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美科学家发明保存捐赠活体心脏新方法
http://www.100md.com 2001年12月11日 搜狐
     心脏移植手术为患有严重心血管疾病的病人带来了福音,但是并不是所有病人都能幸运地等到捐献的活体心脏。同时,在现有的保存手段下,活体心脏只能在4至6个小时内保持可移植的健康状态,这使得全球每年有超过1万名需要接受心脏移植手术的病人因捐赠的活体心脏在运输路途中已丧失活性而死在绝望的等待中。

    9日美国匹兹堡大学器官捐赠研究所的科学家们通过新闻发布会宣布,他们发明了一种新型保存活体心脏的装置。这种装置使得活体心脏在离开人体后可在12个小时内持续跳动并保持有效活性。这一保存时间比目前的极限保存时间整整延长了6个小时。这对正常人而言毫不起眼的6个小时对正在手术台上等待捐赠心脏的病人来说意味意着延续生命的希望。

    9日美国各大新闻媒体纷纷报道了一则令人振奋的医学新闻,匹兹堡大学器官移植研究所的几名科学家宣布,他们通过反复实验成功研制出一种保存捐赠活体心脏的方法,这种方法可以使离开人体后的心脏在12小时内保存活性。
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    消息传出后,各方面都对这项新研究成果给予了极高评价。人们普遍认为这种新型保存方法能为等待接受心脏移植手术的患者带来两大福音;第一,保存效率和效果的提高使活体心脏在移植入病人体内后健康存活的几率大大提高:第二,保存时间延长使病人可选择的捐赠心脏范围扩大,以前由于运输造成的限制和问题被部分解决了。

    据报道,这种新型保存方法名为便携式器官保存体系(POPS),其工作原理是将捐赠的活体心脏放置在模拟的人体环境中。新鲜的血液,氧气照常流经心脏的各血管和心室,使之在模拟条件下继续收缩跳动,从而保持活性。

    匹兹堡大学的科学家们表示,虽然目前POPS只是应用在心脏上,但这种原理可以普遍应用于其他器官,如肾脏、肝脏等。

    尽管目前通过POPS保存的心脏还没有移植到病人体内,但科学家们对POPS的应用前景普遍表示乐观,他们称这种保存方法将掀开器官移植的新篇章。匹兹堡大学一位致力于研究人工心脏移植的著名医生罗伯特·L·科尔莫什说:“这是一项伟大的突破,这种全新的方法将会彻底改变我们目前进行器官移植的方法,我们只需将这种方法运用在患者身上,时间将证明我们和患者从中得到的新知和益处。”
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    资料

    由于人体捐赠器官来源不足,目前全球有数十万名等待移植手术的病人挣扎在死亡边缘。全球每年进行的移植手术逐年减少7%,等待移植的患者则相应增加3%。

    西班牙人的器官捐赠率为百万分之三十三,居世界第一位。最近15年来,西班牙接受器官移植人数为31,513人。目前,该国已成为世界捐赠器官和移植器官最多的国家。

    全世界范围内移植最多的器官是肾脏、其次依次为肝脏、心脏、肺和胰脏。

    活体近亲捐赠的器官仅占器官移植的不到20%,其余全是捐赠者死后的尸体器官移植,后者发生排异反应的可能性是前者的几倍甚至几十倍。

    POPS·应用前景:

    乐观一方:救人无数应用广泛
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    尽管通过POPS方法保存的心脏目前还没有移植到任何一个病人体内,但许多科学家和医生均对它的应用前景表示乐观。他们认为它不仅将救人无数,或许还会开创保存活体器官的新纪元,类似原理将会被应用于其他器官的保存方法。

    “保存时间的延长使我们可以在以更远距离为半径的范围内选择器官,也可以使我们有更多交换或分享器官的机会。会有更多的病人享受到这种方法带来的好处,这种好处往往可以挽救他们的生命。”———匹兹堡大学医生罗伯特·L·科尔莫什说

    “POPS方法不仅可以使心脏更长时间地保持活性,也许还能开辟另一个应用空间。我们说不定可以移植已经在捐赠者体内停止跳动的非活体心脏,运用POPS的模拟循环系统可以重新激活非活体心脏。甚至还可以将模拟呼吸系统应用于肺的保存和移植。”———匹兹堡大学心肺移植专家肯尼思·R·麦柯里医生说

    悲观一方:观念陈旧问题不少
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    然而也有科学家和医生认为POPS使用的原理并不是很新鲜,以前也有科学家曾尝试模拟心脏循环系统但效果并不理想,还会引发其他问题。据称美国芝加哥大学医院的研究人员曾将肾脏接在模拟人体机器上,虽然肾脏持续工作了24个小时,但之后很快因感染而病变。

    “这种观念显然已经不新鲜,类似POPS的装置以前已被尝试过许多次,但总会遇到这样那样的问题。首先是消毒问题,其次整个系统太大太笨,不利于运输;最关键的问题是在这种模拟的循环系统中,器官会发生变异性膨胀甚至部分功能坏死。如果POPS能克服以上所有问题,那它或许会有一定的应用空间。我认为POPS也许可以在一定程度上改善捐赠活体心脏的质量,但不太可能有质的飞跃。”———密歇根州立大学心脏移植专家弗兰克·帕加尼说

