริ่มได้ อีกครั้งศัลยแพทย์จะต้องทำงานอย่างรวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งความปลอดภัยของผู้ป่วยและความมีชีวิตของอวัยวะ

คำอธิบายนี้อาจทำให้การผ่าตัดปลูกถ่ายอวัยวะเสียงเหมือนละครโทรทัศน์โดยบุคลากรทางการแพทย์วิ่งผ่านทางเดินของโรงพยาบาลที่มีเครื่องทำความเย็นที่เต็มไปด้วยส่วนของร่างกาย แต่ความรีบเร่งทั้งหมดเกี่ยวกับการตั้งคำถามที่สำคัญกว่ารายการทีวี: อวัยวะสามารถอยู่ได้นานแค่ไหนที่อยู่นอกร่างกายและยังคงเหมาะสำหรับการปลูกถ่าย

มันขึ้นอยู่กับอวัยวะ สำหรับตอนนี้หน้าต่างเวลาอาจอยู่ระหว่าง 4 ถึง 36 ชั่วโมง แต่สักวันหมอหวังว่าจะสามารถรักษาอวัยวะได้นานหลายสัปดาห์

อวัยวะบนน้ำแข็ง

ในปี 2018 มีการปลูกถ่ายอวัยวะมากกว่า 36,500 ครั้งเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกาเพียงลำพังตามข้อมูลจาก United Network for Organ Sharing (UNOS) เท่าที่ผ่านมาไตเป็นอวัยวะที่ได้รับการปลูกถ่ายมากที่สุดโดยมีการปลูกถ่ายอวัยวะมากกว่า 21,000 ครั้งในปีที่แล้ว อวัยวะที่ได้รับการปลูกถ่ายมากที่สุดต่อไปคือตับหัวใจและปอดตามลำดับตามด้วยตับอ่อนลำไส้และการปลูกถ่ายหลายอวัยวะ

อวัยวะส่วนใหญ่จะถูกวางไว้ใน "ห้องเย็นแบบคงที่" หลังจากเก็บเกี่ยวเสร็จแล้วซึ่งหมายความว่าอวัยวะนั้นถูกเก็บไว้ในน้ำแข็งที่เย็นกว่าโดยเต็มไปด้วยน้ำแข็งตามรายงานปี 2019 ในวารสารวิจัยทางการแพทย์ระหว่างประเทศ

ดร. Mingyao Liu ผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์กล่าวว่าแนวคิดดั้งเดิมของการเก็บรักษาความเย็นนั้นเหมือนเมื่อเรานำอาหารของเราใส่ในตู้เย็นและศาสตราจารย์ด้านการผ่าตัดยาและสรีรวิทยาจากมหาวิทยาลัยโตรอนโตกล่าว

ก่อนที่จะวางอวัยวะในห้องเย็นแพทย์จะทำการล้างเนื้อเยื่อด้วย "วิธีการเก็บรักษา" ก่อนเพื่อป้องกันอวัยวะจากความเสียหายที่เกิดจากความหนาวเย็นที่สุด Liu เล่าให้ฟังทางวิทยาศาสตร์สด

ที่อุณหภูมิของร่างกายเซลล์จะสูบสารเคมีเข้าและออกจากเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อรักษาโซเดียมที่มีความเข้มข้นต่ำและโพแทสเซียมที่มีความเข้มข้นสูงภายในเซลล์ แต่เซลล์ที่เย็นไม่สามารถสูบฉีดได้อย่างมีประสิทธิภาพ สารเคมีรั่วไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และเมื่อเวลาผ่านไปเซลล์ที่รั่วก็จะบวมขึ้นด้วยของเหลวส่วนเกินและสร้างความเสียหายอย่างรุนแรง โซลูชันการเก็บรักษาช่วยชะลอความเสียหายนี้โดยการตรวจสอบระดับโซเดียมและโพแทสเซียม โซลูชั่นเหล่านี้ยังสามารถบรรจุสารอาหารและสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อรักษาเซลล์และลดการอักเสบได้ Liu กล่าว เมื่อรวมกับน้ำแข็งและเครื่องทำความเย็นสารละลายสำหรับถนอมอาหารสามารถทำให้อวัยวะต่าง ๆ ทำงานได้เป็นเวลาหลายชั่วโมงหลังการเก็บเกี่ยว

