DE3843958C2

DE3843958C2 - Zusammensetzung für die Konservierung und Lagerung eines Organtransplantats und Verfahren zu dessen Konservierung

Info

Publication number: DE3843958C2
Application number: DE3843958A
Authority: DE
Inventors: Folkert O Belzer; James H Southard
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1988-12-24
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2008-12-25
Also published as: CH678912A5; NZ227516A; KR890009409A; RU2019965C1; HUT49782A; SE8804661D0; KR950015064B1; HU200885B; IT1227916B; IT8823136A0; DE3843958A1; SE503182C2; AU609236B2; PH27182A; JPH01246201A; SE8804661L; NL193971B; GB2213362B; US4879283A; NL8803186A

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Zusammensetzung für die Konservierung und Lagerung eines für die Implantation in einen Patienten bestimmten Organs, mit einem Gehalt an Lactobionat und einer Hydroxyethylstärke. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Konservierung eines für die Implantation in einen Patienten bestimmten Organs.

Bei der Renalpräservierung, der ex vivo Aufbewahrung von Leichennieren, handelt es sich um ein relativ neues Gebiet. Die Konservierung von Leichennieren für die Transplantation ist geläufige Praxis in Krankenhäusern; die Fortschritte waren jedoch auf Versuchs- und Fehlerexperimentation begrenzt. Wenngleich, vom klinischen Standpunkt, diese Vorgehensweise teilweise erfolgreich war, so sind die hinter diesen Erfolgen stehenden tatsächlichen Prinzipien nicht gut verständlich.

Da sich die Renaltransplantation aus einer eigentlichen Forschungsangelegenheit zu einer etablierten klinischen Therapie bei renalen Erkrankungen im Endstadium entwickelt hat, ist die Renalpräservierung vom Stadium der Laborforschung zu einer etablierten klinischen Methode fortgeschritten. Die gegenwärtig im allgemeinen meist angewendeten beiden Verfahren zur Renalkonservierung sind die einfache hypothermische Lagerung und kontinuierliche Perfusion. Bei der hypothermischen Lagerung, der am meisten angewandten Methode, werden die Organe aus dem toten Spender entfernt und schnell abgekühlt. Dies wird allgemein durch eine Kombination von externer Kühlung und einer kurzen Perfusionsperiode bewerkstelligt, um die Kerntemperatur so schnell wie möglich abzusenken. Die Nieren werden dann gelagert, eingetaucht in eine in einem einfachen Plastikbehälter befindlichen Auswaschlösung, und durch Eintauchen des Behälters in Eis auf eine Temperatur von 0 bis 4°C gehalten. Die Vorteile dieser Methode sind ihre Einfachheit, ihre geringen Kosten und die Leichtigkeit für den Transport der Organe. Die Zusammensetzung der ("flush-out") Auswaschlösung wurde eingehend untersucht, um eine optimale Konservierung zu erreichen.

Bei der zweiten Methode zur Renalkonservierung, die Gegenstand eingehender Laboruntersuchungen wie auch von klinischen Tests ist, handelt es sich um eine pulsierende Dauerperfusion. Die grundsätzlichen Elemente der Dauerperfusion sind im allgemeinen: (1) pulsierendes Strömen, (2) Hypothermie, (3) Membranoxigenierung und (4) ein Perfusionsmittel, das sowohl Albumin als auch Lipide enthält. Die kontinuierliche bzw. Dauerperfusion hat verschiedene Vorteile. Zunächst verschafft die Perfusion genügend Zeit, um die Transplantation zu einer teilweisen Auswahlprozedur zu machen. Zweitens gestattet sie die Untersuchung der Lebensfähigkeit vor der Implantation. Mit einer bedeutenden Verbesserung der Ergebnisse der Renaltransplantation von Leichen wäre zu erwarten, wenn die Konservierungszeit auf 5 bis 7 Tage ausgedehnt werden könnte, welche für die gegenwärtigen Verfahren der gemischten Lymphozyten-Kulturtests benötigt wird.

