方法論記事

継続的腎置換療法を場 外 正常性肝臓機械灌流に統合する

DOI：

10.3791/69214

⸱

2025年12月30日

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Surgery and Surgical Specializations, University of Barcelona, 2General & Digestive Surgery Service, Hospital Universitario La Paz, 3Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBERehd), 4NorrDia A.B., 5Pediatric Cardiovascular Surgery Service, Hospital Universitario La Paz, 6Donation & Transplantation Institute Foundation, 7Department of Experimental Surgery, Hospital Universitario La Paz, 8Guangdong Shunde Innovative Design Institute, 9General Hospital of Southern Theater Command of PLA, 10Department of Surgery and Surgical Specializations, Autonomous University of Madrid

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

本プロトコルは、持続的腎置換療法(CRRT)を外在 性肝臓 灌流に統合する方法を説明しており、それを灌流タンクに接続します。この構成は血行動態の安定性を支え、過剰な血管内圧の予防に寄与し、特に長時間の灌流時に組織浮腫のリスクを減らす可能性があります。

要約

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

肝臓の場外ノーマミック機械灌流(NMP)は動的な保存戦略として登場し、移植前の代謝活動の維持や移植片の評価を可能にします。しかし、長期間の灌流は代謝廃棄物の蓄積、電解質の乱れ、炎症性メディエーターの蓄積によって制限され、移植片の機能を損なう可能性があります。連続腎置換療法(CRRT)、特に持続静脈血液濾過(CVVHDF)は、長期灌流期間中の溶質クリアランスと恒常性調節を支援する潜在的な手段を提供します。

本プロトコルでは、主臓器灌流回路とは独立にろ過回路を接続することで、CVVHDFを場 外 肝NMPシステムに再現可能かつ安全に統合する方法を説明します。この構成は血行動態の安定性を支え、過剰な血管内圧を防ぎ、組織浮腫のリスクを減らす可能性があります。CRRT回路の物理的な接続、プライミング、モニタリングについて詳細に説明し、ホフマンクランプを使って生理的静脈圧をシミュレートする方法も説明しています。直接インライン回路統合と比較すると、代表的な結果は、回路外アプローチがグラフト浮腫の減少と関連しつつ、安定した回路圧力と溶質クリアランスを維持することを示唆しています。この手法は、溶質取り扱いを改善しつつ安定した灌流ダイナミクスを維持するために、他の類似の灌流装置に容易に統合できます。

概要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

場外ノーマミック機械灌流(NMP)は、臓器の代謝活動を維持し、酸素と代謝基質を生理温度1,2,3で提供することを目的とした動的保存戦略です。このような条件下では、臓器移植前に損傷の有無やその機能性を評価することが可能です。また、ex situ NMPは臓器移植および非移植目的の両方で、再調整、治療、評価のための潜在的なプラットフォームを提供します3,4。

臓器外灌流の持続時間は、灌流自体に伴うさまざまな病態生理学的過程によって条件付けられます。これまで報告された前臨床および臨床試験のほとんどの灌流は比較的短期間で行われており、標準プロトコルでは一般的に6〜24時間、実験条件5、6、7、8の条件下で数日から数週間を超える報告が報告されています。場外NMP中に発生する有害なプロセスや事象には、代謝廃棄物の蓄積、浸流電解質組成の変化、中間体や炎症性メディエーター(損傷関連分子パターン(DAMPs)などの生成、そして体液移動に関連する浮腫・体重増加などがあり、これらは移植片の生存可能性を変化させる可能性があります.そのため、体外血液浄化(EBP)方法の導入は、これら異なる製品を規制し除去する重要な手段として評価されています10。利用可能な中で最も広く使われているのは連続腎置換療法(CRRT)です。