ที่อุณหภูมิระหว่าง 32 ถึง 39 องศาฟาเรนไฮต์ (0 และ 4 องศาเซลเซียส) เมตาบอลิซึมของเซลล์ลดลงเหลือประมาณ 5% ของอัตราปกติดังนั้นเนื้อเยื่อจะเผาผลาญพลังงานในร้านค้าของพวกเขาช้ากว่าและใช้ออกซิเจนน้อยกว่าเพื่อรักษากิจกรรมของพวกเขา ด้วยเหตุนี้การทำให้อวัยวะเย็นลงจะช่วยชะลอการโจมตีของภาวะขาดเลือดซึ่งเป็นสาเหตุให้เนื้อเยื่อถูกทำลายหรือผิดปกติเนื่องจากขาดออกซิเจน

การวางอวัยวะบนน้ำแข็งนั้นยืดร้านค้าพลังงานที่ จำกัด ของเซลล์ป้องกันการสร้างสารที่เป็นอันตรายจากการสร้างและทำลายเนื้อเยื่อของอวัยวะตามรายงานของ 2018 ในวารสารชีววิทยาและการแพทย์เยล

ดร. ไบรอันลิมาผู้อำนวยการผ่าตัดปลูกถ่ายหัวใจที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัย North Shore ในเมือง Manhasset ในหมู่อวัยวะที่ปลูกถ่ายทั่วไปหัวใจสูญเสียความสามารถในการทำงานได้เร็วที่สุด โดยหลักการแล้วไม่ควรวางหัวใจไว้ในห้องเย็นแบบคงที่นานกว่า 4 ถึง 6 ชั่วโมงเขากล่าว ที่เครื่องหมาย 4 ชั่วโมงฟังก์ชันเซลล์หัวใจเริ่มล้มเหลวและโอกาสที่อวัยวะจะทำงานผิดปกติในผู้รับเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความล้มเหลวของการปลูกถ่ายอวัยวะหรือที่เรียกว่าการรับสินบนปฐมภูมิเป็นภาวะแทรกซ้อนที่ "น่ากลัวที่สุด" ซึ่งสัมพันธ์กับการปลูกถ่ายอวัยวะที่เป็นของแข็งลิมากล่าว

"หัวใจ ... ไวที่สุดต่อการขาดเลือด" ลิมากล่าว ในทางกลับกันไตนั้นมีความยืดหยุ่นมาก ไตที่เก็บเกี่ยวได้จะยังคงทำงานได้เป็นเวลา 24 ถึง 36 ชั่วโมงในห้องเย็นนานกว่าอวัยวะปลูกถ่ายอวัยวะอื่น ๆ สี่อันดับแรก ดร. เจมส์มาร์กมานน์หัวหน้าแผนกการปลูกถ่ายโรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์ทั่วไปในบอสตันกล่าวว่าปอดสามารถทำงานได้เป็นเวลา 6 ถึง 8 ชั่วโมงลิมากล่าวและตับสามารถอยู่ในห้องเย็นได้ประมาณ 12 ชั่วโมง

วิธีอื่น

แม้ว่าเทคโนโลยีขั้นต่ำนั้นวิธีการทำความเย็นด้วยน้ำแข็ง "เป็นวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการรักษาและขนส่งอวัยวะ" และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมาตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ตามรายงานของ Liu ในปี 2018 แต่เทคนิคไม่ได้โดยไม่มีข้อเสีย หลิวไม่เพียง แต่อวัยวะในห้องเย็นเท่านั้น แต่ยังสูญเสียความมีชีวิตภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง แต่แพทย์ไม่สามารถประเมินคุณภาพของอวัยวะที่เย็นได้

โดยพื้นฐานแล้วการทดสอบที่ไม่มีวัตถุประสงค์สามารถบอกแพทย์ได้ว่าอวัยวะยังทำงานได้หรือไม่เมื่ออวัยวะที่มีปัญหาตั้งอยู่ในตู้เย็นที่เย็นยะเยือกการเผาผลาญของเซลล์จะหมุนช้าลง อย่างไรก็ตามทางเลือกหนึ่งในการเก็บความเย็นช่วยให้แพทย์สามารถตรวจสอบอวัยวะก่อนที่จะทำการปลูกถ่ายและในไม่ช้าทางเลือกนี้อาจกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นผู้เชี่ยวชาญกล่าวกับ Live Science

