臓器を維持するための組成物、方法及び装置
【課題】正常体温における理想的な保存条件を提供すること。
【解決手段】（ａ）(i)臓器適合性の全血等及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する臓器用コンテナー；（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するためのライン；（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すためのライン；（ｄ）前記臓器の温度を正常体温の温度に維持する温度制御デバイス；（ｅ）前記液媒体の圧力を制御する圧力コントローラー；（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を酸素富化する酸素富化デバイス；（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するフィルター；（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するフロー制御デバイス；並びに（ｉ）マンニトール等の選ばれた化学物質の供給手段、（ｊ）前記送達ライン等は、ドナーの生理系をシミュレートするものである、を含んでなる、ヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム。
【解決手段】（ａ）(i)臓器適合性の全血等及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する臓器用コンテナー；（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するためのライン；（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すためのライン；（ｄ）前記臓器の温度を正常体温の温度に維持する温度制御デバイス；（ｅ）前記液媒体の圧力を制御する圧力コントローラー；（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を酸素富化する酸素富化デバイス；（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するフィルター；（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するフロー制御デバイス；並びに（ｉ）マンニトール等の選ばれた化学物質の供給手段、（ｊ）前記送達ライン等は、ドナーの生理系をシミュレートするものである、を含んでなる、ヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．技術分野
本発明は、移植又は再移植の前に、採取した（体外の）動物臓器を機能状態及び生存状態に維持するための組成物、方法、システム／装置及び媒体に関する。特に、本発明は、採取したヒト又はヒト適合性臓器を機能的状態及び生存状態に維持するための組成物、方法、システム／装置及び媒体に関する。かかる臓器は、かかる状態で評価されてもよく、又は死後に蘇生させてもよい。
【０００２】
本発明はまた、臓器灌流装置、より詳しくは、採取された臓器の保存期間を延長するための灌流装置及び方法並びに化学組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．論考
多くの態様を有するが、本発明は、臓器を理想に近い条件及び生理的状態で保存するためのシステム、装置（器具）、方法及び媒体に関する。これにより、臓器をより長い期間保存でき、保存の間に高エネルギーリン酸塩の分解を減少でき、虚血及び再灌流障害を減少でき、並びに全体的に結果を改善することができる。通常若しくは通常に近い機能状態での保存期間の増加は、ある利点も提供する。例えば、臓器をより遠距離に輸送可能であり、かかる臓器の試験及び評価の時間が増加する。
【０００４】
心臓移植に列挙される４患者に１人が、適するドナー臓器の入手可能性を待ちながら死亡していると推定される。いくつかの進歩により、ドナー臓器がより入手可能になってはいるが、ドナー心臓保存技術の開発の達成は、心臓移植の要求に遅れをとっている。患者の生存の改善と新しい免疫抑制剤の開発に伴い、心臓移植はより実行可能なものとなり、臓器供給の問題をより重要にしている。現在のドナー臓器及びドナー心臓保存技術により得られる、許容し得る臨床結果にもかかわらず、挑戦が続けられている主要なものの１つには、４時間以上のドナー心臓の安全な保存が、現在、不可能であることがある。現在の保存技術を用いて保存期間を４時間以上に延ばすことは、移植間又は移植後における臓器の機能不全の危険性を有意に増加する；この機能不全は、保存の期間と技術に関連する。この４時間の制限は、移植を成功させるため、ドナー心臓を輸送し得る地理的面積も制限する。さらに、心臓又は他の臓器の現在の備蓄方法又は保存方法は、臓器を非機能状態及び／又は低体温状態で保存するため、保存臓器の、完全な若しくは意味のある試験又は評価の実施を不可能なものにする。
【０００５】