Die Möglichkeit, menschliche Nieren für 2 oder 3 Tage entweder durch einfache Kühllagerung nach anfänglichem Auswaschen bzw. Durchspülen mit einer intrazellularen Elektrolytlösung oder einer pulsierenden bzw. rhythmischen Perfusion mit einer Elektrolyt-Proteinlösung erfolgreich zu konservieren, hat genügend Zeit verschafft für die Untersuchung der Gewebeverträglichkeit von Spender und Rezipient, die Nierenverteilung unter den Transplantationszentren, eine sorgfältige präoperative Vorbereitung des Rezipienten, für die Beschaffung vorbereitender Spender-Kulturergebnisse und vaskulärer Ausbesserungen am Nierentransplantat vor der Implantation. Es hat sich erwiesen, daß Nieren, die über 72 Stunden unter Anwendung einer hypothermischen, pulsierenden (rhythmischen) Perfusion mit Kryopräzipitat-Plasma konserviert worden waren, einen bedeutenden Fortschritt in der Konservierung menschlicher Nieren darstellten, und es sich hierbei um das bevorzugte Konservierungsverfahren handelt. Die Nieren- Organkonservierung mit einer eisgekühlten intrazellularen Elektrolyt-Spül(Auswasch)lösung mit anschließender einfacher Kältelagerung ist mit zufriedenstellenden Ergebnissen bei der Menschennierenkonservierung bis zu 61 Stunden angewandt worden.

Serumalbumin in den verschiedenen Formen wird ausschließlich zur klinischen Organkonservierung verwendet, um den nötigen Osmotischen Druck zu erzeugen. Bei diesen Formen handelt es sich um Kryopräzipitat-Plasma, eine Plasma-Proteinfraktion, menschliches Serumalbumin und mit Silicagel behandeltes Plasma. Da diese Perfusionsmittel jedoch von natürlichen Materialien abgeleitet sind, sind Schwankungen unvermeidlich. Es wäre ganz besonders vorteilhaft, wenn ein Perfusionsmittel zur Verfügung stünde, das ein synthetisches Kolloid enthielte.

In der Vergangenheit sind eine große Zahl von synthetischen Kolloidmaterialien experimentell auf ihre Wirksamkeit bei der Nierenkonservierung untersucht worden. Bei diesen Kolloiden handelt es sich um Dextrane, Polyvinylpyrrolidin, Pluronics, Hydroxyethyl-Stärke (HES), Ficoll, Gummi arabicum und Polyethylenglykol. Keines hiervon war so wirksam wie Serumalbumin. HES war jedoch für eine 24- und in manchen Fällen 72stündige Konservierung wirksam. Diese kolloiden Stoffe wurden alle in Perfusationsmitteln auf Salzbasis untersucht.

Kürzlich wurde eine ausgezeichnete 72stündige Konservierung von Hundenieren beobachtet bei Anwendung eines Perfusionsmittels, das Gluconat- Anionen anstelle von Chlorid mit menschlichem Serumalbumin (HSA) zur kolloiden osmotischen Unterstützung enthielt.

In den späten 1960ern zeigten zwei wichtige Studien, daß Nieren sicher über 30 Stunden durch Kältelagerung (1) und bis zu 72 Stunden bei Dauerperfusion (2) sicher konserviert werden konnten. Diese beiden Studien veränderten die klinische Transplantation von Leichennieren von einer Notprozedur zu einem Halb- Auswahlverfahren. Die Collins-Lösung oder die modifizierte Eurocollins-Lösung wird von den meisten Transplantationszentren bevorzugt, welche Nieren durch Kältelagerung konservieren.

Die Einführung von Cyclosporin für die Immunosuppression während der 1980er wiederbelebten das Interesse an der Transplantation anderer Organe, insbesondere der Leber, der Pankreas, des Herzens, der Lunge und Herz-Lungen. Die für Nieren erfolgreichen Konservierungsverfahren haben sich jedoch bei anderen Organen als nicht erfolgreich erwiesen. Folglich wird die klinische Konservierung von Herz, Leber und Pankreas auf einem Minimum gehalten, nicht länger als 6 bis 10 Stunden. Die Transplantation dieser Organe ist vom Umfang her sehr viel komplexer als die Übertragung von Nieren, so daß die Operationen ständig während der Nacht durchgeführt werden müssen, wenn die Operationsräume in den Spenderkrankenhäusern zur Verfügung stehen. Kurze Konservierungszeiten für Herz und Leber machen auch zwei Operationsteams erforderlich, eines für den Spender und das andere für den Empfänger. Die Erstreckung der Konservierungszeit für diese Organe auf 30 Stunden würde auf ihre Transplantation die selbe Auswirkung haben wie auf die Nierentransplantation, nämlich als Vergrößerung der Organ- Verfügbarkeit, Verringerung des Organ-Verlusts, Verbesserung der Organ-Verteilung und Kostenverringerung.

