DE2241698C2

DE2241698C2 - Verfahren zur Organerhaltung sowie Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2241698C2
Application number: DE2241698A
Authority: DE
Inventors: Roland Dr.med. Zürich Doerig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-02
Filing date: 1972-08-24
Publication date: 1982-08-26
Also published as: GB1398565A; US3914954A; SE394580B; JPS4835688A; CA987601A; FR2151092A1; NL7211941A; FR2151092B1; DE2241698A1; ES406268A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Organerhaltung mittels gekühlter und durch Luft angereicherter Perfusion, wie im wesentlichen aus der DE-OS 19 38 275 bekannt. Dieses bekannte Verfahren arbeitet unter Verwendung reinen Sauerstoffs im Überdruckbereich. Dabei wird Trockeneis zur Kühlung des Kühlmittels verwendet.

Die zur Durchführung des bekannten Verfahrens benutzte Perfusionsvorrichtung ist wegen ihres Umfangs und Gewichts nur bedingt geeignet.

Ein besonderes Problem ergibt sich daraus, daß sich Spender und Empfänger eines lebenden Organs, wie beispielsweise einer menschlichen Niere, im allgemeinen an verschiedenen Orten befinden, so daß ein Transport des Organs von Ort zu Ort erforderlich ist. Da die bekannten Perfusionsvorrichtungen nicht zum Organtransport geeignet sind, andererseits aber ein Organ ohne spezielle Erhaltungsmaßnahmen sehr rasch Schädigungen erfährt, kann vielfach ein an sich zur Verfügung stehendes Organ nicht mehr verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß eine von stationären Gegebenheiten unabhängige Organerhaltung erreicht werden kann. Ferner verfolgt die Erfindung das Ziel, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.

Bei einem Verfahren der in Rede stehenden Art wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das unter Einsatz von Trockeneis als Kühlmittel entstehende CO2-Gas zum Betrieb der Perfusatpumpe eingesetzt wird, wobei durch den Saugimpuls der Perfusatpumpe das Perfusat außerhalb des Organs mittels Luft oxygeniert wird und beim Druckimpuls der Perfusatpumpe die über dem Perfusat befindliche Luft ausgestoßen wird.

Der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Fortschritt ergibt sich in erster Linie aus der durch die Verwendung von Trockeneis als Kühlmittel ermöglichten Gewichts- und Raumersparnis, die die Transportmöglichkeiten deutlich verbessern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt in üblieher Weise einen Pumpenraum, einen Organraum sowie einen Aufnahmeraum für ein Kühlmittel. Diese Vorrichtung zeichnet sich jedoch dadurch gegenüber bekannten Vorrichtungen aus, daß diese drei Räume gemeinsam von einem Behälter mit Thermoisolation umschlossen sind, wobei als Kühlmittel in einem druckfesten Behalten· Trockeneis vorgesehen ist, daß der Trockeneisraun ι mittels einer Leitung mit dem Gaseinlaß des Pumpenraums verbunden ist, um mit dem aus dem Trockeneis entstehenden CXVGas die Perfusatpumpe zu betreiben, und daß zur Oxygenation des Perfusats mit Außenluft beim Druckimpuls der Perfusatpumpe Luft aus dem geschlossenen Organraum mittels eines Auslaßventil:!! ausstoßbar und beim Saugimpuls mittels eines Einlaßventils Luft in diesen Raum einsaugbar ist

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß im Pumpenraum ein Gasauslaßventil angeordnet ist, welches einen beweglichen Teil in Gestalt einer vorgespannten, monostabilen Membran aufweist, die im gespannten Zustand das Ventil schließt

Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß an der monostabilen Membran ein zusätzliches Ventil angeordnet ist, welches die Gaszufuhr nach Öffnung des Gasauslaßventils abschließt.

Ferner kann vorgesehen sein, daß im Pumpenraum zwischen dem Gasauslaßventil und dem Perfusat eine elastische Membran als Trennung angeordnet ist

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung; und

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungs· gemäßen Vorrichtung.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung ist im wesentlichen innerhalb eines mit einer Thermoisolation 2 versehenen Behälters 1 angeordnet Der Behälter ist unterteilt in einen Pumpenraum 3, einen Organraum 4 sowie einen Aufnahmeraum 31 für als Kühlmittel dienendes Trockeneis 32. Im Pumpenraum 3 befinden sich ein Eingangsventil 5 sowie ein Ausgangsventil 6 füir das Perfusat und ein druckgesteuertes Gasauslaßventil 9. Letzteres setzt sich zusammen aus einer vorgespannten, monostabilen Membran 10 und einem als Ventilsitz dienenden, feststehenden Teil 12. Als monostabile

Membran wird vorliegend eine Membran bezeichnet, die nach Ausbiegen zu einer Seite selbsttätig wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt.

