$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ex situ normotherme machine perfusie (NMP) is een dynamische conserveringsstrategie die gericht is op het behouden van de metabole activiteit van het orgaan, waarbij zuurstof en metabole substraten worden geleverd bij fysiologische temperaturen 1,2,3. Onder deze omstandigheden is het mogelijk om de schade in en tot op zekere hoogte de functionaliteit van organen vóór transplantatie te beoordelen. Daarnaast biedt ex situ NMP een potentieel platform voor de herconditionering, behandeling en evaluatie van organen, zowel voor transplantatie- als niet-transplantatiedoeleinden 3,4.
De duur van de ex situ orgaanperfusie wordt bepaald door verschillende pathofysiologische processen die voortvloeien als gevolg van de perfusie zelf. De meeste perfusies in zowel preklinische als klinische studies zijn tot nu toe uitgevoerd voor relatief beperkte periodes, meestal 6-24 uur in standaardprotocollen, waarbij geselecteerde rapporten onder experimentele omstandigheden dagen tot weken uitstrekkenof overschrijden. Nadelige processen en gebeurtenissen die optreden tijdens ex situ NMP zijn onder andere de ophoping van metabole afvalstoffen, verandering van de samenstelling van de perfusaat elektrolyten, productie van intermediairen en ontstekingsmediatoren, zoals damage-associated molecular patterns (DAMPs), en oedeem/gewichtstoename gerelateerd aan vloeistofverschuivingen, wat de levensvatbaarheid van de graft kan veranderen9. Daarom is de integratie van extracorporale bloedzuiveringsmethoden (EBP) beoordeeld als een belangrijke manier om deze verschillende producten te reguleren en te verwijderen10. Van alle beschikbare therapieën zijn continu niervervangende therapieën (CRRT) het meest gebruikt.
CRRT bestaat uit een reeks technieken die typisch worden gebruikt bij patiënten met nierfalen om bloed te filteren en verschillende componenten te verwijderen, waardoor acidose en elektrolytendisbalans worden gereguleerd en afvalstoffen worden geëlimineerd11,12. Deze omvatten hemodialyse (HD), hemofiltratie (HF) en hemodiafiltratie (HDF)13. HD vertrouwt op diffusie om kleine (<15 kDa) opgeloste stoffen, zoals ureum of β2-microglobuline, te verwijderen en is effectief in het corrigeren van elektrolytenonevenwichtigheden 14,15,16,17. HD kent echter beperkingen, zoals een lage effectiviteit bij het verwijderen van grotere of eiwitgebonden toxines en het inzetten van immuunactiviteit door membraancontact 17,18,19. HF maakt gebruik van convectieve mechanismen om grotere moleculen te verwijderen, waaronder pro- en ontstekingsremmende cytokinen, hoewel het ook essentiële plasmacomponenten kan verwijderen, zoals vitamines, sporenelementen en micronutriënten 20,21,22,23. HDF combineert zowel diffusie- als convectiemechanismen om een bredere verwijdering van middelgrote toxines en ontstekingsmediatoren te bereiken, waardoor een effectievere modulatie van het ontstekingsmilieu mogelijk is.
CRRT vertrouwt op zorgvuldig gecontroleerde gradiënten om de uitwisseling van opgeloste stoffen en vloeistoffen tussen membranen te vergemakkelijken. In het geval van HD wordt diffusie gedreven door concentratieverschillen, terwijl HF en HDF transmembrane drukgradiënten vereisen om convectief transport29 mogelijk te maken. Wanneer deze systemen worden geïntegreerd in ex situ perfusiecircuits, wordt het regelen van drukdynamiek bijzonder relevant. Orgaanperfusiesystemen zijn afhankelijk van een nauwkeurige balans van drukken om een adequate doorstroming, weefselzuurstoftoediening, vasculaire integriteit en orgaanmetabole functiete behouden. De toevoeging van een CRRT-systeem brengt drukveranderingen teweeg die de kwetsbare balans binnen het orgaanperfusiecircuit kunnen verstoren.
Hierin beschrijven we een praktische en reproduceerbare strategie om CRRT tijdens ex situ lever NMP onafhankelijk van het hoofdperfusiecircuit te verbinden, door zowel toegangs- als retourleidingen te koppelen met het perfusiereservoir in plaats van met de vasculaire lus. In vergelijking met directe "in-circuit" integratie (d.w.z. aansluiten op een vasculair perfusiecircuit) ontkoppelt deze out-of-circuit configuratie CRRT hydraulisch van orgaanvasculatuur, wat zorgt voor stabielere druk- en stroomregulatie en helpt om druk-geïnduceerde oedemvorming veroorzaakt door de in-line configuratie te beperken. Deze aanpak helpt de hemodynamische stabiliteit en het gebruik van opgeloste stoffen te behouden tijdens langdurige orgaanperfusies. Daarnaast faciliteert de reservoir-gebaseerde aansluiting operationele stappen, zoals het inzetten en het vervangen van filters, zonder het hoofd-NMP-circuit te onderbreken. Dit protocol is gemakkelijk aan te passen aan perfusieplatforms die reservoirtoegang bieden, en de principes kunnen worden toegepast op CRRT-modaliteiten met kleine configuratieaanpassingen.