Розчин для консервування живих органів

Раствор для консервации живых органов, содержащий хлорид натрия, соли калия, магния, кальция, стабилизатор рН и растворитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит местный анестетик, производное фенотиазина, производ Изобретение относится к области медицины, в частности, касается раствора для консервации живых органов. Особые трудности представляет необходимость консервации при кардиохирургических операциях и трансплантации такого интенсивно работающего органа, как сердце, в связи с интенсивностью происходящих в нем метаболических процессов и расхода энергии при его сокращениях. Если еще несколько лет назад хирурги были способны предохранить сердце от тотальной ишемии с помощью кардиоплегии в течение 1-го часа, то в настоящее время холодовая и химическая кардиоплегия, предлагаемая Королевским институтом и госпиталем Святого Томаса (Великобритания), позволяет успешно консервировать сердце в течение ное пурина, в качестве солей калия и кальция содержит глюконаты калия и кальция, в качестве соли магния - сульфат магния, в качестве стабилизатора рН -тригидроксиметиламинометан, а в качестве растворителя полиглюкин, при следующем соотношении компонентов, ммоль/л: хлорид натрия 100,0-117,0 глюконат калия 12,0-17,0 глюконат кальция 1,2-2,0 сульфат магния 8,0-32,0 тригидроксиметиламинометан 2,0-3,0 местный анестетик 0,33-1,66 производное фенотиазина 0,01-0,04 производное пурина 1,2-2,0 полиглюкин остальное. 4-х часов. На основе кардиоплегического раствора, предложенного госпиталем Святого Томаса создан препарат плегисол (коммерческий продукт) (Abbott Laboratories, Чикаго, США), который широко используется в клинической практике. В результате улучшилась клеточная протекция при операциях на открытом сердце, требующих длительного времени, создаются дополнительные условия для совершенствования хирургической техники, увеличивается время консервации, необходимое для трансплантации сердца [1]. Однако общепринятое время консервации сердца (4 часа) недостаточно для доставки его на большие расстояния, в частности, в любую точку Земного шара, туда, где возникает необходимость в пересадке его реци о ел ел о 10155 пиенту. Увеличение длительности консервации переживающего органа необходимо сочетать с повышением качества и надежности предохранения клеток от ишемического и рвперфузионного повреждения. 5 В основу изобретения положена задача путем изменения качественного и количественного состава разработать раствор консервации живых органов с повышенной длительностью консервации и длительным 10 периодом выживания клеток, обеспечивающий предотвращение их ишемического и релерфузионного повреждения. Задача решена тем, что раствор для консервации органов, содержащий хлорид на- 15 трия, соль калия, соль магния, соль кальция, стабилизатор рН и растворитель, согласно изобретению, содержит дополнительно местный анестетик, производное фенотиазина, производное пурина, в качестве солей 20 калия и кальция содержит глюконаты калия и кальция, в качестве соли магния - сульфат магния, в качестве стабилизатора рН - тригидроксиметиламинометан, а в качестве растворителя - полиглюкин, при следующем 25 соотношении компонентов, мМ/л: хлорид натрия 100,0-117,0 глюконат калия 12,0-17,0 глюконат кальция 1,2-2,0 сульфат магния 8,0-32,0 30 тригидроксиметиіаминометан 2,0-3,0 местный анестетик 0,33-1,66 производное фенотиазина 0,01-0,04 производное пурина 1,0-2,0 35 полиглюкин остальное. Заявляемый раствор позволяет значительно увеличить длительность консервации живых органов, вчастности, до 48 часов. Использование в качестве растворителя 40 полиглюкина позволяет резко повысить осмолярность раствора (с320мОБм/лдо595 MOSM/Л И выше) и предотвратить резкое набухание митохондрий и внутриклеточный отек. Использование солей калия и кальция 45 в виде глюконатов, а соли магния в виде сульфата