Der Erfindung liegt hiernach die Aufgabe zugrunde, eine Konservierungs- und Lagerlösung zur Verfügung zu stellen, die für alle Spenderorgane und sowohl für die in situ Organkühlung beim Spender als auch für die Kältelagerung nach Entnahme des Organs geeignet ist. Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der von J.A. Wahlberg u. a., in Cryobiology, 23 (1986), Seiten 447 bis 482 beschriebenen Konservierungs- und Lagerlösung für Organtransplantate aus, die Lactobionat und Hydroxyethylstärke enthalten. In dieser Publikation befinden sich keine Angaben zum Molekulargewicht der verwendeten Hydroxyethylstärke.

Aus der DE 29 08 436 A1 ist ein kolloidales Gefrierschutzmittel für Blutzellen und Organzellen bekannt, das Hydroxyethylstärke enthält. Hierbei wird für die verwendete Hydroxyethylstärke ein Molekulargewicht im Bereich von 30 000 bis 700 000 in Betracht gezogen.

Zur Lösung der vorstehend angegebenen Erfindungsaufgabe wird eine Zusammensetzung für die Konservierung und Lagerung eines für die Implantation in einen Patienten bestimmten Organs mit einem Gehalt an Lactobionat und einer Hydroxyethylstärke vorgeschlagen, welche die im Anspruch 1 angegebenen Kennzeichnungsmerkmale aufweist. Eine solche Zusammensetzung ermöglicht eine 72stündige Konservierung der Bauchspeicheldrüse, 48stündige Lagerung der Niere und wenigstens 24stündige Konservierung der Leber.

Obgleich die Perfusionsmittel auf der Basis von Serumalbumin (HSH) die Lebensfähigkeit der Niere bis zu 3 Tagen aufrechterhalten, werden die Nieren geschädigt, was sich durch die erhöhten Serumkreatinin-Werte nach der Transplantation und die für deren Rückführung auf die Normalwerte benötigte Zeit anzeigt.

Vor der Erfindung standen akzeptable Verfahren für die Renalpräservierung nicht zur Verfügung. Solche, die sich als klinisch wirksam erwiesen haben sind auf Kurzzeit-Lagerung (3 Tage) beschränkt und sie verringern die Lebensfähigkeit beträchtlich. Die vorliegende Erfindung beschreibt die biochemische Zusammensetzung eines Perfusats und einer Aufbewahrungslösung, die hervorragend geeignet ist für hypothermisch konservierte Organe und ein neues synthetisches kolloidales Osmoseagens, das eine bedeutend verbesserte Langzeit-Konservierung ermöglicht.

Gefrierung und kontinuierliche aerobe Perfusion stellen theoretisch die einzigen Mittel dar, um eine wirklich langzeitige Konservierung (von einem Monat bis Jahren) zu erreichen. Einfache Kältelagerung hat eine spezifische Zeitgrenze, jenseits derer das Organ nicht länger lebensfähig ist. Die Hypothermie verringert die Geschwindigkeit, mit der intrazellulare Enzyme wesentliche Zellbestandteile abbauen, die für die Organ-Lebensfähigkeit notwendig sind. Es hat sich herausgestellt, daß die einfache Kühlung von ischämischen Nieren mit kaltem Blut die Funktion über 12 Stunden aufrechterhielt. Collins (Lancet 1969; 2:1219-1222) zeigte, daß die Verwendung einer geeigneten Durchspüllösung die Lagerzeit für Nieren um einen Faktor 3 (bis 30 Stunden) verbesserte. Daß diese Lösung bei der Konservierung anderer Organe wie Pankreas, Leber und Herz versagte, kann auf organspezifische metabolische Unterschiede zurückzuführen sein.

Für ihre Eignung und Wirksamkeit sollte die Durchspül(flush- out)lösung eine Zusammensetzung aufweisen, welche die hypothermisch verursachte Zellausdehnung minimiert, die Expansion des extrazellulären Raumes während der Durchspülperiode vermeidet, eine Schädigung durch sauerstofffreie Radikale, insbesondere während der Reperfusion verhütet und Substrate für die Regenerierung energiereicher Phosphatverbindungen während der Reperfusion zur Verfügung stellt.