CRRTは、腎不全患者に一般的に用いられる一連の技術で、血液をろ過し、さまざまな成分を除去することで、アシドーシスや電解質のバランスを調整し、老廃物を除去します(11,12)。これには血液透析(HD)、血液ろ過(HF)、血液透析(HDF)が含まれます13。HDは拡散を利用して尿素やβ2マイクログロブリンなどの小さな(<15 kDa)溶質を除去し、電解質の不均衡を修正するのに効果的です。しかし、HDには制限があり、より大きな毒素やタンパク質結合毒素の除去効果が低く、膜接触による免疫活動の誘導が困難です(17,18,19)。HFは対流機構を利用して、促炎症および抗炎症性のサイトカインを含むより大きな分子を除去しますが、ビタミン、微量元素、微量栄養素などの必須血漿成分も除去できます(20,21,22,23)。HDFは拡散と対流の両方のメカニズムを組み合わせ、中型毒素や炎症性メディエーターの広範な除去を実現し、炎症環境24,25,26,27,28のより効果的な調節を可能にします。

CRRTは、溶質や流体の膜間交換を促進するために、厳密に制御された勾配に依存しています。HDの場合、拡散は濃度差によって駆動されますが、HFやHDFは対流輸送を可能にするために膜を越えた圧力勾配を必要とします。これらのシステムが場 外 灌流回路に統合されると、圧力動態の制御が特に重要になります。臓器灌流システムは、適切な流量、組織の酸素供給、血管の完全性、臓器代謝機能を維持するために正確な圧力のバランスに依存しています30。CRRTシステムの追加により、圧力変化が生じ、臓器灌流回路内の繊細なバランスが変化する可能性があります。

本件では、血管ループではなく灌流リザーバーとアクセスおよびリターンラインの両方をインターフェースすることで、管外肝NMP 中に CRRTを主灌流回路とは独立して接続する実用的かつ再現性の高い戦略を説明します。直接の「回路内」統合(すなわち血管灌流回路に接続)と比較して、この回路外構成はCRRTを臓器血管から水圧的に切り離し、より安定した圧力と流量の調整を支援し、インライン構成による圧力誘発性浮腫の軽減に寄与します。この方法は、長期間の臓器灌流時に血行動態の安定性と溶質取り扱いを維持するのに役立ちます。さらに、リザーバー接続により、プライミングやフィルター交換などの運用手順が、メインNMP回路を中断することなく容易になります。このプロトコルは貯留層へのアクセスを提供する灌流プラットフォームに容易に適応でき、その原理はわずかな構成調整でCRRTモダリティ全体に適用可能です。

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プロトコル

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動物のケアおよび実験プロトコルは、マドリード自治州農業・畜産・食品部門およびマドリード自治大学動物福祉機関[OEBA]の機関および地域倫理委員会によって承認されました。すべての動物は、国際標準化機構(ISO9001:2015)が認可し、地域当局(ES280790001941)によって認可された現行の国内外の規制に従い、ラパス大学病院の実験外科サービスで収容され、手術が行われました。健康な豚のドナーから17体の肝臓を採取し、最小限の損傷モデルで実施しました。

1. 最小限の傷害モデル

  1. ドナー血液を回収するために親族 間体内 温湿血(13±5分)誘導し、その後冷性虚血(77±16分)を誘導します。
  2. 各実験では、CVVHDFを用いて以下の運用パラメータでCRRTを開始します:血流率(BFR)100 mL/min、透析液流量(DFR)250 mL/h、フィルター後に供給される代替液流量(PBP)100 mL/h。純粋な超ろ過(UF)を20 mL/hに設定し、体液の入力(例:ヘパリン、経静投与、抗生物質)と排出物(例:胆汁)を考慮し、ほぼ中性の体液バランスを目指します。
  3. ヘモフィルターは、有効表面積約0.3 m² 、分子量カットオフ約40 kDaのポリエーテルスルホン高フラックス膜を使用していることを確認してください。
  4. CRRTシステムを含む全 域外 灌流回路を抗凝固させ、未分離ヘパリン(UFH)を初回5,000 IUのボーラスとして直接灌流タンクに投与し、その後1,500 IU/hで生理食塩水で希釈して連続輸注し、凝固を防ぎ回路の開通を確保します。
  5. NMP回路は37.0±0.2°Cに保ち、注入装置内の集積熱交換器を使用します。CRRTマシンはインライン流体ウォーマーを使用し、リターンフローが37°Cでリザーバーに入るようにし、交換液や透析液による冷却を軽減してください。パーフューセート内およびCRRT内部センサーによる温度を継続的に監視してください。