магния вместо хлоридов позволяет уменьшить содержание ионов хлора в растзоре, так как хорошо известное токсическое действие больших количеств этих 50 ионов на мембраны возбудимых клеток, например миокардиальных. Местный анестетик, в качестве которого можно использовать, например, лидокаий, прокаин и другие, добавлен а раствор для стабилиза- 55 ции мембран. Производное фенотиазина, в . качестве которого можно использовать, например зтацизин, применяется для связывания внутриклеточных белков типа кальмодулина, кроме того, этот препарат об ладает четко выраженным антиаритмическим и антиишемическим эффектами, производное пурина, в качестве которого можно применить, например, инозин, используется для воспалений энергетических запасов клеток в связи с его способностью проникать к миофибриллам, стимулировать синтез нуклеотидов и повышать активность ряда ферментов цикла Кребса. Предлагаемый раствор содержит все три компонента, которые в больших количествах могут являться самостоятельными кардиоплегическими агентами (ионы К+, ионы Мд 2+ и местный анестетик), однако количество каждого из них в предлагаемом растворе значительно меньше, чем необходимо для кардиоплегии, в случае, если каждый из них использовался бы самостоятельно (например, 30-40 мМ/л для хлористых калия и магния; 10 мМ/л или более для местного анестетика, в зависимости от того, какой из них используется). Такие концентрации указанных выше ионов и лидокаина, какие предлагаются в заявляемом растворе, вызывают обратимую стабилизацию возбудимых мембран кардиомиоцитов других клеток и не приводят к их необратимым повреждениям в результате длительной тотальной ишемии и последующей реперфузии. Меньшие концентрации не позволяют достичь ожидаемого эффекта, в частности, при консервации живых органов и кардиоплегии, а большие концентрации могут вызвать необратимые повреждения клеточных мембран. Применение заявляемого раствора позволяет увеличить длительность успешной консервации живых органов, в частности, например до 48 часов. Заявляемый раствор представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, имеет рН от 7,3 до 7,8, не токсичен, хорошо растворим в воде. Предлагаемый раствор получают простым смешиванием компонентов. Предлагаемый раствор испытывали в опытах с консервацией сердца собаки-донора с последующей пересадкой его собакереципиенту. Всего было поставлено 45 опытов. Результаты испытаний представлены в таблице. Предлагаемый раствор испытывали также в опытах с консервацией почек с последующей их пересадкой беспородным белым крысам. Для лучшего понимания настоящего изобретения приводятся следующие примеры его осуществления. ЬкЬк пп 1. 12 1. 13 1. 14 1. 15 1. 16 14 10155 13 Послеоперационный период (в часах) 24 48 норма •норма норма норма норма норма норма норма норма норма Условные обозначения: •-данные не достоверны (р>0,05). ** -данные достоверны (р С1 » N1/02 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) РОЗЧИН ДЛЯ КОНСЕРВУВАННЯ ЖИВИХ ОРГАНІВ 1 (21)94005342 (22)25.01,94 (46) 30.09.96.БЮЛ. № З (56) 1. International Meeting on phosphocreatlne in Cardiology and Cardie-surgery, 1989, 14-15. Aprile, SchlahhareU! Searle (Pavla), pp. 173-183. (71) Науково-виробниче підприємство "БІОФАРМ" (72) Бердяев Сергей Юрьєвіч (RU), Грєцкій Святослав Олєговіч (RU) (73) Науково-виробниче підприємство "БІОФАРМ" (RU) (57) Раствор для консервации живых органов, содержащий хлорид натрия, соли калия, магния, кальция, стабилизатор рН и растворитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит местный анестетик, производное фенотиазина, производ Изобретение относится к области медицины, в частности, касается раствора для консервации живых органов. Особые трудности представляет необходимость консервации при кардиохирургических операциях и трансплантации такого интенсивно работающего органа, как сердце, в связи с интенсивностью происходящих