Die hypothermisch induzierte Zellausweitung wird durch die Anreicherung von Wasser verursacht. Dieser Tendenz zur Ausweitung kann durch die Zugabe von 110 bis 140 mmol (110 bis 140 mOsm/kg Osmotikkraft) an Substanzen entgegengewirkt werden, die für die Zelle undurchlässig sind (Impermeanten). Diese Konzentration der Impermeanten entspricht in etwa der Glucosekonzentration in der Collins Kaltlagerungslösung (120 mM) und der Impermeanten in anderen Kaltlagerungslösungen. Folglich handelt es sich bei der geeigneten Konzentration an einem effektiven Impermeanten um eine Schlüsselkomponente einer erfolgreich einsetzbaren Kaltlagerungslösung.

Eine effektive kalte Durchspülungslösung muß die Ausdehnung des extrazellularen Raumes verhindern, die während der in situ Durchspülung des Spenderorgans und des hiernach entnommenen Organs stattfinden kann. Durch eine solche Expansion kann das Kapillarsystem komprimiert werden, so daß die Durchspülungslösung nur kärglich in dem Gewebe verteilt wird. Die meisten Kaltlagerungslösungen enthalten keine Substanzen für eine osmotische Unterstützung (Albumin oder andere Kolloide). Deshalb diffundieren die Komponenten der Durchspülungslösung schnell in extrazellulare Räume und verursachen ein Gewebeödem. Demnach sollte eine in situ Durchspülungs(flush-out)lösung Substanzen enthalten, welche einen kolloidalen osmotischen Druck herbeiführen und den freien Austausch von wesentlichen Bestandteilen der Durchspülungslösung gestatten, ohne daß sich der extrazellulare Raum ausweitet.

Es existieren wichtige Unterschiede im Metabolismus der Niere, Leber und Bauchspeicheldrüse. Diese Unterschiede sind von Einfluß darauf, wie gut diese Organe konserviert werden können. Die Unterdrückung der Zellausweitung macht die Anwendung eines wirksamen Impermeanten erforderlich. Glucose, der Hauptimpermeant bei der Collins-Lösung, ist für die Leber und Bauchspeicheldrüse nicht effektiv und dringt leicht in die Zellen ein (Southard, et al., Cryobiology 1986; 23:477-482). Mannitol, ein anderer allgemein eingesetzter Impermeant, ist etwa so permeabel wie Glucose in der Leber. Ein Grund dafür, warum Kaltlagerungslösungen auf der Basis von Glucose oder Mannitol für die Leber und Bauchspeicheldrüse nicht effektiv sind besteht also darin, daß diese Lösungen keine wirksamen Impermeanten enthalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Lösung für die Konservierung der Organe das Lactobionatanion und vorzugsweise Raffinose als Impermeanten für die Zelle; vorzugsweise besitzt sie eine Lösungsosmolarität von etwa 320 Mosm/L, K⁺ von 120 mM und Na⁺ von 30 mM. Das erfindungsgemäß bevorzugte Kolloid ist eine modifizierte Hydroxyethyl-Stärke mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 150 000 bis 350 000, insbesondere von 200 000 bis 300 000 Daltons und einem Substitutionsgrad von 0.4 bis 0.7; sie ist im wesentlichen frei von Anteilen mit einem Molekulargewicht von unter 50 000 Daltons.

Entsprechend der Erfindung wird die Hydroxyethyl-Stärke gegen destilliertes-deionisiertes Wasser dialysiert oder in anderer Weise behandelt, um verschiedene Kontaminanten zu entfernen, von denen vorher nicht bekannt war, daß sie für die Wirksamkeit der Hydroxyethyl-Stärke-Zubereitungen schädlich sind. Bei den Stoffen, welche durch die Dialyse entfernt werden, handelt es sich um die allerkleinsten Hydroxyethyl-Stärke-Bestandteile einschließlich Ethylenglycol und Ethylen-Chlorhydrin als Nebenprodukte der Hydroxyethylierung als auch um Restaceton und Natriumchlorid. Ethylenglycol und Ethylen-Chlorhydrin sind bekanntlich toxisch. Deshalb ist ihre Entfernung, selbst wenn sie in kleinen Mengen vorliegen, wünschenswert.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für eine erfolgreiche Kaltlagerung ist die Vermeidung einer intrazellularen Azidose.