Der Gaseiniaß erfolgt mittels eines Rohrs 13 an der Stelle 7, wobei dieses Rohr den festen Teil 12 des Gasauslaßventüs 9 trägt.

Der Organraum 4 enthält das zu erhaltende Organ 15, welches mit seiner Arterie 16 an einer Perfusatzuleitung 17 angeschlossen ist Die Vene 18 des Organs ist zum Organraum 4 offen. Im Perfusatkreislauf ist ein Filter 22 vorgesehen.

Der zur Aufnahme des Trockeneises 32 vorgesehene Aufnahmeraum 31 ist mit Hilfe einer Isolation 33 thermisch gegenüber dem Organraum 4 abgetrennt. Eine Rohrleitung 34 verbindet den Raum 31 mit dem Anschluß 13 des Gaseinlasses 7. Das durch das Rohr 13 einströmende Gas ist vom Perfusat 21 mittels einer elastischen Membran 23 getrennt. Für die Oxygenation des Perfusats mit Luft sind ein Luftauslaßventil 36 sowie ein Lufteinlaßrohr 37 vorgesehen, welche den Organraum 4 mit der Außenluft verbinden. Für den Notfall, d. h. für den Fall, daß kein Trockeneis zur Verfügung steht, können die in F i g. 1 gestrichelt dargestellten Teile vorgesehen werden, nämlich eine Verbindungsleitung 38 zwischen dem Lufteinlaßrohr 37 und dem Gasauslaß 8 sowie eine Anschlußleitung 39 zu einer nicht dargestellten Atemgas-Druckflasche. Ein Überdruckventil 35 kann aus Sicherheitsgründen in der Rohrleitung 34 vorgesehen sein.

Die Perfusionsvorrichtung gemäß F i g. 1 arbeitet wie folgt. Das im Kühlmittelraum 31 aus dem Trockeneis 32 infolge Erwärmung gebildete CO2-Gas strömt übe* die Rohrleitung 34 in den Gaseinlaß 7 der Perfusatpumpe und erzeugt bei geschlossenem Gasauslaßventil 9 einen Druck auf die elastische Membran 23. Dadurch wird das Perfusat 21 aus dem Pumpenraum 3 vermittels des Ausgangsventils 6 in die Arterie 16 des Organs 15 gefördert. Das aus der Vene 18 des Organs frei ausströmende ^perfusat hebt das Perfusatniveau im Organraum 4 und preßt die darüber befindliche Luft durch das Luftauslaßventil 36 nach außen. Ist im Pumpenraum 3 der Soll-Druck erreicht, so wird die vorgespannte Membran 10 plötzlich von ihrem Ventilsitz 12 abgehoben. Das CO₂-GaS entweicht durch die in der Membran vorgesehene Gasdurchtrittsöffnung 11 und gelangt über den Gasauslaß 8 ins Freie. Die vom Gasdruck befreite, elastische Membran 23 zieht sich zusammen mit der Folge, daß das Perfusat 21 aus dem Organraum 4 über das Eingangsventil 5 sowie die Filtereinrichtung 22 in den Pumpenraum nachfließen kann. Dadurch fällt das Perfusatniveau im Organraum 4 auf den in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten Stand, so daß ein Unterdruck sich im darüber befindlichen Raum ausbildet, da das Luftauslaßventil 36 geschlossen worden ist. Auf diese Weise wird Luft durch das Lufteinlaßrohr angesaugt, welche das Perfusat 21 durchsprudelt und oxygeniert Ist der Druck im Pumpenraum 3 auf den Ausgangswert gefallen, so schnellt die Membran in ihre Ruhelage und schließt das Gasauslaßventil 9. Das Betriebsgas strömt weiter durch den Gaseinlaß 7 ein und ein neuer Pumpvorgang beginnt Somit arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung völlig automatisch, solange Trockeneis vorhanden ist

Vorzugsweise kann an der monostabilen Membran 10 ein nicht dargestelltes, zusätzliches Ventil ausgebildet sein, das die Gaszufuhr nach Öffnung des Gasauslaßventüs 9 schließt

Entsteht im Organ 15 ein Durchflußwiderstand, so ist bei konstanter Gasflußmenge der Soll-Druck im Pumpenraum 3 schon früher und nach kleinerem Fördervolumen je Pumpvorgang erreicht Mittels der druckabhängigen Membran 10 steuert die Pumpe also wie ein Herz automatisch Pulsfrequenz und Fördervolumen in Anpassung an den Durchflußwiderstand im Organ 15, wobei der maximale Pulsdruck pro Pumpvorgang unverändert bleibt Dadurch wird die Gefahr dei O;~ganbeschädigung als Folge von Perfusionsüberdrükken mit Sicherheit vermieden. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß die dem Organwiderstand am besten entsprechende Perfusionsgröße erhalten bleibt