一般に、現在のドナー臓器保存プロトコルでは、採取臓器のためのインビボ様の生理的状態を再構築する試みは行われていない。そのかわりに、それらでは、最高４時間の低体温（２０℃以下、通常、約４℃）停止及び心臓（非拍動性）又は他の臓器（非機能性）の維持のための化学灌流液中での保存を利用する。これらのプロトコルでは、虚血及び再灌流障害から生ずる心筋損傷からドナー心臓を完全には保護しない、種々の晶質系心臓麻痺溶液を利用する。最も頻繁に使用される心臓麻痺保存溶液は、ジ ユニバーシティー オブ ウイスコンシン溶液（ＵＷ）、セント トーマス溶液、及びザ スタンフォード ユニバーシティー溶液（ＳＵ）である。心筋損傷に加え、虚血、再灌流及び／又はカリウム濃度の増加はまた、最近の臓器機能不全の主要原因であると信じられている、冠状血管運動不全に導く冠状血管内皮障害及び平滑筋障害を生ずるかもしれない（虚血とは一般に、心筋への不十分な血液供給と定義されている。）。
【０００６】
心臓に保存溶液を低体温状態で灌流する技術も開発されている。他の臓器（肝臓、腎臓、肺など）は、類似の非機能性で低体温の状態に維持されている。そのように保存される心臓又は他の臓器は、次いで、移植までの最高でほんの４時間の間に、この低体温状態で輸送される。
【０００７】
当該技術分野で周知のように、適切なドナー心臓又は他の臓器の保存に、以下の原理が適用され、それは虚血及び／又は再灌流障害の最少化に貢献すると考えられている：ａ）細胞膨張及び浮腫の最少化；ｂ）細胞内アシドーシスの防止；ｃ）虚血及び／又は再灌流障害の最少化；並びにｄ）再灌流の間の高エネルギーリン酸塩化合物及びＡＴＰの再生のための基質の供給。低体温停止及び備蓄保存の現在の方法では、細胞膨張、細胞内アシドーシス、及び高エネルギーリン酸塩の分解を生ずることが知られている。さらに、ヒトにおける研究では、低体温停止及び保存プロトコルを利用する際の、ドナー心臓保存後の有意な内皮不全が明確に示されている。いくつかの例では、低体温停止を受けた臓器が受容者に移植され、それは移植後に再始動又は蘇生され得ない。さらに、多くの場合、不十分な保存により、急性移植片機能不全を起こしたり、移植臓器による通常機能の再開及び受容者の循環の維持が出来なくなる。次いで、急性移植片機能不全の問題は、他のドナー心臓に置きかえるまで、心室補助装置及び／又は心肺バイパスによる、受容者の循環系の不断の援護を必要とする。いくつかの例では、適切な臓器は、受容者が死に至るまでには置きかえれ得ない。代謝、収縮及び血管運動機能の保存は、現在の保存プロトコルでは最適化されないということについて、最近の多くの臨床研究からその証拠がまた増加している。例えば、非特許文献１を参照のこと。
【０００８】
当該技術分野では、内因性に近い最適な条件で採取した臓器を保存することができず、また、かかる保存が実施可能である又は望ましいと認識されていないことから、臓器状態の悪化を防止するため、低体温条件及び／又は晶質系心臓麻痺溶液の上記組み合わせの使用が試みられている。
【０００９】
当該技術分野で試みられている他のアプローチは、ほとんど全てのドナーの臓器を一緒に採取することにより、通常に近い生理的条件を模倣することである。例えば、非特許文献２では、非適合性血液を連続的に灌流することで、最高２４時間、拍動活動状態でブタ心臓が保存される、自動灌流機構を開発した。このシステムは、ドナー心臓の保存時間を安全に延長できる可能性を示したが、この方法では、心臓との組み合わせで（ひとまとめにして）肺、肝臓、膵臓、及び腎臓の除去及び保存を、全てについて機能的条件であり、また、全てが未だ相互作用しかつ相互依存するようにして行う必要があるので、非常に煩わしく、広範な使用には実際的でない。
【００１０】
連続的で容易な灌流を提供することによる、ドナー心臓又は他の臓器を通常（拍動又は機能）状態に維持しながらの、ドナーから摘出されたドナー心臓又は他の臓器のエキソビボでの又は生体外での保存の延長を、当該技術分野において達成する必要がある。かかる技術は、低体温環境における保存のための心臓停止の必要を消去し、再灌流障害を低減し、低体温停止及び保存に関連する、その多くが明らかに時間依存的である多くの問題を克服するであろう。
【００１１】
２４時間以上までの摘出した臓器の保存の延長のために、正常体温の温度（約２０℃〜約３７℃、好ましくは約２５℃〜約３７℃）で摘出臓器を容易に灌流するための生体外回路の構築用の装置、方法及び生理的媒体を提供することが、当該技術分野においてさらに必要である。かかる装置、方法及び媒体は、保存期間に拍動又は機能状態に心臓又は他の採取臓器を適切に維持し、基質のパルス状の冠流及び均一な分布を保証するであろう。かかる装置、システム、方法及び媒体は、時間依存性の虚血障害及び虚血延長を避け、それによって冠状内皮血管運動機能を保存し、高エネルギーリン酸塩の代謝的分解を防ぎながら、採取臓器の保存期間を現在の４時間の制限以上に延長する能力を提供するであろう。
【００１２】