в нем метаболических процессов и расхода энергии при его сокращениях. Если еще несколько лет назад хирурги были способны предохранить сердце от тотальной ишемии с помощью кардиоплегии в течение 1-го часа, то в настоящее время холодовая и химическая кардиоплегия, предлагаемая Королевским институтом и госпиталем Святого Томаса (Великобритания), позволяет успешно консервировать сердце в течение ное пурина, в качестве солей калия и кальция содержит глюконаты калия и кальция, в качестве соли магния - сульфат магния, в качестве стабилизатора рН -тригидроксиметиламинометан, а в качестве растворителя полиглюкин, при следующем соотношении компонентов, ммоль/л: хлорид натрия 100,0-117,0 глюконат калия 12,0-17,0 глюконат кальция 1,2-2,0 сульфат магния 8,0-32,0 тригидроксиметиламинометан 2,0-3,0 местный анестетик 0,33-1,66 производное фенотиазина 0,01-0,04 производное пурина 1,2-2,0 полиглюкин остальное. 4-х часов. На основе кардиоплегического раствора, предложенного госпиталем Святого Томаса создан препарат плегисол (коммерческий продукт) (Abbott Laboratories, Чикаго, США), который широко используется в клинической практике. В результате улучшилась клеточная протекция при операциях на открытом сердце, требующих длительного времени, создаются дополнительные условия для совершенствования хирургической техники, увеличивается время консервации, необходимое для трансплантации сердца [1]. Однако общепринятое время консервации сердца (4 часа) недостаточно для доставки его на большие расстояния, в частности, в любую точку Земного шара, туда, где возникает необходимость в пересадке его реци о ел ел о 10155 пиенту. Увеличение длительности консервации переживающего органа необходимо сочетать с повышением качества и надежности предохранения клеток от ишемического и рвперфузионного повреждения. 5 В основу изобретения положена задача путем изменения качественного и количественного состава разработать раствор консервации живых органов с повышенной длительностью консервации и длительным 10 периодом выживания клеток, обеспечивающий предотвращение их ишемического и реперфузионного повреждения. Задача решена том, что раствор для консервации органов, содержащий хлорид на- 15 трия, соль калия, соль магния, соль кальция, стабилизатор рН и растворитель, согласно изобретению, содержит дополнительно местный анестетик, производное фенотиазина, производное пурина, в качестве солей 20 калия и кальция содержит глюконаты калия и кальция, в качестве соли магния - сульфат магния, в качестве стабилизатора рН - тригидроксиметиламинометан, а в качестве растворителя - полиглюкин, при следующем 25 соотношении компонентов, мМ/л: хлорид натрия 100,0-117,0 глюконат калия 12,0-17,0 глюконат кальция 1,2-2,0 сульфат магния 8,0-32,0 30 тригидроксиметиламинометан 2,0-3,0 местный анестетик 0,33-1,66 производное фенотиазина 0,01-0,04 производное пурина 1,0-2,0 35 полшлюкин остальное. Заявляемый раствор позволяет значительно увеличить длительность консервации живых органов, в-частности, до 48 часов. Использование в качестве растворителя 40 полиглюкина позволяет резко повысить осмолярность раствора (с320мОБм/л до 595 MOSM/Л И выше) и предотвратить резкое набухание митохондрий и внутриклеточный отек. Использование солей калия и кальция 45 в виде глюконатов, а соли магния в виде сульфата магния вместо хлоридов позволяет уменьшить содержание ионов хлора в растворе, так как хорошо известное токсическое действие больших количеств этих 50 ионов на мембраны возбудимых клеток, например миокардиальных. Местный анестетик, в качестве которого можно использовать, например, лидокаий, прокаин и другие, добавлен в раствор для стабилиза- 55 ции мембран. Производное фенотиазина, в . качестве которого можно использовать, например этацизин, применяется для связывания внутриклеточных белков типа кальмодулина, кроме того, этот препарат об ладает четко выраженным