Für den hilfsweisen Betrieb der Perfusionsvorrichtung mittels einer Atemgasdruckfiasche wird die Leitung 34 vom Anschluß 13 abgenommen und stattdessen eine zur Atemgasflasche führende Zuleitung 39 angeschlossen. Der Gasauslaß 8 des Pumpenraums 3 wird durch eine Verbindungsleitung 38 mit dem Lufteinlaßrohr 37 verbunden, so daß das ausströmende Atemgas in den Organraum 4 geleitet wird, wo es das Perfusat 21 durchsprudelt und oxygeniert. Die Luft entweicht durch ein Luftauslaßventil 36. Beim Betrieb mit Atemgas muß eine zusätzliche Kühlung mit gewöhnlichem Eis im Raum 31 erfolgen.

Die Arbeitsweise der Perfusatpumpe entspricht dem Trockeneis-Betrieb. Die gewünschte, konstante Kühltemperatur des Perfusats 21 läßt sich durch eine entsprechende Lage und Isolation des Trockeneis-Behälters 31 gegenüber dem Organraum und dem Pumpenraum erreichen.

Fig.2 zeigt eine Variation des druckgesteuerten Gasauslaßventüs 9 mit magnetischer Steuerung. Es besteht aus einem feststehenden, zylindrischen Rohr 25 mit seitlicher Gasauslaßöffnung 26 und aus einem darin beweglichen Stempel 27 mit metallener Halteplatte 28 am oberen Ende. Am oberen Ende des Rohrs 25 ist ein Magnet 29 angeordnet, auf dem die Halteplatte 28 aufliegt. In dieser Stellung ist die Gasauslaßöffnung 26 durch den Stempel 27 verschlossen.

Wenn im Pumpenraum 3 der gewünschte Soll-Druck erreicht ist, so wird der Stempel 27 angehoben, wobei sich die Halteplatte 28 plötzlich vom Magneten 29 ablöst. Dadurch wird die Gasauslaßöffnung 26 freigegeben, so daß das Gas entweichen kann. Sobald der Druck im Pumpenraum 3 wieder auf den Ausgangswert gefallen ist, fällt der Stempel 27 mit Hilfe des Magneten 29 nach unten und verschließt somit das Gasauslaßventil 9. Die Gaszufuhr erfolgt separat über einen Gaseinlaß 7.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann als Ein-Weg-Vorrichtung ausgeführt sein. Da Trockeneis vergleichsweise preiswert ist, ergeben sich für die erfindungsgemäße Organerhaltung geringe Kosten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Organerhaltung mittels gekühlter und durch Luft angereicherter Perfusion, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Einsatz von Trockeneis als Kühlmittel entstehende COrGas zum Betrieb der Perfusatpumpe eingesetzt wird, wobei durch den Saugimpuls der Perfusatpumpe das Perfusat außerhalb des Organs mittels Luft oxygeniert wird und beim Druckimpuls der Perfusatpumpe die über dem Perfusat befindliche Lufi ausgestoßen wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Pumpenraum, einem Organraum und einem Raum für ein Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß diese drei Räume (3,4, 31) gemeinsam von einem Behälter (1) mit Thermoisolation (2) umschlossen sind, wobei als Kühlmittel in einem druckfesten Behälter (31) Trockeneis (32) vorgesehen ist, daß der Trockeneisraum (31) mittels einer Leitung (34) mit dem Gaseinlaß (7) des Pumpenraumes (3) verbunden ist, um mit dem aus dem Trockeneis entstehenden CO2-Gas die Perfusatpumpe zu betreiben, und daß zur Oxygenation des Perfusats mit Außenluft beim Druckimpuls der Perfusatpumpe Luft aus dem geschlossenen Organraum mittels eines Auslaßventils (36) ausstoßbar und beim Saugimpuls mittels eines Einlaßventils (37) Luft in diesen Raum einsaugbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpenraum (3) ein Gasauslaßventil (9) angeordnet ist, welches einen beweglichen Teil in Gestalt einer vorgespannten monostabilen Membran (10) aufweist, die im gespannten Zustand das Ventil schließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der monostabilen Membran (10) ein zusätzliches Ventil angeordnet ist, das die Gaszufuhr nach Öffnung des Gasauslaßventils (9) schließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 Lis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpenraum (3) zwischen dem Gasauslaßventil (9-12; 25-29) und dem Perfusat (21) eine elastische Membran (23) als Trennung angeordnet ist.