Ischämie, selbst in der Kälte, stimuliert die Glycolyse und Glycogenolyse (Pasteureffekt); sie erhöht auch die Erzeugung von Milchsäure und die Konzentration von Wasserstoffionen. Gewebeazidose ist für Zellen außerordentlich schädlich und kann eine lysosomale Instabilität verursachen, lysosomale Enzyme aktivieren und die mitochondriellen Eigenschaften verändern. Die Verhütung einer intrazellularen Azidose stellt deshalb ein wichtiges Erfordernis für eine gute Konservierung dar. Einige Untersuchungen zeigten, daß die wirksame Abpufferung der Kaltlagerungslösungen oder die Verwendung von Durchspülungslösungen mit einem alkalischen pH die Lagerung von Lebern (Lie, TS et al., Transplant Proc. 1984, 16:134-137) und Bauchspeicheldrüsen (Abstract, Am. Soc. of Transplant Surgeons 13th Annual Meeting, 28.-29. Mai 1987) verbessert. Die gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugte Zusammensetzung besitzt einen pH von etwa 7.4.

Ein anderer wichtiger Aspekt für eine effektive Kaltlagerung ist die von sauerstofffreien Radikalen ausgehende Schädigung während der Reperfusion, wobei allerdings die exakte Rolle dieser Agenzien noch unklar ist. Es wird angenommen, daß sauerstofffreie Radikale für menschliche Lebern und Nieren geringe Bedeutung haben, weil endogene Xanthin-Oxidase eine verhältnismäßig geringe Aktivität besitzt im Vergleich mit der hohen endogenen Aktivität von Superoxid-Dismutase, für welche Superoxid-Anionen eine Nahrungsquelle darstellt. Demgegenüber stellt die von sauerstofffreien Radikalen ausgehende Schädigung bei Lungen und Intestina, die gegenüber einer solchen Schädigung empfindlich sind, einen wichtigen Faktor dar, weshalb die Zusammensetzung vorzugsweise Glutathion enthält.

Ein anderer wichtiger Aspekt ist der Energie-Metabolismus. Adenosintriphosphat (ATP) baut während der hypothermischen Lagerung sehr schnell ab, wobei dieser Abbau zur Bildung von Endprodukten (Adenosin, Inosin, Hypoxanthin) führt, für welche die Plasmamembran sehr permeabel ist. Die Organreperfusion macht die schnelle Regeneration der Na-Pumpaktivität erforderlich, wofür ATP notwendig ist. Das Vorhandensein von ATP-Precursoren ist deshalb für eine erfolgreiche Organkonservierung wichtig. Dementsprechend enthält die Zusammensetzung vorzugsweise Adenosin.

Die Hydroxyethyl-Stärke liegt typischerweise in einer Menge von 3 bis 8 Gew.% vor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Konservierungslösung und Perfusionszusammensetzung die folgenden Bestandteile, vorzugsweise annähernd in den angegebenen Mengen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.

Substanz
Menge in 1 Liter
K⁺-Lactobionat
100 mmol
KH₂PO₄	25 mmol
MgSO₄	5 mmol
Raffinose	30 mmol
Adenosin	5 mmol
Glutathion	3 mmol
Insulin	100 U
Bactrim	0,5 mL
Dexamethason	8 mg
Allopurinol	1 mM
Hydroxyethyl-Stärke mit einem Molekulargewicht von 200 000 bis 300 000 Daltons und einem Substitutionsgrad von 0,4 bis 0,7	50 g

Die Lösung wird mit NaOH auf einen pH 7.4 bei Raumtemperatur gebracht. Die Endkonzentrationen sind Na⁺=30± 5 mM, K⁺=120+5 mM, mOsm/Liter=320 ± 5. Bactrim = Trimethoprim (16 mg/mL) und Sulfamethoxazol (80 mg/mL).

Eine andere bevorzugte Zusammensetzung ist die folgende:

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine verlängerte klinische Organkonservierungszeit, wobei die Verwendung eines synthetischen Kolloids Abweichungen minimiert, welche bei Perfusaten auftreten, die aus natürlich abgeleiteten Materialien hergestellt sind.

Mit den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung weiter veranschaulicht.