антиаритмическим и антиишемическим эффектами, производное пурина, в качестве которого можно применить, например, инозин, используется для воспаления энергетических запасов клеток в связи с его способностью проникать к миофибриллам, стимулировать синтез нуклеотидов и повышать активность ряда ферментов цикла Кребса. Предлагаемый раствор содержит все три компонента, которуе в больших количествах могут являться самостоятельными кардиоплегическими агентами (ионы К+, ионы Мд 2 + и местный анестетик), однако количество каждого из них в предлагаемом растворе значительно меньше, чем необходимо для кардиоплегии, в случае, если каждый из них использовался бы самостоятельно (например, 30-40 мМ/л для хлористых калия и магния; 10 мМ/л или более для местного анестетика, в зависимости от того, какой из них используется). Такие концентрации указанных выше ионов и лидокаина, какие предлагаются в заявляемом растворе, вызывают обратимую стабилизацию возбудимых мембран кардиомиоцитов других клеток и не приводят к их необратимым повреждениям в результате длительной тотальной ишемии и последующей реперфузии. Меньшие концентрации не позволяют достичь ожидаемого эффекта, в частности, при консервации живых органов и кардиоплегии, а большие концентрации могут вызвать необратимые повреждения клеточных мембран. Применение заявляемого раствора позволяет увеличить длительность успешной консервации живых органов, в частности, например до 48 часов. Заявляемый раствор представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, имеет рН от 7,3 до 7,8, не токсичен, хорошо растворим в воде. Предлагаемый раствор получают простым смешиванием компонентов. Предлагаемый раствор испытывали в опытах с консервацией сердца собаки-донора с последующей пересадкой его собакереципиенту. Всего было поставлено 45 опытов. Результаты испытаний представлены в таблице. Предлагаемый раствор испытывали также в опытах с консервацией почек с последующей их пересадкой беспородным белым крысам. Для лучшего понимания настоящего изобретения приводятся следующие примеры его осущесталения. 10155 значительные изменения электронно-микПример 1. роскопической картины миокардиальной Предлагаемый раствор содержит компоткани, заключающиеся в мраморном отеке ненты при следующем соотношении, мМ/л: или более глобальном с умеренным расхожхлорид натрия 110,0 глюконат калия 16,0 5 дением крист митохондрий или определенной степенью просветленности сульфат магния 16,0 митохондриального матрикса, умеренной глюконат кальция 1,2 степенью гиперхроматизма или нормальной тригидроксиметиламинометан 2,0 лидокаии 1,0 консервацией ядерной мембраны. Изменеэтацизин 0,01 10 ния состоят также в незначительном отеке миокардиальных волокон с небольшими фоинозин 1,0 кусами расхождения миофибрилл. После реполиглюкин остальное. Предлагаемый раствор приготовляли перфузии в течение 30 минут сердца донора непосредственно перед операцией простым кровью реципиента описанные выше незнасмешиванием входящих в него компонен- 15 чительные изменения, обнаруженные в контов. Осмолярность его была 595 MOSM/Л, рН сервированном сердце, полностью исчезли. поддерживается на уровне 7,8. Раствор озоТаким образом, миокардиальная ткань была нировали в течение 30 минут до Нд - 400 мм предохранена раствором от повреждения ртутного столба. тотальной ишемией в течение 48 часов и Донор - беспородная собака, самка 15 кг. 20 последующей реперфузией. После внутривенного введения пентабарбиПример 2. тала натрия в дозе 25 мг/кг собаку перевоПредлагаемый раствор содержит комподили на искусственное дыхание 12 в минуту ненты при следующем соотношении, мМ/л: объемом 200 мл. Срединным разрезом в 3-4хлорид натрия 117,0 м межреберье вскрывали грудную клетку 25 глюконат калия 17,0 справа и слева. Выделяли магистральные глюконат кальция 1,0 сосуды. Верхнюю полую вену и аорту канюсульфат магния 32,0 лировали. Все