วิธีการเก็บรักษาทางเลือกนี้เรียกว่า perfusion เกี่ยวข้องกับการเชื่อมอวัยวะที่เก็บเกี่ยวไปยังเครื่องที่สูบออกซิเจนและของเหลวที่อุดมด้วยสารอาหารผ่านเนื้อเยื่อของอวัยวะตามที่หัวใจจะทำในร่างกายตามรายงานของ 2018 จากวารสารเยล . ในขณะที่เสียบเข้ากับเครื่องในขณะที่อวัยวะเผาผลาญพลังงานและผลิตของเสียร้านค้าน้ำตาลจะถูกเติมเต็มและสารพิษของมันจะถูกล้างออก

ก่อนที่ศัลยแพทย์จะทำการเก็บเกี่ยวอวัยวะหัวใจของผู้บริจาคจะหยุดสูบฉีดเลือดออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อเป็นระยะเวลาหนึ่งซึ่งทำให้เกิดความเสียหาย Markmann กล่าวว่าการวางอวัยวะในเครื่องปะสารอาจทำให้เนื้อเยื่อมีโอกาสฟื้นตัว นอกจากนี้แพทย์สามารถเช็คอินอวัยวะโดยการติดตามระดับของเมตาโบไลต์แลคเตทที่ไหลเวียนอยู่ในระบบเขากล่าว เซลล์ใช้แลคเตทในระหว่างการเผาผลาญปกติดังนั้นถ้าอวัยวะทำงานได้ดีแลคเตทก็ควรจะถูกล้างออกเมื่อเวลาผ่านไป Markmann กล่าว

"แลคเตทเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการวัดการเผาผลาญอย่างหยาบ ๆ ผ่านทางร่างกาย" แต่มันก็ยังทำหน้าที่เป็นมาตรการที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับอวัยวะที่ใกล้จะถูกแช่แข็งก่อนที่จะทำการปลูกถ่ายลิมากล่าวเสริม แพทย์ยังสามารถประเมินสุขภาพของเนื้อเยื่อด้วยการวัดอื่น ๆ เช่นการผลิตน้ำดีจากตับทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอวัยวะ

เลือดไปเลี้ยงอวัยวะให้มีสุขภาพดีได้อีกต่อไป?

บางระบบยังต้องการให้อวัยวะนั้นถูกทำให้เย็นลงซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเก็บรักษา แต่ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมากลุ่มวิจัยหลายกลุ่มเลือกที่จะรักษาอวัยวะให้อบอุ่นและทำให้เนื้อเยื่อมีเลือดอุ่น ที่อุณหภูมิระหว่าง 68 ถึง 92 F (20 และ 33 C) อวัยวะที่แยกได้ทำหน้าที่เหมือนกับร่างกายมนุษย์ ตอนนี้ทั้งระบบเย็นและอุ่นปะก็ใช้กันอย่างแพร่หลายในออสเตรเลียและสหราชอาณาจักร แต่อุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในการทดลองทางคลินิกในสหรัฐอเมริกา

อย่างไรก็ตามระบบการปะระบบหนึ่งระบบในสหรัฐอเมริกาสร้างหัวข้อข่าวในเดือนธันวาคมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการปลูกถ่ายหัวใจครั้งแรก แพทย์ที่ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยดุ๊กในเดอแรมนอร์ ธ แคโรไลน่าเอาหัวใจของผู้ป่วยออกหลังจากหยุดเต้น จากนั้นพวกเขาก็จะ "ฟื้นฟู" อวัยวะโดยใช้ระบบการกระจายเลือดที่อบอุ่นซีเอ็นเอ็นรายงาน โดยปกติแล้วหัวใจจะถูกลบออกจากผู้บริจาคสมองตายก่อนที่อวัยวะจะหยุดเต้นเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายอย่างกว้างขวางจากการขาดเลือด แพทย์ก่อนหน้านี้ "ทุกข์ระทม" หัวใจเด็กในสหรัฐอเมริกา แต่พวกเขาไม่เคยใช้ระบบนี้กับอวัยวะที่เป็นผู้ใหญ่ ในประเทศที่ใช้ระบบนี้มานานหลายปีกลุ่มผู้บริจาคหัวใจที่ยอมรับได้ได้ขยายตัวประมาณ 30% ถึง 40% ลิมากล่าว