2. CRRTと 場外 装置灌流システムへの物理的・機能的接続

  1. 接続点を特定しましょう。
    1. CRRT回路のアクセス(引き出し)ポイントとして機能する、灌流システムリザーバーの適切な流出口を特定してください。
    2. リターン(再注入)ポイントとして機能する適切な流入ポートを特定してください。
    3. 貯留槽の注入液と接触する無菌チューブを設置してください。まだ存在しない場合は、
      注意:アクセスポートとリターンポートの両方は理想的には、血管抵抗を妨害し、流量の安定性を損なわず、最終的に移植片を損傷しないよう、離脱口流流システムの圧力調整回路の外に置くべきです。血液貯蔵庫が接続の好ましい場所です。
  2. 接続ラインを浄化し、安全に確保しましょう。
    1. すでに設置されていない場合は、灌流システムのアクセスポートとリターンポートの両方に無菌オスのルアーロックコネクターを取り付けてください。
    2. 灌流システムの排出ラインに注入液を注射器で注入し、空気を除去します。
    3. 最終接続まで逆流を防ぐために流出ラインをクランプしてください。
  3. CRRTシステムを灌流システムに接続してください。
    1. ルアーロックコネクタを使ってアクセスラインをパーフュージョンシステムの排出ポートに接続します。
    2. CRRTリターンラインの灌流系との接続付近にホフマンクランプまたは同等のクランプを置き、生理的静脈圧をシミュレートします(図1)。
      注意:ホフマンクランプは十分な下流抵抗を提供し、CRRT中のアラームや逆圧の中断を防ぎます。クランプが完全に閉じておらず、処理開始時にリターンフローが連続的かつ目に見えることを確認してください。
    3. リターンラインをルアーロックコネクターを使って灌流システムのインフローポートに接続します。
  4. パーフューセイト精製処理を開始しろ。
    1. CRRT治療を始める前に、アクセスラインと灌流システムのアウトフローポートの両方を外してください。
    2. システムが治療を開始し、両方のラインを通じて血流が見えるかを確認しましょう。
    3. 警告:保有液や臓器を含むすべてのシステムコンポーネントは、感染性のある生物材料として扱うべきです。設置、操作、廃棄物処理の際は、必ず適切な個人用防護具(PPE)を着用してください。手袋、フェイスシールド、白衣などです。
  5. CRRT回路の機能を監視してください。
    1. アクセス圧、リターン圧、プレフィルター圧、膜貫通圧(TMP)、排水圧など、システムの温度と圧力値を毎時間記録します。
    2. チューブ内の血流を観察し、気泡がないか確認してください。
    3. 透析液と交換液の流れがプログラム通りに行われているか確認してください。
      注意:通常値からの急激な逸脱は、凝固、フィルターの詰まり、ラインのねじれ、またはリターン部位での静脈抵抗の不足を示す可能性があります。CRRT中の典型的な参照値およびその偏差・正当化は、それぞれ 表1 と 表2に記載されています。

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図1:静脈逆流圧力を調整するためにチューブに取り付けられたホフマンクランプ。 クランプはノーマモミック灌流システムのリザーバーに接続する前にリターンラインに設置されます。この構成により、流量抵抗の細かい調整が可能となり、生理的静脈圧をシミュレートし、CRRTマシン内の負のリターン圧や誤警報を防ぐ上で極めて重要です。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

パラメータ期待範囲(mmHg)解釈
アクセス圧力–50から–200貯留槽からの採血による負圧。
戻り圧力< 200リターンラインの抵抗を反射します。
プレフィルター圧力100–300標準流量でろ過するための血液流入を示します。
膜貫通圧(TMP)< 300フィルター性能と血栓リスクのマーカー。
排水圧< 300バッグの詰め物や抵抗によって変動します。

