NO892385L - Skyllevaeske for oppbevaring av kirurgiske transplantater. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører skyllevæske for oppbevaring av kirurgiske transplantater i forbindelse med inngrep om-fattende overføring og innsetting av vev eller organer.

Oppfinnelsen skal imidlertid i det følgende spesielt omtales i forbindelse med en skyllevæske eller -oppløsning for oppbevaring av venegraft ved karkirurgi.

Åreforkalkningsprosessen gir trange arterier (pulsårer), og derved nedsatt blodføring til forskjellige organer og kropps-deler. Det er oftest fra hjertet eller bena slike prosesser gir symptomer; hjertekrampe (angina pectoris) eller legg-krampe (claudicatio intermittens). En god behandlingsform for langt fremskreden sykdom er kirurgi hvor en vene uttas fra benet, og denne sys inn som en forbipassering forbi det aktuelle trange, åreforkalkede partiet. Dette gjøres oftest i hjertet (aortocoronar bypass) eller i bena (femoropopliteal bypass). Venegraftene som tas ut fra benet, må av praktiske hensyn gjennomskylles og oppbevares en tid (1-3 timer) før de oppnår blodføring på sin nye plass. Det er påvist at venegraftene skades betydelig under den kirurgiske behandling og oppbevaring. Konkret viser det seg at ca. 70% av arealet av venegraftenes innerflate (endotelcelleflate) beskadiges sterkt under disse operasjoner. Det er vel kjent at slik skade av endotelceller initierer de prosesser som forårsaker innsnevring og gjentetting av blodårer. Den operative skade av endotelcelleflaten har derfor trolig stor betydning for at så mye som 10-20$ av de innsydde venegraft går tett i løpet av det første året etter operasjon.

Det er enighet om at venegraftene under operasjonene må be-handles med forsiktighet for å unngå mekanisk skade. Det har dog ikke vært noen avklaring om hva som er optimal temperatur og sammensetning for den væske som brukes til gjennomskylling og oppbevaring av venegraftene. Hittil har det vært vanligst å bruke heparinisert fysiologisk saltvann ( 0, 9% NaCl i vann). En slik oppløsning er i osmotisk balanse med blodets væske fase (blodplasma). Det er dokumentert at en så enkel løsning påfører endotelceller stor skade.

Videre har pasientens eget, fortynnede (50$ med heparinisert, fysiologisk NaCl) fullblod også blitt benyttet som skyllevæske ved karkirurgi. Dette er en upraktisk løsning som ikke er dokumentert å være beskyttende for venegraft.

Det har ved senere inngående undersøkelser i forbindelse med foreliggende oppfinnelse vist seg at både temperatur og kje-misk sammensetning for skyllevæsken er av stor viktighet for det resultat som oppnås, dvs. når det gjelder skade på vene-graf tene .

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en skyllevæske som har en slik sammensetning at skade på transplantater unngås, og som derved beskytter cellene i transplantatet på en bedre måte enn det som hittil har kunnet oppnås ved tidligere benyttede medier.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en skyllevæske for oppbevaring av kirurgiske transplantater, slik som venegraft, ved transplantasjonskirurgi, i form av en vandig oppløsning, og denne skyllevæsken er kjennetegnet ved at den innbefatter en eller flere av følgende bestanddeler, oppløst i vann: (a) karbohydrat i en konsentrasjon i området 2-200 mM; (b) kalsium i en konsentrasjon i området 0,1-3,5 mM; (c) magnesium i en konsentrasjon i området 5-50 mM; (d) kalium i en konsentrasjon i området 20-35 mM; (e) natrium i en konsentrasjon i området 5-50 mM; (f) overflateaktivt middel i en konsentrasjon i området

10-50 mg/liter,

og ved at oppløsningen har en pH-verdi i området 6,75-7,45.

Den mest gunstige temperatur ved bruk av foreliggende opp-løsning er romtemperatur, og dette er det tatt hensyn til under dens sammensetning. Dette er viktig fordi det er forskjeller i fordeling av salter mellom det intracellulære rom og de ekstracellulære rom som blodets væskefase (blodplasma ).

