一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统,包括控制器、贮血器、氧气瓶、氧合器、蠕动泵、水浴箱和微量输液泵；蠕动泵包括硅胶管、第一挤压装置和第二挤压装置，第一挤压装置和第二挤压装置分别设于硅胶管旁侧，氧气瓶连接氧合器，氧合器两端分别连接供体心脏和硅胶管一端，硅胶管另一端分别连接贮血器和微量输液泵一端，贮血器内存储有灌注液，微量输液泵另一端连接有葡萄糖溶液、碳酸氢钠溶液和肾上腺素溶液；控制器分别与蠕动泵和微量输液泵连接，控制器用于控制第一挤压装置和第二挤压装置轮流挤压、松开硅胶管，第一挤压装置挤压硅胶管的方向垂直于第二挤压装置挤压硅胶管的方向。装置挤压硅胶管的方向。装置挤压硅胶管的方向。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统


[0001]本技术涉及医疗
，特别是涉及一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统。

技术介绍

[0002]心脏移植是目前治疗终末期心脏衰竭最有效的方法，但供体心脏短缺很大程度上限制了国内外心脏移植手术的开展。目前在临床上，供体心脏主要来源于脑死亡供体(Donation after brain death,DBD)，而最近5年，利用循环死亡供体(Donation after circulatory death，DCD)来源的心脏被认为是扩大供体心脏来源的重要策略。
[0003]心脏移植过程中，心脏从供体取出到移植到受体之间，往往需要经历长时间、长距离的运输，这个过程中供体心脏将持续缺血缺氧，因而对供体心脏进行充分有效的保存，减少缺血再灌注损伤，是确保移植手术成功开展的关键。低温静态保存(Static cold storage,SCS)是传统的供体心脏保存方法
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通过低温降低供体心脏的代谢水平，使其可以耐受一定时间的缺血缺氧。但是，与DBD心脏相比，DCD心脏在取出前需要经历长时间的热缺血，这期间心脏将耗竭能量储备，产生大量毒性代谢产物，导致细胞内酸中毒，也意味着DCD心脏缺乏足够的生理储备而对体外保存期间的缺血缺氧敏感，因而明显降低供体心脏的质量，在心脏移植过程中将遭受更大的缺血再灌注损伤。因此，传统的供体心脏保存方法不能满足DCD心脏对保存条件的要求，我们迫切需要一种更完善的DCD心脏的保存方法，减轻其缺血再灌注损伤，提高供体心脏质量。
[0004]机械灌注是近十年来获得广泛关注的供体心脏保存方法，可以简单分为低温机械灌注(Hypothermic machine perfusion,HMP)和常温机械灌注(Normothermic machine perfusion,NMP)。与SCS相比，机械灌注可以持续灌注离体心脏，不断提供氧气和代谢底物，减少供体心脏的缺血缺氧时间，并清除微循环中的毒性代谢产物，从而减轻缺血再灌注损伤。另外，NMP更接近生理条件，将供体心脏保存在35
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37℃下，供体心脏在此过程中可以恢复代谢活动，启动修复过程，甚至可以恢复搏动，因此可以实现在移植前客观全面地评估供体心脏的功能。更重要的是，在机械灌注保存的过程中，供体心脏可以维持低水平或完全恢复代谢活动，这意味着机械灌注提供了一个绝妙的时间窗，在此期间可以通过各种心肌保护药物、生物分子或干细胞修复DCD心脏，减轻其缺血再灌注损伤，提高供体心脏质量，改善移植后患者生存率。另外，由于机械灌注是针对离体器官的保存方法，在此过程中使用药物或干细胞治疗供体心脏更具有“靶向治疗”的效果，而不需要考虑其他组织器官的影响或药物对其他器官的影响。
[0005]目前越来越多的研究开始投入到将机械灌注与药物、干细胞治疗等相结合，应用于DCD心脏的保存与修复中。因此，在这些新的治疗方法正式应用于临床之前，基于动物DCD心脏的机械灌注模型将是这些研究的核心基础。
[0006]但是，如前面所说，DCD心脏缺乏足够的生理储备而对缺血缺氧敏感，不耐受缺血再灌注损伤，而由于常温机械灌注系统中，供体心脏将保持在生理温度而需要更高要求的
