장기 이식 수술과 관련하여 의사는 시계와 경쟁하고 있으며 시간은 그 편이 아닙니다.
임상의 팀은 먼저 장기를 기증자로부터 제거해야합니다. 의사는 비행기로 몇 시간 떨어져있을 수있는 수령인에게 운송하기 위해 수확 된 장기를 준비합니다. 장기가 목적지에 도달하면 이식 수술이 시작될 수 있습니다. 다시 한번, 외과의는 환자의 안전과 장기의 생존력을 보장하기 위해 신속하게 노력해야합니다.
이 설명은 장기 이식 수술을 TV 드라마처럼 들리게하고 의료진은 신체 부위로 포장 된 쿨러를 운반하는 병원 복도를 통해 질주합니다. 그러나 서두르는 것은 TV 쇼보다 훨씬 중요한 질문을 제기합니다. 장기는 신체 밖에서 얼마나 오래 지속될 수 있고 이식에 적합 할 수 있습니까?
장기에 따라 다릅니다. 현재 시간 기간은 4 시간에서 36 시간 사이입니다. 그러나 언젠가 의사들은 몇 주 동안 장기를 유지할 수 있기를 희망합니다.
얼음 장기
UNOS (United Network for Organ Sharing)에 따르면 2018 년 미국에서만 36,500 개 이상의 장기 이식이 이루어졌다. 지금까지 신장은 가장 일반적으로 이식 된 장기였으며 작년에 21,000 개 이상의 이식이 이루어졌습니다. 다음으로 가장 일반적으로 이식되는 장기는 간, 심장 및 폐 순으로 췌장, 내장 및 다기관 이식이었습니다.
Journal of International Medical Research의 2019 보고서에 따르면 대부분의 장기는 수확 후 "정적 냉장 보관"에 배치됩니다. 이는 장기가 얼음으로 가득 찬 냉각기에 보관됨을 의미합니다.
토론토 대학의 의학 연구소 장인 Mingyao Liu 박사는“냉장 보존에 대한 최초의 아이디어는 냉장고에 음식을 넣을 때와 매우 흡사합니다.
Liu는 라이브 보관소에 장기를 냉장 보관하기 전에 먼저 "보존 솔루션"으로 조직을 씻어내어 극심한 추위로 인한 장기 손상을 방지한다고 Liu는 말했다.
체온에서, 세포는 세포 내에서 저농도의 나트륨 및 고농도의 칼륨을 유지하기 위해 막 내부 및 외부로 화학 물질을 펌핑한다. 그러나 차가운 세포는 효율적으로 펌핑 할 수 없습니다. 화학 물질은 막을 가로 질러 누출되며, 시간이 지남에 따라 누출 된 세포는 과도한 액체로 팽창하여 심각한 손상을 입습니다. 보존 솔루션은 나트륨 및 칼륨 수준을 확인하여이 손상을 지연시킵니다. Liu는 이러한 용액은 세포를 유지하고 염증을 억제하기 위해 영양소와 항산화 제를 함유 할 수 있다고 말했다. 보존 용액은 얼음 및 냉각기와 함께 수확 후 몇 시간 동안 장기를 생존 할 수 있습니다.
화씨 32도에서 39도 사이의 온도 (0 ~ 4도)에서 세포 대사는 정상 속도의 약 5 %로 떨어 지므로 조직은 에너지 저장을 통해 훨씬 더 천천히 연소하며 활동을 유지하기 위해 적은 산소를 필요로합니다. 이로 인해 장기를 식히면 산소 부족으로 인해 조직이 손상되거나 기능 장애가되는 상태 인 허혈 발병이 지연됩니다.
Yale Journal of Biology and Medicine의 2018 년 보고서에 따르면 얼음에 장기를두면 세포의 제한된 에너지 저장소가 확장되어 유해한 대사 산물이 장기 조직을 쌓고 분해하는 것을 방지합니다.