Beispiel 1 Herstellung von Hydroxyethyl-Stärke

100 g Hydroxyethyl-Stärke werden in destilliertem-deionisiertem Wasser aufgelöst, um eine 10gew.%ige Lösung zu erhalten. Die HES Lösung wird in Dialysetaschen eingebracht (34 mm×45,7 cm) mit einem molekularen Ausschlußbereich von 50000 Daltons eingesetzt in einen 10 bis 15 Liter Behälter mit destilliertem-deionisiertem Wasser, und während 72 Stunden gerührt. Das Wasser wurde täglich ausgetauscht und die HES gesammelt und durch Gefrieren bis zur Verwendung bei -20°C gehalten, sie wies ein Molekulargewicht von 200 000 bis 300 000 Daltons und einen Substititutionsgrad von etwa 0.4 bis 0.5 auf.

Beispiel 2 72stündige Konservierung von Hundepankreas

Weibliche Hundebastarde mit einem Gewicht von 15-25 kg wurden für das Experiment verwendet.

Operationsprozedur. Die Anästhesie wurde mit Pentatol eingeleitet und mit Halothan aufrechterhalten. Durch einen über die Mittellinie laufenden Einschnitt wurde das linke Segment (Ende) der Pankreas wie früher beschrieben entnommen. Das Organ mit der anhängenden Milz wurde auf die Iliumgefäße transplantiert, entweder unmittelbar nach der Durchspülung (flush-out) (zur Kontrolle) oder nach 48- und 72stündiger Kaltlagerung. Der pankreatische Kanal wurde offengelassen, so daß die pankreatischen Säfte frei in die Abdomenhöhlung abfließen konnten. Es wurden keine Antikoagulantien verwendet. Das rechte Segment der Pankreas wurde zum Zeitpunkt der Transplantation entfernt.

Experimentelles Protokoll. Sämtliche Hunde erhielten 0.5 g Mandol I.V vor der Organentnahme und während der ersten drei Posttransplantationstage. Die Hunde wurden mit einer Standardhundefutter-Diät gefüttert, die Viokase enthielt. Die Tiere wurden in drei Gruppen eingeteilt. Gruppe 1 (Kontrolle): Nach der Entnahme und dem Auswaschen wurden die Organe sofort transplantiert; Gruppe 2 (48stündige Kaltlagerung CS) Gruppe 3 (72stündige Kaltlagerung CS). Die Blutglucose-Konzentration wurde täglich während der ersten Posttransplantationswoche bestimmt und danach zweiwöchentlich.

Der intravenöse Glucose-Toleranztest (IVGTT) wurde während 24 Stunden, 2 Wochen und 4 Wochen nach der Transplantation durchgeführt. Die Organtransplantate wurden nach 4 Wochen entfernt und 2 bis 3 Tage später wurde der IVGTT vorgenommen. Für den IVGTT wurde Glucose (0.5 g/kg Körpergewicht) injiziert und die Blutglucose nach 1, 5, 10, 20, 30, 60, 90 und 120 Minuten bestimmt. Der K-Wert wurde aus der Blutglucosekonzentration errechnet, die aus den Messungen (9) zwischen 5 bis 60 Minuten erhalten wurden. Die Glucosewerte größer als 150 mg% während mehr als 2 Tagen und ein K-Wert unterhalb 1.0 wurden als Hinweis auf Diabetes angesehen.

Konservierung. Die Zusammensetzung der Konservierungslösung ist in Tabelle 1 angegeben. Nach der Entfernung wurde das Pankreas mit annähernd 250-300 mL Durchspülungslösung aus einer Höhe von 60 cm durchspült. Das Organtransplantat wurde in eine doppelte Plastiktasche gebracht, mit der Konservierungslösung überdeckt und in ein Eiswasserbad gestellt.

Statistik. Die statistische Auswertung erfolgte unter Verwendung des Student's T Tests. Die angegebenen Werte sind Mittel±SEM.

Ergebnisse

Alle Organtransplantate wurden unmittelbar nach der Transplantation gut perfusioniert. Bei den konservierten Transplantaten entwickelten sich nach 5-10 minütiger Reperfusion graduell unterschiedliche intralobulare Ödeme. In allen Fällen wurde die Milz gut perfusioniert. Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, starben fünf Hunde; drei aus der Kontrollgruppe und zwei aus der Gruppe 3 (72stündige Konservierung). Die Gründe für den Tod standen in keiner Beziehung zu dem Transplantat; alle Hunde starben mit funktionierendem Organtransplantat.

Zum Zeitpunkt der Pankreastektomie zeigten alle transplantierten Organe (sogar aus der Kontrollgruppe) unterschiedliche Anzeichen einer Fibrose, so auch die Milz. Arterielle und venöse Thrombosen traten bei keinem der Organe in Erscheinung.