артерии и вены перевязывали тригидроксиметиламинометан 2,5 и пересекали. Сердечно-легочный препарат лидокаин , 1,66 выделяли из организма. Трахею реинтуби- 30 этацизин 0,02 ровали и сердечно-легочный препарат переинозин 2,0 носили в кювету. Отмывание производили полиглюкин остальное. предлагаемым кардиоплегическим раствоПредлагаемый раствор приготовляли и ром, оттекающую от сердца жидкость собивводили так же, как описано в примере 1, но рали о емкость, рердце останавливается 35 его рН равен 7,4. заявляемым кардиоплегическим раствором Донор - беспородная собака, самка масчерез 1 минуту. После чего сердце выделяли, сой 5,4 кг. Наркоз общий: внутривенное переносили о емкость 300 мл, заполненную введение пентабарбитала натрия в дозе кардиоплегическим раствором, и помещали 25 мг/кг. Ход операции аналогичен описанв холодильник при t • 7°С на 48 часов. » 40 ному в примере 1. Через 48 часов сердце извлекали из хоРеципиент - беспородная собака, самка лодильника и подшивали собаке-реципиенвесом 12 кг. Ход операции по пересадке ту в гетеротопическую позицию. донорного сердца собаке-реципиенту анаРеципиент-собака беспородная, самец, маслогичен описанному в примере 1 за исклюсой 11 кг. Магистрали вен и артерий соеди- 45 чением того, что сердце пересаживали в няли. Медленно включали кровообращение нормотопическую позицию. Сердце восстав пересаженном сердце, которое сразу зановило свою деятельность после 10 минут полнилось, возникали сокращения, сменивмедленной перфузии кровью реципиента. шиеся вскоре фибрилляцией желудочков. При оживлении сердца наблюдали группоФибрилляция желудочков снята дефибрил- 50 вые предсердные и желудочковые зкстрасилирующим разрядом. Регистрировали артестолы, эпизоды желудочковой тахикардии. риальное давление и записывали показания Записанные показатели электрокардио"электрокардиограммы, взят биопсийный маграммы и артериального давления не выятериал для электронно-микроскопического вили опасных для жизни нарушений в раисследования. 55 боте сердца. Взят биопсийный материал При паталогоанатомическом исследовадля электронно-микроскопического исслении консервированного в течение 48 часов и дования ми окардиальной ткани. При пересаженного сердца собаки выявлены патологоанатомическом исследовании миоследующие изменения. При общем хорошем кардиальной ткани консервированного в тесостоянии консервации наблюдаются нечение 24 часов и пересаженного реципиенту 10155 сердца выявлены изменения, аналогичные наблюдаемым в примере 1, но значительно менее выраженные, которые полностью исчезали после 30 минут реперфузии сердца донора кровью реципиента, При выходе из наркоза на следующий день собака чувствовала себя нормально; по органам и системам изменений нет, за исключением отдельных предсердных и желудочковых экстрасистол на электрокардиограмме. Пример 3. Предлагаемый раствор содержит компоненты при следующем соотношении, мМ/л: хлорид натрия 100,0 глкжонат калия 12,0 глюконат кальция 2,0 сульфат магния 8,0 тригидроксиметиламинометан 3,0 лидокаин 0,33 этацизин 0,04 инозин 1,5 полиглюкин остальное. Предлагаемый раствор приготавливали так же, как описано в примере 1, но его рН равен 7,3. 5 10 15 20 25 Донор - беспородная белая крыса, самец, массой 260 г. Наркоз общий, эфирный. Произведена срединная лапаротомия по белой линии живота. Кишечник смещали впра- 30 во, освобождая операционное поле. Тщательно отпрепарооыоали почечную артерию, почечная вена - на всем протяжении. Мочеточник также отпрепаровывали, после чего накладывали микрохирургические за- 35 жимы нэ почечную артерию и вену, ниже которых они пересекаются. Донорскую почку выделяли из операционной раны, почечную артерию каиюлировали. Отмывание почки предлагаемым раствором производи- 40 ли введением его в почечную артерию со скоростью 1 мл в минуту до поступления бесцветной жидкости из почечной вены, после чего почку переносили в камеру с предлагаемым консервирующим раствором. 