表1:場 外 灌流中の連続腎置換療法の基準圧力範囲。この表 は、体外回路の主要な監視ポイントの期待圧力範囲(mmHg)をまとめたもので、アクセス圧、リターン圧、プレフィルター圧、膜貫通圧、排水圧を含みます。これらの基準値は、CRRTを エクスシチュー 灌流システムに統合した場合、回路の安定性、油圧効率、フィルター性能の基準指標として機能します。これらの範囲の偏差は、流量、抵抗、閉塞、またはフィルターの凝固を示唆し、回路評価が必要である可能性があります。略称:CRRT = 連続腎置換療法;TMP = 膜貫通圧。

パラメータ異常発見(mmHg)可能な原因推奨行動
アクセス圧力> –50リザーバー接触不良、ラインの詰まり、ラインの曲がりやクランプ、ライン内の空気、または血流の低下リザーバーの液体のレベルと位置を確認し、ねじれを取り除く、ラインが完全に浸かってクランプが外れているか確認し、血流を増やしてください
戻り圧力> 200リターンラインが深く沈みすぎたり、ラインが詰まりすぎたり、クランプがきつすぎたり、たわみたり、血栓が起きたりしますリターンラインの深さを調整したり、クランプを緩めたり、ラインの位置を戻したり、しこまりや血栓のチェックをしたり、フィルター交換を検討してください
プレフィルター圧力> 300流れの詰まり、過剰な粘度、フィルターの凝固、またはクランプが残っている回路の通順性を確認し、流量を減らし、血栓の有無を確認し、クランプを外してください。
膜貫通圧(TMP)> 300フィルターの凝固、高抵抗、ろ過ラインまたはバッグのクランプ、フィルター内の空気フィルターを交換し、血栓や曲がりを確認し、ラインのクランプを外し、空気を抜き、必要に応じて再プライミングします。
< -30貯留池からの血流が少ない場合、または処理ポンプよりも緩いろ過ごポンプ。貯水池の水位を確認するか流量を増やす
排水圧> 300排水袋が満杯、ラインの詰まり、または袋が自由にぶら下がっていない排水袋を交換し、曲がりがないか確認し、袋が自由にぶら下がっているか確認してください
圧力が急激に下がると漏れまたは切断すぐに回路全体を点検してください。

表2:場 外 灌流中の連続腎置換療法のトラブルシューティングガイド。この表 は、CRRT回路における異常な圧力測定値や性能偏差を特定し解決するための体系的なガイドを提供します。各圧力パラメータに対して、一般的な異常所見とその可能な原因および推奨される是正措置が記載されています。このトラブルシューティングの参考資料は、回路の誤作動の迅速な検出、適切なろ過性能の維持、そして 場外 臓器灌流時の圧力関連合併症の予防を支援します。

3. 廃棄物処理

  1. CRRT回路で発生した排水を、機械の排水管に直接接続された密封廃棄物集積袋に集めます。充填後は、機関および地域のバイオセーフティ規則に従い、液体バイオハザード廃棄物として安全に封印し、処分してください。
  2. 使用済みの混入液は、残留薬理学的成分や添加物とともに、液体および鋭利なバイオハザード物質用の指定された医療廃棄物容器に廃棄してください。
  3. 灌流が完了したら、フィルターとチューブを液体廃棄物袋に排水し、残留混入液を除去してから処分します。生物材料に接触したすべての部品を、規制された医療廃棄物用の承認された臨床廃棄物容器に入れ、機関の手順に従って処理してください。
  4. 灌流された臓器は密閉された生物廃棄物袋に入れ、認定されたバイオハザード廃棄物処理チャネルを通じて、該当する機関および地域のバイオセーフティプロトコルに従って廃棄してください。
    警告:保有液や臓器を含むすべてのシステムコンポーネントは、感染性のある生物材料として扱うべきです。設置、操作、廃棄物処理の際は、必ず適切な個人用防護具(PPE)を着用してください。手袋、フェイスシールド、白衣などです。