De aktuelle konsentrasjonsområder for de individuelle bestanddelene i foreliggende skyllevæske er oppnådd ved måling av skade på celler i kultur under forskjellige konsentrasjoner av de forskjellige aktuelle elektrolyttene.

Som karbohydratbestanddel i foreliggende skyllevæske anvendes ønskelig monosakkarider, dels som inerte, osmolært aktive bestanddeler, dels som rensemiddel (scavenger) for oksygen-radikaler samt for næring for celler. Det kan eksempelvis brukes mannitol innenfor konsentrasjonsområdet 50 mM-200 mM, helst 160 mM. Det kan også brukes glukose eller fruktose i området 2 mM-30 mM, helst glukose i en konsentrasjon på 15 mM.

Som et toverdig kation er kalsium viktig i svært mange sammenheng i cellers stoffskifte. Det bør tilsettes i form av et sit, f.eks. som natriumklorid, -glukonat, -laktat-, —monofosfat, —difosfat eller -trifosfat i en konsentrasjon på 0,1-3,5 mM. Det foretrukne kalsiumsalt er kalsiumdiklorid i en konsentrasjon på 1,5 mM.

Magnesium er viktig for levende celler. Saltene magnesiumklorid, —monofosfat eller —sulfat er aktuelle i konsentrasjoner i området 5-50 mM. Det foretrukne magnsiumsalt er magnesiumsulfat i en konsentrasjon på 20 mM.

Kalium forefinnes i svært mye høyere konsentrasjoner inne i cellene enn utenfor. Ved lavere temperaturer enn kropps-temperatur til de pumpemekanismer som opprettholder denne gradient avta, og kalium vil lekke ut av cellene. Det er derfor ønskelig med kalium i konsentrasjoner i området 20-35 mM, og i form av salter slik som kaliumacetat, — bikarbonat,

-klorid, -citrat, -glukonat, -fosfat eller -dihydrogenosfat. Foretrukne salter er kaliumbikarbonat i en konsentrasjon på 5 mM, kaliumsulfat i en konsentrasjon på 10 mM, og kaliumdihydrogenfosfat i en konsentrasjon på 4 mM. Liksom kalium vil lekke ut fra celler som avkjøles, vil natrium lekke inn. Derfor er det ønskelig med natrium i en konsentrasjon fra 5 til 50 mM, og i form av salter slik som natriumacetat, —bikarbonat, —klorid, —citrat, —glukonat, -fosfat og —dihydrogenfosfat. Foretrukket er natriumklorid i en konsentrasjon på 30 mM.

I vandige oppløsninger, uten tilsetninger av proteiner, som i den aktuelle, vil celler som blir utsatt for oppløsningen, kunne ta skade av små mengder med tungmetaller som forurens-ning. Ut fra dette hensyn samt at det er fordelaktig å ha en lett buffring av toverdige kationer er det ønskelig med tilsetning av chelateringsmiddel. Aktuelle chelaterings-midler kan være etylendiamintetraacetat (EDTA) eller citrat. Det er ønskelig med citrat i konsentrasjoner fra 0,1 til 5 mM i form av salt med et kation som natrium eller kalium. Foretrukket er kaliumcitrat i konsentrassjon på 1 mM.

pH-verdien til det medium som omgir celler, er viktig, og derfor er det også viktig at skyllevæsken eller oppløsningen ifølge foreliggende oppfinnelse har riktig pH-verdi. Forsøk har vist at det er ønskelig med pH-verdi i området 6,75-7,45, idet en foretrukket verdi er 7,25. Innstilling og justering av pH-verdien oppnås ved at det i oppløsningen anvendes buffermiddel. Som eksempel på aktuelle buffermidler kan

nevnes HEPES[4-(2-hydroksyetyl)-l-piperazinetansulfonsyre] og

HEPES-Na.

