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In gewisser Weise war die menschliche Leber im Operationssaal des Northwestern Memorial Hospital in Chicago lebendig. Das durch seine Gewebe zirkulierende Blut lieferte Sauerstoff und entfernte Abfallprodukte, und das Organ produzierte Galle und Proteine, die für den Körper lebenswichtig sind.
Aber der Spender war einen Tag zuvor gestorben und die Leber lag in einem kastenförmigen Plastikgerät. Das Organ verdankte seine Vitalität dieser Maschine, die es für die Transplantation in einen bedürftigen Patienten konservierte.
„Es ist ein bisschen Science-Fiction“, sagte Dr. Daniel Borja-Cacho, ein Transplantationschirurg im Krankenhaus.
Chirurgen sind Experimentieren mit Organen gentechnisch veränderter Tiere, was auf eine Zukunft hindeutet, in der sie eine Quelle für Transplantationen sein könnten. Doch auf diesem Gebiet findet bereits ein Paradigmenwechsel statt, der durch weit verbreitete Technologien vorangetrieben wird, die es Klinikern ermöglichen, Organe vorübergehend außerhalb des Körpers zu lagern.
Perfusion, wie sie genannt wird, verändert jeden Aspekt des Organtransplantationsprozesses, von der Art und Weise, wie Chirurgen vorgehen, über die Art der Patienten, die Organe spenden können, bis hin zu den Ergebnissen für die Empfänger.
Am wichtigsten ist, dass bei chirurgischen Programmen, die Perfusion eingeführt haben, mehr Organe transplantiert werden.
Seit 2020 verzeichnet Northwestern einen Anstieg des Volumens an Lebertransplantationen um 30 Prozent. Bundesweit stieg die Zahl der Lungen-, Leber- und Herztransplantationen im Jahr 2023 jeweils um mehr als 10 Prozent, einer der größten jährlichen Anstiege seit Jahrzehnten.
Ohne Durchblutung kommt es zu einem raschen Verfall der Organe. Aus diesem Grund betrachten Kliniker den idealen Organspender seit langem als jemanden, der unter Umständen starb, die die Gehirnaktivität beendeten, dessen Herz jedoch weiter schlug und die Organe lebensfähig hielt, bis sie den Empfängern zugeordnet werden konnten.
Um Schäden an Organen nach der Entnahme aus der Blutversorgung eines Spenders und vor der Verbindung mit der eines Empfängers zu minimieren, kühlten Chirurgen sie früher auf knapp über den Gefrierpunkt ab, wodurch ihre Stoffwechselprozesse erheblich verlangsamt wurden.
Dies verlängert das Zeitfenster, in dem Organe transplantiert werden können, jedoch nur für kurze Zeit. Lebern bleiben nicht länger als 12 Stunden lebensfähig, Lungen und Herzen hingegen nur bis zu sechs Stunden.
Wissenschaftler experimentieren seit langem mit Techniken, um Organe unter dynamischeren Bedingungen, bei einer wärmeren Temperatur und mit Blut oder einer anderen sauerstoffhaltigen Lösung zu durchströmen. Nach jahrelanger Entwicklung erhielt das erste Gerät zur Lungenkonservierung durch Perfusion 2019 die Zulassung der Food and Drug Administration. Geräte zur Perfusion von Herzen und Lebern wurden Ende 2021 zugelassen.
Die Geräte pumpen im Wesentlichen Blut oder eine sauerstoffhaltige Flüssigkeit durch Schläuche in die Blutgefäße des gespendeten Organs. Da die Zellen in einem durchbluteten Organ weiterhin funktionieren, können Ärzte besser beurteilen, ob das Organ im Körper des Empfängers gedeihen wird.
Durch diese Informationen bestärkt, haben Transplantationschirurgen begonnen, Organe von älteren oder kränkeren Spendern zu verwenden, die sie sonst vielleicht abgelehnt hätten, sagte Dr. Kris Croome, Professor für Chirurgie an der Mayo Clinic in Florida. „Wir streben nach Organen, die wir vorher nie hätten, und wir sehen gute Ergebnisse“, sagte er.
Perfusion erleichtert auch den zermürbenden Prozess der Organgewinnung und -transplantation, stundenlange Operationen, die Ärzte oft gegen die Uhr durchführen, mitten in der Nacht beginnen und nacheinander abgeschlossen werden.
Jetzt können Operationsteams ein Organ bergen, es über Nacht im Schlaf perfundieren und die Transplantation am Morgen abschließen, ohne befürchten zu müssen, dass die Verzögerung das Organ geschädigt hat.