45 Камеру помещали в холодильник, где почку 8 хранили в течение 26 часов при температуре б°С. о Реципиент - беспородная белая крыса, самец весом 260 г. Производили описанную выше операцию удаления почки. Затем кишечник отводили, освобождая операционное поле для пересадки донорской почки. Тщательно выделяли почечные сосуды и мочеточник. На почечную артерию, почечную вену и мочеточник накладывали микроззжимы, ниже которых они пересекаются, Вторую почку выдел*.:и и удаляли из операционного поля. Из холодильника консервированную почку переносили в операционное поле, локализировали почечную артерию, почечную вену и мочеточник. Затем производили анастомоз между почечной артерией донора и реципиента отдельными узловыми швами, лигатурой 10,0 в количестве 8. Производили анастомоз почечной вены непрерывным швом. Снимали зажимы и восстанавливали кровообращение в пересаженном органе; почка заполнилась равномерно - наблюдался незначительный стеноз стенки почечной вены. Анастомоз расплавлен путем пункции нижней полой вены на игле. Наложены 3 шва на мочеточник. Выполнение анастомоза замедлилось из-за активного выделения мочи. Моча выделяется по каплям. Рана зашита послойно. На следующий день по выходе из наркоза состояние крысы с пересаженной почкой, консервированной в течение 26 часов, нормальное. Физиологические отправления - в норме, по другим органам и системам нарушений нет. Из хвостовой вены взята кровь для анализа. Прослежены динамика веса почки; содержание аденозинтрифосфата уменьшилось на 15% меньше, чем в контрольном опыте с почкой, консервированной с помощью кардиоплегического раствора госпиталя Святого Томаса. Предлагаемое изобретение может найти применение, в частности, медицине, например, для трансплантации органов человека. 10 10155 (срок Послеоперационный период (в часах) "Физиологические показатели і (сразу после пересадки) Показатели поведения ориентировочные рефлексы оборонительные рефлексы условные рефлексы Состояние органов и систем двигательная активность мочеиспускание пищеварение 9.12 10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11 11.1 отсутствуют отсутствуют отсутствуют отсутствует изменено изменено Температура тела Частота дыхания Глубина дыхания Артериальное давление Частота сердечных сокращений Пульс Сердечный ритм предсердные зкетрасистолы трепетание и мерцание предсердий желудочковые экстрасистолы синусовая брадикардия синусовая тахикардия суправентрикулярная тахикардия желудочковая тахикардия фибрилляция желудочков блокады синусовая атриоаентрикулярные различных степеней ножек пучка Гиса Параметры ЭКГ зубцы (длительность и амплитуда) Р Q R S Т интервалы PQ GRS QT фрагмент ST Фиэиологичекая активность анализаторов зрительного слухового тактильного вестибулярного вкусового / изменена изменена изменена изменено изменена изменен изменены изменены изменены изменена изменено изменено изменена изменена изменена изменено изменена изменен изменены изменены изменены изменены изменены норма норма норма норма изменены изменены изменены изменены изменены норма норма норма изменен изменена изменена изменена изменена изменена норма норма норма изменена изменена 11 10155 12 Продолжение таблицы Послеоперационный период (в часах) м 48 норма норма норма норма норма норма изменена норма изменено изменена изменена изменена норма изменена изменен 9.12 10 Ю.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.Є 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11 11.1 норма норма норма норма изменены норма норма норма изменен норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма fSlsNs пп 14 10155 13 Послеоперационный период (в часах) 24 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 48 норма норма норма норма норма норма норма норма норма норма Условные обозначения: •-данные не достоверны (р>0,05). ** -данные достоверны (р