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結果

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このプロトコルの目的は、管 外 肝NMP中にCRRTを統合し、灌流の安定性を保つことです。CRRTは負圧・流量条件下で動作し、システム内の灌流回路に直接接続すると回路血行動態を乱すことがあります(図2A)。これを克服するために、プロトコルではCRRT回路がグラフト/パーフューゼート貯留層とインターフェースし、両回路間で機能的独立性を保つ構成を導入しています(図2B)。CRRTは灌流の2時間目から4時間の間に導入され、システムを初期安定させ、体外ろ過による影響をより効果的に隔離しました。

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ディスカッション

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

このプロトコルは、過過回路を灌流リザーバーに接続することで、場 外 肝臓NMP中にCRRTデバイスを統合する詳細かつ再現可能な方法を提示します。このアプローチの最大の利点は、灌流回路の血行動態を維持し、直接の回路内CRRT統合で通常観察される有害な圧力変化の防止です。重要なステップには、空気の閉じ込めを防ぐためにリザーバー内にCRRTラインを正しく配置すること、生理的静脈圧をシミュレートするためのホフマンクランプの使用、CRRT回路と灌流回路の両方の圧力と流量の継続的なモニタリングが含まれます。

これらの実験では、CVVHDFを高フラックスポリエーテルスルホンヘモフィルターを用いて用いられました。HDFは通常、中間分子クリアランスに必要な対流体積(~0.5〜35 kDa)を達成するために高フラックス膜を利用し、中切り切り膜(MCO)や特定の用途では高切り離膜(HCO)を用いて溶質除去を高分子量に拡張し、アルブミン損失のリスクと効果のバランスを取ること...

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開示事項

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

著者側には他に利益相反を主張することはありません。資金提供機関は研究設計、データ収集・分析、結果の解釈、原稿作成には関与していません。

謝辞

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

著者らは、灌流システムの提供と研究資金の支援をいただいた広東順徳革新設計院、肝臓灌流実験用のCRRTシステムを提供してくれたNorrDia Spain Medical Device S.L.に感謝しています。ジョルディ・ヴェンゴヘチェア、ホアキム・アルビオル、アメリア・ジュディス・ヘスハイマー、コンスタンティノ・フォンデヴィラは広東順徳革新デザイン研究所から研究資金を受けています。この研究はまた、カルロス3世救済研究所(ISCIII)、PI18/00894およびPI23/00364からの資金援助を受け、欧州連合の共同資金も受けました。ジョルディ・ヴェンゴヘチェアはバルセロナ大学の博士前フェローシップ(PREDOCS-UB 2020)の支援を受けました。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
20mLシリンジ ルアースリップニプロ・メディカル・スペイン SLSY3-10ESC-GEC
アクセル35 K+ 2
(カリウム2 mmol/L)		ニッキソ・ヨーロッパ GmbHPPE02CRRT用の交換液
アクアラインSブラッドラインニッキソ・ヨーロッパ GmbHAQUASET03LVCRRT用の小児血液検査セット
アクアマックス フィルター HF03ニッキソ・ヨーロッパ GmbHAQUASET03LV小児用血液フィルター(最大30kgのドナー)
アクエリアスTMシステムニッキソ・ヨーロッパ GmbH連続腎置換療法装置
院外肝灌流システム広東デヴオーシャン医療機器有限公司およびnbsp;Devocean-Liver&腎臓3000主臓器灌流プラットフォームは、パルス式・連続圧力灌流を備えた2基の遠心ポンプ、制御パネル(圧力、流量、温度のセンサー)、ヒーターユニットで構成されています
フレゼニウス等張性生理食塩水溶液 500 mLフレゼニウス・カビ138900
ホフマンクランプ広東デヴオーシャン医療機器有限公司およびnbsp;特注品リターンライン圧力の調整
オスルアーロックコネクター病院提供該当なし灌流システムのチューブとCRRT装置の血統の接続について
ナトリウムヘパリン 25,000 UIラボラトリオス・ファーマック&ケアキューテ;ユーティコス・ロヴィ S.A641639.6
滅菌チューブセット広東デヴオーシャン医療機器有限公司およびnbsp;特注品貯水池へのアクセスおよび戻り接続のために
ユニバーサルホースクランプAchim SchuLz-Lauterbach Vertrieb medizinischer Producte GmbHKL 20

参考文献

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