Am wichtigsten ist vielleicht, dass die Perfusion die Tür zur Organspende für komatöse Patienten weiter geöffnet hat, deren Familien die lebenserhaltenden Maßnahmen abgebrochen haben, was dazu geführt hat, dass ihre Herzen schließlich zum Stillstand gekommen sind. Jedes Jahr sterben Zehntausende Menschen auf diese Weise, nachdem der Kreislauf aufgehört hat, aber sie kamen selten als Spenderkandidaten in Frage, da ihren Organen durch den Sterbeprozess Sauerstoff entzogen wurde.
Jetzt perfundieren Chirurgen diese Organe, indem sie sie entweder einer Maschine entnehmen oder, auf eine einfachere Art und Weise, indem Blut in dieser Körperregion des Spenders rezirkuliert wird. Und das hat sie für eine Transplantation viel attraktiver gemacht.
Laut einer Analyse von Daten des United Network for Organ Sharing, der gemeinnützigen Organisation, die das Transplantationssystem der Vereinigten Staaten betreibt, hat sich seit 2020 die Zahl der Lebern, die nach dem Kreislauftod des Spenders transplantiert wurden, verdoppelt.
Einst verwendeten Chirurgen nie Herzen von solchen Spendern, da dieses Organ empfindlich auf Sauerstoffmangel reagierte. im Jahr 2023 transplantierten sie dank Perfusion über 600.
Durch die Erschließung dieses neuen Spenderkreises könnten Transplantationszentren nach eigenen Angaben schneller Organe für die überschüssigen Patienten in dringendem Bedarf finden. Dr. Shimul Shah sagte, das Organtransplantationsprogramm, das er an der Universität von Cincinnati leitet, habe die Warteliste für Lebern im Wesentlichen ausgelöscht. „Ich hätte nie gedacht, dass ich das in meiner Karriere jemals sagen würde“, sagte er.
Ein Hindernis für die Einführung der Technologie könnten die Kosten sein. Bei den derzeit von Geräteherstellern geforderten Preisen kann die Perfusion eines Organs außerhalb des Körpers den Preis einer Transplantation um mehr als 65.000 US-Dollar erhöhen; Kleinere Krankenhäuser sind möglicherweise nicht in der Lage, die Vorabkosten zu rechtfertigen.
Eines der führenden Unternehmen, TransMedics, erhöhte seine Preise erheblich, nachdem die Aufsichtsbehörden sein Gerät genehmigt hatten, was zu einem strengen Brief des Abgeordneten Paul Gosar, Republikaner aus Arizona, führte, in dem er schrieb: „Was als vielversprechende Innovation in der Medizintechnik und als Gelegenheit zur landesweiten Steigerung der Transplantationszahlen begann.“ wird jetzt von einem öffentlichen Unternehmen als Geisel gehalten, das seinen wahren Norden verloren hat.“
Einige Chirurgen sagten jedoch, dass die Technologie dennoch Geld sparen könnte, da Patienten, die perfundierte Organe erhalten, das Krankenhaus im Allgemeinen schneller und mit weniger Komplikationen verlassen bessere mittel- und langfristige Ergebnisse erzielen.
Chirurgen erforschen immer noch die Obergrenzen dafür, wie lange durchblutete Organe außerhalb des Körpers überleben können, und so tiefgreifend die Technologien die Transplantation bereits verändern, sagen einige, dass dies erst der Anfang sei.
Dr. Shaf Keshavjee, ein Chirurg an der Universität von Toronto, dessen Labor an der Spitze der Entwicklung von Technologien zur Erhaltung der Lunge außerhalb des Körpers stand, sagte, die Geräte könnten es Ärzten schließlich ermöglichen, Lungen zu entfernen, zu reparieren und an kranke Patienten zurückzugeben, anstatt sie zu ersetzen. „Ich denke, wir können Organe herstellen, die den Empfänger, in den man sie steckt, überleben“, sagte er.
Dr. Ashish Shah, Vorsitzender der Abteilung für Herzchirurgie an der Vanderbilt University, einem der am stärksten frequentierten Herztransplantationsprogramme des Landes, stimmte zu und nannte dies „den heiligen Gral“.
„Dein Herz ist scheiße“, sagte er. „Ich nehme es raus. Ich habe es auf mein Gerät gelegt. Auch wenn Sie kein Herz haben, kann ich Sie für kurze Zeit mit einem künstlichen Herzen unterstützen. Dann nehme ich Ihr Herz und repariere es – Zellen, Mitochondrien, Gentherapie, was auch immer – und dann nähe ich es wieder ein. Ihr eigenes Herz. Dafür arbeiten wir wirklich.“
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