For å unngå skade av cellene er bruken av et overflateaktivt middelvlktlg, og poloxamerer er ønskelig i en konsentrasjon fra 10 til 50 mg/liter. Det overflateaktive middel som fore-trekkes, er "Pluronic F-68" (et polyoksyalkylenderivat av propylenglykol) i en konsentrasjon på 20 mg/liter.

For å unngå skade via svelling eller skrumping av cellene i det aktuelle vevet er det viktig at osmolaliteten i opp-løsningen holdes mellom 300 og 400 mOsm pr. kg vann, målt ved frysepunktsnedsettelse. Den foretrukne osmolalitetsverdien er 325 mOsm pr. kg vann.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres under henvisning til nedenstående eksempel.

Eksempel

Det ble tilberedt en skylleoppløsning for venegraft i forbindelse med karkirurgi, som inneholdt følgende bestanddeler i de angitte konsentrasjoner, oppløst i vann:

Gjennom undersøkelser ved bruk av fysiologisk saltvann som skyllevæske for venegraft har man funnet at 70% av karveggen i innsydde venegraft i hjertet, var betydelig skadet. Foreliggende oppløsning gir imidlertid en meget god beskyt-telse av cellene i karveggen slik at den ovenfor angitte skade med fysiologisk saltvann unngås. I laboratorieforsøk er det i sammenheng med foreliggende oppfinnelse funnet at nevnte celler, nemlig endotelcellene, i kultur holder seg meget godt i 6 timer ved 20°C. Videre er det gjort forsøk med vener tatt ut fra bena på pasienter, og således funnet at disse venene også holder seg meget godt ved oppbevaring med foreliggende oppløsning.

I forsøk for å undersøke effekten av foreliggende oppløsning under operasjoner er gris brukt som forsøksdyr. Grisen har anatomi, biokjemi og reaksjonsmønster som er likt menneskets. Gris er således vel akseptert som forsøksmodell i medisinsk forskning.

Forsøk A

I første forsøk ble to vener tatt ut fra 11 griser. Den ene venen fra hver gris ble oppbevart og gjennomskylt med foreliggende oppløsning i romtemperatur i 2 timer. Etter dette ble venen sydd inn i en arterie, og ble derved utsatt for arteriell blodstrøm. Den andre venen fra hver gris fikk nøyaktig samme behandling bortsett fra at den ble oppbevart og gjennomskylt med fysiologisk saltvann ( 0, 9% NaCl) før innsetting I arterie. Etter 2 timer i den arterielle blod-strøm ble venegraftene tatt ut og preparert før endotel-flaten i samtlige 22 vener ble studert med scanning-elektron- mikroskopi. Preparatene ble kodet slik at personen som mikroskoperte, ikke kunne vite hva slags behandling den enkelte vene hadde fått. Etter at mikroskoperingen var avsluttet og kodene brutt, viste det seg at de venegraft som var skylt med NaCl, i gjennomsnitt kun hadde 65$ av endotel-flaten bevart vel. Venene skylt med foreliggende oppløsning hadde 86$ av endotelet intakt. Denne forskjell er statistisk signifikant (p = 0,008).

Forsøk B

I 6 nye griser ble de to uttatte venegraft skylt med henholdsvis foreliggende oppløsning eller fortynnet (50$ i heparinisert 0,9$ NaCl). Forøvrig ble alt gjort som i forsøk A. Resultatene viste at vener som var blitt skylt med eget blod, hadde 75$ bevart endotel, mens vener som ble skylt i foreliggende oppløsning, hadde 92$ intakt endotel. Denne forskjell er statistisk signifikant (p = 0,02). Videre hadde endotelcellene i venene skylt med blod fått et lag med fibrin på overflaten. Slikt fibrin-nedslag er uheldig, og ble ikke sett i vener skylt med foreliggende oppløsning.