In der Tabelle 2 sind für jedes Tier die Posttransplantations- Blutglucosewerte und die Ergebnisse von IVGTT angegeben. Die Tabelle 2 enthält auch die Mittelwerte (± SEM) für jede der untersuchten Gruppen. Der Durchschnitts-Blutglucosewert während der ersten Posttransplantationswoche lag am höchsten bei der Gruppe 3 (124±6 mg%) wobei dieser Wert deutlich verschieden war (P<0.05) beim Vergleich mit den Werten für die Gruppe 1 (94±7 mg%) und der Gruppe 2 (107± mg%). Der mittlere K-Wert am Tag 1 lag ebenfalls bedeutend niedriger (P<0.05) bei der Gruppe 3 (185 ± 0.15%) im Vergleich mit der Gruppe 1 (2.44± 0.14%) und Gruppe 2 (2.53±0.22%). Bei der Gruppe 3 waren die K-Werte, die an den Tagen 14 (1.7±0.1%) und 28 (1.61±0.19%) ermittelt worden, ähnlich dem K-Wert am Tag 1 (P=NS). Bei den Gruppen 1 und 2 nahmen die K-Werte ab und zwei Wochen nach der Transplantation ergaben sich keine bedeutenden Unterschiede zwischen den drei Gruppen. Nach der vierten Woche war der K-Wert für die Gruppe 3 besser als derjenige für die Gruppe 2, jedoch etwas niedriger im Vergleich mit der Kontrollgruppe (eine statistische Bedeutung konnte wegen der kleinen Anzahl in der Gruppe 1 nicht ermittelt werden).

Tabelle 2

Posttransplantations-Pankreasfunktion nach Konservierung

Alle Hunde wurden hyperglycämisch (Blutglucose oberhalb 200 mg%) nach der Entfernung des Pankreas, was anzeigte, daß das transplantierte Organ für die Glucose-Homeostasie allein verantwortlich war. Vier Tiere aus der Gruppe 3 wurden während des langzeitigen Überlebens beobachtet. Ein Hund starb 7 Wochen nach der Transplantation an Pneumonie, blieb jedoch normal-glycämisch. Zwei Tiere wurden nach 3 und 4 Monaten getötet, ein Hund wurde während 6 Monaten gehalten. Keines zeigte Anzeichen von Diabetes und alle waren normal glycämisch.

Beispiel 3 24stündige Leberkonservierung

Die klinische Leberkonservierung ist auf etwa 6 bis 10 Stunden begrenzt. Eine Erstreckung auf 24 Stunden oder darüber könnte eine bedeutende Auswirkung auf die Lebertransplantation haben. Eine isolierte, perfusionierte Kaninchenleber wurde verwendet, um die Qualität der Konservierung nach der Kühllagerung in Collins Lösung, Cambridge Plasma-Protein-Fraktion (PPF), Marshalls Lösung und der erfindungsgemäßen Lösung (Tabelle 1) zu beurteilen. Die Bilirubin-Erzeugung (bile) während der normal-thermischen Perfusion von kühl gelagerten Lebern stellte den nützlichsten Parameter für die Lebensfähigkeit dar; die Geschwindigkeit der Bilirubin-Erzeugung (bile) (mL/100 gm/h ± SD) bei der Kontrolle vs. 24stündiger Kühllagerung von Kaninchenlebern ist in der Tabelle angegeben.

Die beschriebene Konservierungslösung gemäß der Erfindung war den anderen Kalt-Lagerungslösungen überlegen hinsichtlich der Bilirubinerzeugung nach 24stündiger Kühllagerung (2.4°C) und normalthermischer Reperfusion.

Der beste Test für eine erfolgreiche Leberkonservierung ist das Transplantationsmodell (transplantation model). Die Konservierungslösung wurde deshalb an einem orthotopischen Hundeleber-Transplantatmodell getestet. Nach einfacher Durchströmungsperfusion mit der Lösung wurden drei Hundelebern nacheinander während 24-26 Stunden gelagert. Die Transplantation wurde unter Anwendung einer kombinierten "Manschetten"- und Nähtechnik durchgeführt.

Sämtliche Lebern nahmen sofort ein zufriedenstellendes Aussehen an und alle drei Hunde wachten prompt auf und standen innerhalb von 4 Stunden nach Ende der Prozedur auf ihren Beinen.