뉴욕 맨해 셋 노스 쇼어 대학교 병원의 심장 이식 수술 책임자 인 브라이언 리마 (Brian Lima) 박사는 일반적으로 이식 된 장기 중에서 심장이 더 시원하게 보관 될 때 가장 빨리 생존력을 잃게된다고 말했다. 이상적으로, 심장을 4-6 시간 이상 정적 냉장 보관에 두지 말아야한다고 그는 말했다. 4 시간이 지나면 심장 세포 기능이 실패하기 시작하고 수령자가 장기를 오작동 할 가능성이 극적으로 높아집니다. 리마는 1 차 이식 기능 장애로 알려진 이식 기관 장애는 고형 장기 이식과 관련된 "가장 두려운 합병증"이라고 말했다.
리마는 "마음은 ... 혈류 부족에 가장 민감하다"고 말했다. 반면에 신장은 매우 탄력적입니다.” 수확 된 신장은 다른 4 대 장기 이식 기관보다 더 긴 냉장 보관에서 24 ~ 36 시간 동안 생존 할 수 있습니다. 보스턴의 메사추세츠 종합 병원 이식 담당 책임자 제임스 마크 만 박사에 따르면 폐는 6 ~ 8 시간 동안 생존 할 수 있으며 간은 약 12 시간 동안 냉장 보관할 수 있다고한다.
다른 방법
Liu의 2018 년 보고서에 따르면 얼음 냉각기 방법은 기술은 낮지 만 "장기 보존 및 운반을위한 간단하고 효과적인 방법"을 제공하며 1960 년대부터 널리 사용되었습니다. 그러나이 기술에는 단점이 없습니다. Liu는 냉장 보관 기관이 몇 시간 안에 생존력을 잃을뿐만 아니라 냉장 기관의 품질을 평가할 방법이 없다고 Liu는 말했다.
기본적으로, 객관적인 테스트를 통해 임상의에게 해당 장기가 거친 냉각기에 앉아 세포 대사가 느리게 진행될 때 장기가 여전히 작동하는지 알 수 없습니다. 그러나 저온 저장에 대한 한 가지 대안은 의사가 장기를 이식하기 전에 장기를 점검 할 수있게 해주 며이 옵션이 곧 더 일반화 될 것이라고 전문가들은 Live Science에 말했다.
Yale 저널의 2018 보고서에 따르면, 관류로 알려진이 대체 보존 방법은 수확 된 장기를 기관의 조직을 통해 산소 및 영양이 풍부한 액체를 펌핑하는 기계에 연결하는 것을 포함합니다. . 기관이 에너지를 대사하고 폐기물을 생산함에 따라 기계에 꽂으면 설탕 저장소가 보충되고 독성 대사 산물이 제거됩니다.
외과 의사가 장기를 수확하기 전에 기증자의 심장이 일정 기간 동안 조직에 산소 피를 펌핑하는 것을 중단하여 손상을 유발합니다. 관류 기계에 기관을 배치하면 조직이 회복 할 수있는 기회를 줄 수 있다고 Markmann은 말했다. 또한, 임상의는 시스템에서 순환하는 대사 산물 락 테이트의 수준을 모니터링함으로써 장기를 체크인 할 수 있다고 그는 말했다. 세포는 정상적인 대사 기능을하는 동안 젖산을 사용하므로 장기가 잘 작동하면 시간이 지남에 따라 젖산을 제거해야한다고 Markmann은 말했다.
"유당은 몸을 통한 최고의 대사 관류 측정법이지만, 이식하기 전에 냉동 된 기관을 눈으로 볼 때와 비교할 때 여전히 우수한 척도로 작용한다"고 리마는 덧붙였다. 기관에 따라 의사는 간에서 담즙 생성과 같은 다른 측정으로 조직의 건강을 평가할 수도 있습니다.
관류는 장기를 더 오래 건강하게 유지할 수 있습니까?
일부 관류 시스템은 여전히 보존 과정의 일환으로 장기를 식힐 것을 요구하지만, 지난 20 년 동안 몇몇 연구 그룹은 장기를 따뜻하게 유지하고 따뜻한 혈액으로 조직을 침수하기로했습니다. 68 ~ 92F (20 ~ 33C)의 온도에서 고립 된 장기는 인체에서와 같이 기능합니다. 콜드 및 웜 관류 시스템은 현재 호주와 영국에서 널리 사용되지만 이러한 장치의 대부분은 미국의 임상 시험에 남아 있습니다.