さらに、かかる装置、方法及び媒体は、臓器ドナープールを拡大し、組織適合性調和時間を増加させ、心臓の同種移植片血管症の発生率を潜在的に低減させることができるであろう。ドナー心臓の保存期間の延長は、心臓移植の慣行に劇的なインパクトを有するであろうことが認められるであろう；臓器の全世界的な回収が可能になり、従って、入手可能な臓器のプールが増加するであろう。適する近位の受容者の欠如による、臓器の不使用は無くなるであろう。さらに、機能状態での保存と組み合わせる追加時間では、例えば、各臓器の免疫的及び機能的特性を決定するための臓器の評価及び試験を行い、それによって、臓器のより完全な評価を行い、移植片機能不全の危険性を低減することができるであろう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】パール（Ｐｅａｒｌ）ら、「ユニバーシティー オブ ウイスコンシン溶液を用いた心筋保護の後の、内皮依存性血管拡張及び一酸化窒素放出の喪失（“Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｕｍ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｖａｓｏｄｉｌａｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｎｉｔｒｉｃ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｌｅａｓｅ Ａｆｔｅｒ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｗｉｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ”）」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｏｒａｃｉｃ ａｎｄ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｖｏｌ．１０７，Ｎｏ．１，１９９４年１月
【非特許文献２】チェン（Ｃｈｉｅｎ）ら、「２４時間以上の正常体温保存の後のイヌ肺移植（“Ｃａｎｉｎｅ Ｌｕｎｇ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ Ａｆｔｅｒ Ｍｏｒｅ Ｔｈａｎ Ｔｗｅｎｔｙ−ｆｏｕｒ Ｈｏｕｒｓ ｏｆ Ｎｏｒｍｏｔｈｅｒｍｉｃ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）」、Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅａｒｔ ａｎｄ Ｌｕｎｇ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．３，１９９７年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
即ち、先行技術では、採取臓器に、理想に近い生理的状態エキソビボを使用することの実施可能性及び／又は望ましさを認識することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕（ａ）(i) 臓器適合性の全血又は白血球除去全血及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する、臓器用コンテナー；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するための送達ライン；
（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すためのライン；
（ｄ）前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御デバイス；
（ｅ）前記液媒体の圧力を制御するための圧力コントローラー；
（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を、酸素及び二酸化炭素により酸素富化するための酸素富化デバイス；
（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するためのフィルター；
（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御デバイス；並びに
（ｉ）マンニトール、デキストロース、塩化ナトリウム、塩化カリウム、インシュリン、塩化カルシウム、重炭酸ナトリウム、モノカルボキシル脂肪酸及びエピネフリンからなる群より選ばれる化学物質の供給手段、
（ｊ）前記送達ライン、前記液体を運び出すためのライン、前記温度制御デバイス、前記圧力コントローラー、前記酸素富化デバイス、前記フィルター及び前記フロー制御デバイスは、前記臓器を機能状態かつ生存状態に維持するために、ドナーの生理系をシミュレートするものである、
を含んでなる、移植前の保存期間に保存、蘇生又は評価の必要なヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム
に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、正常体温若しくは実質的に正常体温である温度における理想的な保存条件が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の好ましい態様による、灌流回路及び灌流システムを形成する構成要素の略図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい態様による、ドナー心臓を拍動状態に維持するための保存チャンバーの横断面図である。
【図３】図３は、本発明による、保存チャンバーと共に利用されるカバーアセンブリーの上面図である。
【図４】図４はまた、本発明の好ましい態様による、採取臓器の輸送を容易にするための移動式カートに据えつけられた灌流システムの透視図である。