Die Blutplättchenzahl war 6 Stunden nach der Operation normal. Die Bilirubin- und Enzymwerte nach 6 Stunden und den folgenden 7 Tagen sind in der Tabelle (Mittel ± SD) angegeben und zeigen eine schnelle Wiederaufnahme der normalen Leberfunktion. Ein Hund starb am Tag 5 nach der Operation infolge einer Intussusception.

Beispiel 4 Nierenkonservierung

Die beschriebene Kaltlagerungs(CS)lösung wurde für eine Nierenkonservierung und auf ihre Wirkung auf die Renalfunktion nach der Reperfusion untersucht: 1) an dem isolierten perfusionierten Hundenieren-Modell (model) (IPK); und 2) bei dem hundeautotransplantierten Modell (model).

1) Hundenieren wurden entweder während 48 Stunden in Eurocollings (ES) oder der beschriebenen Kalt-Lagerungslösung (CS) aufbewahrt. Die Nierenfunktion wurde während der Reperfusion mit dem IPK- Modell untersucht, unter Verwendung einer oxigeniertes, modifiziertes Albumin enthaltenden Krebs-Henseleit-Lösung bei 37°C während einer Dauer von 90 Minuten. Harnproben wurden alle 10 Minuten gesammelt und analysiert. Die Werte für GFR (Creatinin- Freigabe), Harn/Plasma-Protein (U/P) und die fraktionierte Natriumreabsorption (% Na) wurden errechnet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 als Mittel mit den Standardabweichungen in Klammern angegeben.
Beide kühl gelagerte Nierengruppen hatten zum Zeitpunkt der Reperfusion in der Renalfunktion nachgelassen (verglichen mit den Kontrollnieren). Im Gegensatz zu EC-gelagerte Nieren verbesserte sich bei in einer Kälte-Lagerlösung (CS) aufbewahrten Nieren der GFR-Wert und die Natriumreabsorption signifikant während IPK. Diese Funktionsverbesserung legt die Annahme nahe, daß die in CS konservierten Nieren in der Lage sind, eine ischämische Schädigung sehr viel schneller zu verwinden als in EC aufbewahrte Nieren.
2) Acht während 48 Stunden in CS konservierte Hundenieren wurden nacheinander autotransplantiert. Drei Tiere starben infolge von technischen Komplikationen (arterieller Thrombose, Intussusception). Die Werte für das Posttransplantations- Serumcreatinin (Mittel ± SD) der fünf überlebenden Tiere sind in der Tabelle 4 angegeben.
Die Untersuchung zeigt die gute Präservation der Renalfunktion während 48 Stunden der Kaltlagerung mit der CS-Lösung. Diese Lösung ist folglich in der Lage, Nieren, Pankreas und Leber zu konservieren und kann entweder für eine einfache Kaltlagerung oder Dauerperfusion eingesetzt werden.

Tabelle 3

Tabelle 4

Claims

1. Zusammensetzung für die Konservierung und Lagerung eines für die Implantation in einen Patienten bestimmten Organs, mit einem Gehalt an Lactobionat und einer Hydroxyethylstärke, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Hydroxyethylstärke mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 150 000 bis 350 000 Daltons, die von Anteilen mit einem Molekulargewicht von unterhalb 50 000 Daltons sowie von Ethylenglykol, Ethylenchlorhydrin, Natriumchlorid und Aceton im wesentlichen frei ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lösung mit einer Osmolarität von etwa 320 mOsm/Liter.

3. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke ein durchschnittliches Molekulargewicht von 200 000 bis 300 000 Daltons und einen Substitutionsgrad von 0.4 bis 0.7 aufweist.

4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Elektrolyten für die Aufrechterhaltung der Zellebensfähigkeit und ein Arzneimittel für die Reduzierung einer Infektion enthält.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Kaliumdihydrogenphosphat und/oder Calciumchlorid, und/oder Dexamethason und/oder Penicillin enthält.

6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche Komponenten aus der Gruppe Raffinose, Glutathion, Glukonat, Adenosin, Glukose, Insulin, Allopurinol enthält.

7. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxyethyl-Stärke in einer Menge von 3 bis 8 Gew.% vorliegt.

8. Verfahren zur Konservierung eines für die Implantation in einen Patienten bestimmten Organs, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ in eine Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingelegt wird.