그러나 미국의 한 관류 시스템은 12 월에 최초의 심장 이식의 일환으로 헤드 라인을 만들었습니다. 노스 캐롤라이나 더럼에 위치한 듀크 대학 의료 센터의 의사들은 환자의 심장 박동이 중단 된 후 환자의 심장을 제거했습니다. 그런 다음 그들은 따뜻한 관류 시스템을 사용하여 장기를 본질적으로 "재평가"했다고 CNN은보고했다. 일반적으로, 허혈로 인한 광범위한 손상을 피하기 위해 기관이 뛰기 전에 뇌사 공여자로부터 심장을 제거한다. 의사들은 이전에 미국에서 소아의 심장을 "재활용"했지만 성인 기관에서는이 시스템을 사용한 적이 없었습니다. 리마는 수년간이 시스템을 사용해 온 나라들에서 수용 가능한 심장 기증자 수는 약 30 %에서 40 %까지 증가했다고 말했다.
"그것이 미국으로 번역된다면, 우리는 큰 숫자에 대해 이야기하고있다"고 덧붙였다.
듀크 대학 외과의 조교수이자 획기적인 심장 이식을 도와 준 외과의 사인 제이콥 슈로더 박사는 CNN에 전국 시스템을 사용하면 "기증자 풀과 이식 횟수가 30 % 증가 할 수있다"고 말했다.
기증자 풀이 확장 될 수 있지만 장기 상태가 개선됩니까? 아직까지 쿨러 보관과 관류를 직접 비교 한 연구는 거의 없지만, 일관되게 관류 기관은 일반적으로 더 나은 것으로 보입니다.
예를 들어 간 관류 시스템을 표준 냉장 보관과 비교 한 한 시험에서 의사는 냉각기에서 나온 32 개에 비해 16 개의 관류 간만을 거부했으며 관류 기관은 손상이 덜한 것으로 나타났습니다. Liu는 자신이 폐 이식 수술에서 비슷한 경향을 관찰했다고 말했다. Liu와 그의 동료들은 폐를위한 "생체 외 관류 시스템"을 개발했다. 도입 전, 기증자 폐의 20 % 미만이 그의 대학 병원에 성공적으로 이식되었습니다. 2018 년 보고서에 따르면 현재이 프로그램은 "뛰어난 성과로"활동을 70 % 확대했다.
Liu는 일반적으로 폐가 4-6 시간 동안 관류 시스템에 연결되어 있지만 동물 기관을 이용한 실험적 연구에 따르면 관류 된 폐는 12-18 시간, 심지어는 최대 36 시간 동안 생존 할 수 있다고한다. 그는 언젠가 장기가 몇 주 동안 관류 될 수 있다고 덧붙였다. 장기가 시스템에 남아있을수록 임상의는 손상된 조직을 복구하는 데 더 많은 시간을 할애해야합니다. Liu와 그의 동료들은 현재 관류 된 폐에서 염증과 세포 사멸이 어떻게 억제 될 수 있는지 조사하고있다. 그러나 미래에는 아마도 관류 기계에 연결되어있는 동안 장기 나 유전자를 줄기 세포 요법으로 치료할 수있을 것이라고 그는 말했다.
그러나 현재 대부분의 기증 된 장기는 여전히 얼음이 녹는 쿨러에 수용되어있는 수혜자에게로 여행합니다. 왜?
"정말로, 장애물은 비용이다"라고 리마는 말했다. 단일 기관의 관류 시스템은 수천 달러의 비용이들 수 있으며, 이는 표준 쿨러의 가격을 능가 할 것이라고 그는 말했다. 관류를 표준 냉장 보관과 비교 한 연구가 거의 없었기 때문에 병원이 전국적으로 전환하도록 설득 할 수있는 "지구 파괴 데이터"는 존재하지 않습니다.
그러나 최근 Duke 심장 이식의 성공으로 리마는 관류가 곧 치료의 표준이 될 수 있다고 말했다.