【図５】図５は、本発明の好ましい態様による、一体化されたコンテナー及びリザーバーを利用する保存回路の概略図である。
【図６】図６は、本発明の他の態様による、保存回路の別の配置での概略図、及び心臓を非活動性の拍動状態に維持するためのパルスポンプの利用を示す。
【図７】図７は、本発明の教示による、腎臓を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図８】図８は、本発明の教示による、肝臓を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図９】図９は、本発明の教示による、膵臓を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の教示による、１つ又は２つの肺を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の教示による、任意の数の臓器を維持するための移動式保存システムの透視図である。
【図１２】図１２は、本発明の方法による作業フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本態様は、本発明の組成物、方法及びシステム／装置により、提供される。（１）ドナー適合性全血（又は白血球除去全血）及び（２）炭水化物源、インシュリン及びエピネフリンを含む他のホルモン類、重炭酸イオン源などの電解質及び緩衝液を含む保存溶液を含んでなる、液体又は液媒体を提供する。この液体又は液媒体は、少なくとも１つの大血管、好ましくは、実質的に臓器を取り囲む若しくは浴浸する、かかる臓器の「外部」部分に送達される。このように、本発明の組成物、方法、システム／装置及び媒体は、正常体温若しくは実質的に正常体温である温度における理想的な保存条件を提供するのに使用され得、臓器が機能的に維持され得る。
【００１９】
発明の要旨
本発明は、移植又は再移植を含む、移植前の保存期間又は評価期間の間に、保存又は蘇生が必要なヒト又はヒト適合性採取臓器の保存システムを提供する。本発明のシステムはまた、保存期間に、移植される臓器に、地理的な場所を変更させ得る。このシステムは：
（ａ）(i) 前記臓器適合性の全血（又は白血球除去全血）及び(ii)保存溶液を含有してなる、生理的媒体又は液体と交流する、前記臓器をいれるための封入手段；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液体を送達するための送達手段；
（ｃ）前記臓器から前記液体を運び出すための手段；
（ｄ）灌流液及び前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御手段；
（ｅ）前記液体の圧力を制御するための圧力制御手段；
（ｆ）前記液体の少なくとも一部を酸素富化するための酸素富化手段；
（ｇ）好ましくは前記酸素富化手段と前記臓器との間に位置する、前記液体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段；並びに
（ｈ）前記液体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御手段；
を含む。
【００２０】
かかるシステムは、前記臓器の外部が実質的に完全に前記液体に浴浸され又は取り囲まれるように、任意に前記液体を前記封入手段に送達するための手段を含む。
【００２１】
本発明はまた、特に本発明のシステム及び方法との組み合わせが有効な、ヒト又はヒト適合性採取臓器を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度において機能状態に保存するための臓器保存溶液を提供する。これらの溶液は：
（１）炭水化物又は他のエネルギー源；
（２）塩化ナトリウム；
（３）カリウム；
（４）カルシウム；
（５）マグネシウム；
（６）重炭酸イオン；
（７）エピネフリン；並びに
（８）アデノシン、
を含む。
【００２２】
これらの溶液は、さらに脂肪酸に加え、ニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、抗生物質、抗微生物剤、抗真菌、抗ウイルス、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、ステロイド類、及びそれらの混合物から選ばれる医薬を含んでもよい。
【００２３】
好ましい態様では、臓器保存溶液は、非代謝性インペルメント（impermeant）を実質的に含んでおらず；また、ｐＨが約７．４〜約８．５である。
【００２４】
本発明はまた、移植又は再移植前の保存期間又は評価期間における機能状態でのヒト又はヒト適合性採取臓器の保存方法を提供する。かかる方法は以下の工程を含む：
（ａ）保存する又は試験する、生体外臓器を提供する工程；
（ｂ）前記臓器のための封入手段を提供する工程；
（ｃ）保存媒体又は液体を提供する工程；前記液媒体は：
(i) 前記臓器適合性の全血又は白血球除去全血；及び
(ii)(a) 代謝性炭水化物；
(b) 塩化ナトリウム；
(c) カリウム；
(d) カルシウム；
(e) マグネシウム；
(f) 重炭酸塩；
(g) エピネフリン；及び
(h) インシュリン;
を含んでなる保存溶液：
を含んでなる；