    背景:人工心脏和心脏泵——除活体心脏外心脏病人的救星

    尽管当今的人类文明已高度发达,但愿意于死后捐赠心脏的人还是很少,捐赠活体心脏远远无法满足几千万心脏病人的需求,因此人工心脏和心脏泵就成为许多患者退而求其次的选择。
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    人工心脏

    首位接受人工心脏移植手术的是美国人罗伯特,手术在今年2月进行,但他在手术后的第151天就因中风去世。从今年开始,全世界只进行过6例人工心脏的移植手术,都在美国进行,已有2人死亡。目前恢复最好的一位病人名叫杰姆斯·奎思,他于9日出席了一个新闻发布会,引起了医学界普遍关注。他在33天前接受了人工心脏,目前已可以自由行走。

    心脏泵

    心脏泵是用来向心脏泵入更多血液,以维持其跳动和其他正常功能。心脏泵比人工心脏要安全许多,接受心脏泵是许多病人在等待捐赠心脏过程中采取的权宜之计。事实证明心脏泵能有效延长危重心脏病患者18个月到2年的寿命,但是它的机械性损坏是最难克服的问题。最新推出的心脏泵约有便携式CD播放机那么大,被装在心脏的左心室部位,通过电线与安装在病人腋下的电源盒连接。一旦心脏泵本身或电线发生故障,病人都必须再接受一次手术。
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    POPS·另有妙用:益于减少排异反应,将提高心脏免疫力,降低血管病变几率

    医学专家们同时准备开发POPS在减少排异反应方面的应用潜力。

    异体心脏移植入受体内往往会产生排异反应。手术后配合一定的药物可以在一定程度上减少排异反应的可能性或推迟排异反应发生期。然而据美国器官捐赠和移植协会提供的统计数据,50%的移植心脏在3至5年内会产生心血管病变,即通常所指的冠状动脉硬化;80%的移植心脏在10年内会病变。这种病变往往是致命的,也正是长期排异反应的恶果。

    科学家准备在POPS的循环系统内加入一些药物,这些药物会随同血液流经捐赠活体心脏,使心脏事先具有一定的免疫力。捐赠心脏在被移植入病人体内后,其血管内壁是最脆弱的部分,任何病毒、物理性损伤、甚至病人胆固醇水平较高都会使心脏受损。另外免疫活体心脏在从脑死亡人体内取出后,稍不注意就会被感染。事先在POPS系统中加入相应药物不仅有利于提高心脏从取出、运输、到移植全过程的适应力,还有利于减少移植手术后病人冠状动脉疾病的发生率。
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    POPS·工作原理:假循环系统骗过心脏,通过输入血和氧气诱使其继续工作

    目前问题:在从捐赠者体内取出后,心脏的肌肉组织、血管、粘膜组织均会以很快的速度病变继而坏死

    捐赠活体心脏一般是在捐赠者死后取出,然而在捐赠者死后很短时间内各种各样的有毒物质或荷尔蒙会被释放到血液中去,这些物质均给活体心脏造成相当压力。这种压力在捐赠者生前接受过长期药物治疗或化学放射性治疗的情况下尤为明显。因此,在从捐赠者体内取出后,活体心脏的肌肉组织、血管、粘膜组织均会以很快的速度病变继而坏死,如果在没有任何保存手段的环境下,活体心脏在30分钟至1个小时内会完全死亡。

    解决方法:目前常用的保存手段是将活体心脏放在一个类似保温瓶的特殊容器内

    最基本的保存原理是利用低温降低感染的可能性。
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    目前常用的保存手段是将活体心脏放在一个类似保温瓶的特殊容器内,容器内层中放置有冰和防腐溶液。在这种保存状态下,心脏一般能保存4到6个小时的活性。

    突破进展:POPS实际上是模拟了人体肺、肝和脏的功能以协助心脏跳动

    POPS成功之处在于它试图营造一个模拟的人体内部环境,诱使捐赠的心脏以为自己还处在正常的“工作环境”中,进而继续跳动。心脏保持跳动显然有利于保持其肌肉组织的弹性和活力。

    科学家们在盛放心脏的容器内安装了一套机械装置,这套装置由模拟气管、模拟血管、压力泵和过滤器组成。新鲜的血液和氧气浓度略高于空气的“高氧空气”通过压力泵,途经模拟血管和模拟气管被输送到捐赠心脏的各条血管和各个心室中。输送的方向和流程与心脏在人体内时完全一致。而过滤器的作用则是将在全过程中产生的二氧化碳和毒素排出。

    这套装置实际上是模拟了人体肺、肝和脏的功能以协助心脏跳动,尽管它执行的只是这些器官的最基本的功能。科学家表示,通过传输新鲜血液和“高氧空气”,心脏已可以在一段时间内获得足够的养分和必需的化学元素。

    (京报网), http://www.100md.com