Etter skylling med foreliggende oppløsning er 90$ av endotel-flaten i venegraftene vel bevart tidlig etter operasjon i griser. Dette er en klar forbedring i forhold til konvensjo-nelle skyllevæsker som i disse forsøk har gitt 65$ og 75$ bevaring. I studier av pasienter som døde tidlig etter hjerteoperasjoner, viste det seg at kun 30$ av endotelet var bevart hos disse.

Ved bruk av foreliggende skyllevæske er således utsiktene til at flere innsydde venegraft kan holde seg åpne, betydelig økt. Derved vil resultatene for kar-/hjerteopererte pasienter kunne forbedres.

Claims (13)

1. Skyllevæske for oppbevaring av kirurgiske transplantater, slik som venegraft, ved transplantasjonskirurgi, I form av en vandig oppløsning, karakterisert ved at det innbefatter en eller flere av følgende bestanddeler, oppløst i vann: (a) karbohydrat i en konsentrasjon i området 2-200 mM; (b) kalsium i en konsentrasjon i området 0,1-3,5 mM; (c) magnesium i en konsentrasjon i området 5-50 mM; (d) kalium i en konsentrasjon i området 20-35 mM; (e) natrium i en konsentrasjon i området 5-50 mM; (f) overflateaktivt middel i en konsentrasjon i området 10-50 mg/liter, og ved at oppløsningen har en pH-verdi i området 6,75-7,45.

2. Skyllevæske ifølge krav 1, karakterisert ved at: (a) karbohydratet er et monosakkarid valgt fra mannitol, glukose og fruktose; (b) kalsium foreligger i form av et salt valgt fra kalsiumklorid, —glukonat, —laktat, -monofosfat, -difosfat og -trifosfat; (c) magnesium foreligger i form av et salt valgt fra magnesiumklorid, -monofosfat og -sulfat; (d) kalium foreligger i form av et salt valgt fra kaliumacetat, —bikarbonat, —klorid, —citrat, —glukonat, —fosfat og —dihydrogenfosfat; (e) natrium foreligger i form av et salt valgt fra natriumacetat, —bikarbonat, —klorid, —citrat, -glukonat, -fosfat og -dihydrogenfosfat; og at (f) det overflateaktive middelet er valgt fra poloxamerer.

3. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den som karbohydrat inneholder mannitol i en konsentrasjon i området 50-200 mM, fortrinnsvis i en konsentrasjon på 160 mM.

4. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den som karbohydrat inneholder glukose eller fruktose i en konsentrasjon I området 2-30 mM, fortrinnsvis glukose i en konsentrasjon på 15 mM.

5. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kalsiumbestanddelen utgjøres av kalsiumklorid i en konsentrasjon på 1,5 mM.

6. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at magnesiumbestanddelen utgjøres av magnesiumsulfat i en konsentrasjon på 20 mM.

7. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kaliumbestanddelen utgjøres av kaliumbikarbonat, kaliumsulfat eller kaliumdihydrogenfosfat i en konsentrasjon på henholdsvis 5, 10 og 4 mM.

8. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at natriumbestanddelen utgjøres av natriumklorid i en konsentrasjon på 30 mM.

9. Skyllevæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den som overflateaktlvt middel inneholder "Pluronic F-68" i en konsentrasjon på 20 mg/liter.

10. Skyllevæske ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder et chelateringsmiddel slik som etylendiamintetraacetat (EDTA) eller et citrat.

11. Skyllevæske ifølge krav 1, karakterisert ved at chelateringsmiddelet er natrium- eller kaliumcitrat i en konsentrasjon i området 0,1-5 mM, fortrinnsvis kaliumcitrat i en konsentrasjon på 1 mM.

12. Skyllevæske ifølge krav 1, karakterisert ved at den har en pH-verdi på 7,25, og at den for justering av pH-verdien inneholder buffermiddel.

13. Skyllevæske ifølge krav 1, karakterisert ved at den har en osmolalitet er mellom 300 og 400 mOsm pr. kg vann målt ved f rysepunktnedsettelse, fortrinnsvis 325 mOsm pr. kg vann.