灌注条件和器官保护，因而动物DCD心脏常温机械灌注模型的建立无疑是困难重重。另外，相对于猪、猴等动物，大鼠的心脏体积小，容易受灌注压力、气体栓子等影响，操作难度大，无疑进一步提高了模型建立的难度。但是，相对于猪、猴等大型动物对资金、实验室条件等极高的要求，使用大鼠为研究对象，可以大幅度降低研究成本，可以在一般实验室实现，而且能够根据需要建立不同的基因修饰或疾病实验模型，更适合用于前期的探索研究。因此，建立大鼠供体心脏的常温机械灌注模型是非常有必要的。
[0007]目前世界上仅有几个实验室在研究当中使用了大鼠离体心脏常温机械灌注模型，但都是基于langendorff系统(一种以复方电解质溶液作为灌注液的开放式离体心脏灌注系统)进行研究。由于这种常温机械灌注模型是开放灌注系统(灌注液流经供体心脏后不再返回系统中)，所以药物、生物分子等若加入系统中，通过灌注液作用到供体心脏，将面临作用时间短或需要量大的问题。OCS(Organ care system)是目前已投入临床使用的心脏常温机械灌注系统，大体上为氧合器、加热器、离心泵和灌注管道组成的闭环系统，采用的灌注液以血液为主要成分。因此，使用langendorff系统建立的大鼠DCD心脏常温机械灌注模型，与临床实际相差较远，很可能不能真实地反映出常温机械灌注对供体心脏的保护作用，而损害研究结果的真实性、严谨性。而到目前为止，只有瑞士的一个实验室的研究是基于大鼠离体心脏常温血液机械灌注系统，但这种系统不能实时评估供体心脏功能。
[0008]现有技术的灌注系统都是通过蠕动泵将灌注液作用到供体心脏中。通常，蠕动泵以挤压装置持续挤压、松开(比如利用滚轮挤压、松开)硅胶管的方式使液体在硅胶管内流动以实现对流量的控制，因而硅胶管的回弹性能对蠕动泵流量控制的精度的影响很大。但是，硅胶管在受到长时间单向挤压后会存在应力释放不及时的现象，弹性材料形变不能及时恢复会导致硅胶管发生难以恢复的形变，如硅胶管沿挤压方向出现扁平形变，而这种形变会导致蠕动泵流量控制的精度下降。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统，硅胶管不会发生难以恢复的形变，能够有效保持蠕动泵流量控制的精度，可实现对供体心脏功能的实时评估。
[0010]为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0011]一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统，包括控制器、贮血器、氧气瓶、氧合器、蠕动泵、水浴箱和微量输液泵；蠕动泵包括硅胶管、第一挤压装置和第二挤压装置，第一挤压装置和第二挤压装置分别设于硅胶管旁侧，氧气瓶连接氧合器，用于为氧合器供氧；氧合器两端分别连接供体心脏和硅胶管一端，硅胶管另一端分别连接贮血器和微量输液泵一端，贮血器内存储有灌注液，贮血器设于水浴箱内，水浴箱用于储存热水，微量输液泵另一端连接有葡萄糖溶液、碳酸氢钠溶液和肾上腺素溶液；控制器分别与蠕动泵和微量输液泵连接，控制器用于控制第一挤压装置和第二挤压装置轮流挤压、松开硅胶管，第一挤压装置挤压硅胶管的方向垂直于第二挤压装置挤压硅胶管的方向。
[0012]进一步，水浴箱内设有温控开关、测温探头、加热器和螺旋搅拌器，温控开关分别与测温探头、加热器和控制器连接。
[0013]进一步，葡萄糖溶液和碳酸氢钠溶液的质量浓度分别为50％和5％；所述肾上腺素
溶液注入量为4.8
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‑5mg/h/kg。
[0014]进一步，还包括球囊导管和压力传感器；球囊导管连接压力传感器，用于实时评估供体心脏功能。
[0015]进一步，还包括显示器，显示器与压力传感器连接。
[0016]总的说来，本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大鼠供体心脏的常温血液机械灌注系统，其特征在于：包括控制器、贮血器、氧气瓶、氧合器、蠕动泵、水浴箱和微量输液泵；蠕动泵包括硅胶管、第一挤压装置和第二挤压装置，第一挤压装置和第二挤压装置分别设于硅胶管旁侧，氧气瓶连接氧合器，用于为氧合器供氧；氧合器两端分别连接供体心脏和硅胶管一端，硅胶管另一端分别连接贮血器和微量输液泵一端，贮血器内存储有灌注液，贮血器设于水浴箱内，水浴箱用于储存热水，微量输液泵另一端连接有葡萄糖溶液、碳酸氢钠溶液和肾上腺素溶液；控制器分别与蠕动泵和微量输液泵连接，控制器用于控制第一挤压装置和第二挤压装置轮流挤压、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉乐，周鹏宇，彭勤宝，凌霄，谢宇，
申请(专利权)人：南方医科大学南方医院，
类型：新型
国别省市：