“ ถ้านั่นแปลเป็นสหรัฐอเมริกาเรากำลังพูดถึงจำนวนมากและใหญ่” เขากล่าวเสริม

ดร. จาค็อบชโรเดอร์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการผ่าตัดของมหาวิทยาลัยดุ๊กและศัลยแพทย์คนหนึ่งที่ช่วยทำการปลูกถ่ายหัวใจสำคัญบอกกับซีเอ็นเอ็นว่าการใช้ระบบทั่วประเทศสามารถ "เพิ่มจำนวนผู้บริจาคและจำนวนการปลูกถ่าย 30%"

แม้ว่าสระผู้บริจาคอาจขยายตัว แต่สภาพของอวัยวะต่าง ๆ จะดีขึ้นหรือไม่ ณ ขณะนี้มีงานวิจัยน้อยมากที่เปรียบเทียบการเก็บความเย็นกับการกระจายโดยตรง แต่โดยทั่วไปอวัยวะที่ถูกทำให้มีสภาพดูเหมือนจะดีขึ้น

ตัวอย่างเช่นในการทดลองหนึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับระบบการกระจายของตับไปที่ห้องเย็นมาตรฐานแพทย์ปฏิเสธเพียง 16 ตับที่สมบูรณ์แบบเมื่อเทียบกับ 32 ที่มาจากเครื่องทำความเย็นและอวัยวะที่ได้รับความเสียหายดูน้อยลง หลิวกล่าวว่าเขาสังเกตเห็นแนวโน้มที่คล้ายกันในงานของเขากับการปลูกถ่ายปอด Liu และเพื่อนร่วมงานของเขาพัฒนา "ระบบการไหลเวียนของเลือดอดีต" สำหรับปอด ก่อนการเปิดตัวปอดผู้บริจาคน้อยกว่า 20% ได้รับการปลูกถ่ายที่โรงพยาบาลของมหาวิทยาลัยเรียบร้อยแล้ว ตอนนี้โปรแกรมได้ขยายกิจกรรมไปแล้ว 70% "พร้อมผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม" ตามรายงานปี 2018

โดยทั่วไปแล้วปอดยังคงติดอยู่กับระบบการแพร่กระจายเป็นเวลา 4 ถึง 6 ชั่วโมง แต่งานทดลองกับอวัยวะของสัตว์แสดงให้เห็นว่าปอดที่ได้รับการแก้ไขสามารถทำงานได้ 12 ถึง 18 ชั่วโมงและอาจนานถึง 36 ชั่วโมง เขาเสริมว่าสักวันอวัยวะอาจจะถูกทำให้สมบูรณ์ได้หลายสัปดาห์ ยิ่งอวัยวะสามารถถูกทิ้งไว้ในระบบได้นานเท่าไหร่แพทย์จะต้องซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่เสียหายมากขึ้น Liu และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังตรวจสอบว่าการอักเสบและการตายของเซลล์สามารถยับยั้งได้ในปอดที่มีการเจาะทะลุ แต่ในอนาคตอาจมีอวัยวะที่สามารถรักษาด้วยยีนหรือสเต็มเซลล์ได้ในขณะที่ติดอยู่กับเครื่องปะเลือด

อย่างไรก็ตามในตอนนี้อวัยวะที่ได้รับบริจาคส่วนใหญ่ยังคงเดินทางไปยังผู้รับที่อยู่ในน้ำแข็งที่ละลาย ทำไม?

"ค่อนข้างตรงไปตรงมา, อุปสรรค์ที่มีคือค่าใช้จ่าย" ลิมากล่าวว่า ระบบปะสำหรับอวัยวะเดียวอาจมีค่าใช้จ่ายหลายพันดอลลาร์ซึ่งเห็นได้ชัดว่าเกินราคาของเครื่องทำความเย็นมาตรฐานเขากล่าว ขณะที่มีงานวิจัยเพียงเล็กน้อยที่เปรียบเทียบการกระจายไปยังห้องเย็นมาตรฐานไม่มี "ข้อมูลที่ป่นปี้โลก" ที่สามารถโน้มน้าวให้โรงพยาบาลเปลี่ยนทั่วประเทศ

แต่จากความสำเร็จที่ผ่านมาของการปลูกถ่ายหัวใจของ Duke ที่กรุงลิมากล่าวว่าการปะปนในไม่ช้าอาจกลายเป็นมาตรฐานการดูแล