（ｄ）前記臓器が約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持されている間に、封入された機能性臓器の少なくとも１つの大血管にかかる液体を送達する工程。好ましい態様では、かかる液体はまた、臓器の外部に送達される。
【００２５】
本発明は、連続的で容易な灌流が可能な方法を実施することによる、正常又は正常に近い拍動又は機能状態での、ドナー臓器又は心臓の適切なエキソビボでの保存及びかかる保存の延長を提供する、システム、器具、方法及び媒体を提供する。本発明に関連する、かかるシステム、器具、方法及び媒体によれば、この保存期間を、心臓又は他の臓器を生存状態に維持しながら、２４時間以上に延長することができる。
【００２６】
従って、実施例により、一態様において、保存期間に採取臓器を維持するための灌流装置を提供する。かかる灌流装置は、保存期間に臓器を保存するための保存チャンバーを含む。酸素富化液体を臓器に提供するための第１ライン、及び臓器から劣化した液体を運び出すための第２ラインを有する、灌流回路を提供する。灌流装置はまた、実質的に正常体温の温度に臓器を維持するための灌流回路と作動可能に結合された装置を含む。さらに、灌流装置は、臓器を生存状態に維持する。
【００２７】
他の態様において、実施例により、臓器又はドナー心臓を灌流する方法を提供する。かかる方法は、臓器を入れるための保存チャンバー、及びかかる保存チャンバーに作動可能に結合された灌流回路を提供する工程を含む。灌流回路は、液体を臓器に送達するための第１ライン、及び臓器から液体を運び出すための第２ラインを含む。かかる方法はまた、灌流回路において、数種の化学物質溶液を液体に提供する工程、及び臓器又はドナー心臓に液体を灌流する工程を含む。
【００２８】
本発明の組成物、方法、システム／装置及び媒体は、基質の均一な分布を保証するために、保存期間にドナー心臓を拍動状態に維持する。心臓を拍動状態に維持することは、さらに、現在、ドナー心臓保存に対し行われている４時間の低体温停止及び保存期間以上に、正常代謝で、収縮性の内皮血管運動機能を維持するのに役立つ。
【００２９】
本発明の種々の利点が、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲を読むことにより、また以下の図面を参照することにより、当業者に明らかになるだろう。
【００３０】
本発明の前記目的及び他の目的、特徴並びに利点は、参照として、文字により異なる図を通して同じ部分を引用する、添付の図面で説明するので、以下の本発明の好ましい態様のより詳細な説明により明らかになるであろう。かかる図面は、本発明の原理の説明に代わるスケール、強調では必ずしもない。
【００３１】
発明の詳細な説明
本発明は、移植又は再移植用に採取された、ヒト心臓など、少なくとも１つのヒト又はヒト適合性臓器の保存時間を延長するための潅流装置及び方法に関する。
【００３２】
ここで、図１を参照しながら、本発明による潅流システム１０を示す。図１は潅流システム１０のスキームを示したものであるが、このスキームに対する様々な変更も、本発明の範囲に含まれるものと解される。本発明は、ドナー心臓を拍動状態で任意に採取し、該臓器を拍動状態に保ち、パルス状の生理的冠血流を与える潅流システム１０に接続することができる。すなわち、ドナー心臓は、潅流システム１０と接続する前に停止させる必要がない。さらに、ドナー心臓は、保存期間中、心停止低体温状態で保存されることはないので、経時的虚血障害が排除される。本発明のもう１つの利点は、保存期間を延長するために用いられる潅流液が、潅流システム１０を循環する主に自己血（好ましい）又は場合によっては同種血から成るということである。したがって、ドナー心臓は、保存期間中、酸素と必須栄養素の供給を受けることになり、これが臓器を生きた状態に保つ。さらに、細胞老廃物も臓器から取り除かれ、潅流システム１０の外に濾去される。
【００３３】
潅流システム１０は、最大２４時間まで又はそれ以上の期間にわたりドナー心臓１２を拍動状態に保つためにヒト循環器系をシュミュレートする目的で設計されている。ヒト循環器系の場合と同様に、潅流システム１０も、自己血及びその他の化学組成物から成る液体をドナー心臓１２に循環させるための閉鎖潅流回路１４から成る。すなわち、潅流回路１４は、酸素富化潅流液をドナー心臓１２に供給するための１つ以上の動脈ライン１６、及び劣化潅流液をドナー心臓１２から運び出すための１つ以上の静脈ライン１８を含む。本発明の方法の一部として、動脈ライン１６を用いて、非活動状態と活動状態の両方の状態でドナー臓器１２を潅流することができる。以下、この順向潅流法について、さらに詳細に説明する。
【００３４】
さらに図１を参照し、ドナー心臓１２を、潅流回路１４に接続された状態で示す。ドナー心臓１２は、保存臓器が見えるように硬質透明プラスチック製であることが好ましい保存チャンバー２０の中に閉じ込められている。保存チャンバー２０はＬＥＸＡＮＯプラスチックなどのプラスチック材料から形成されたものであることが好ましいが、保存チャンバー２０は、ドナー心臓１２の高低及び形状に合わせてジッパーバッグ（図示せず）状の、厚みがあるが軟質で可塑性のプラスチック製であってもよい。保存チャンバー２０が硬質プラスチック容器である場合、プラスチックカバーアセンブリー（cover assembly）２２を用いて、保存チャンバー２０をシールするとともに、ドナー臓器１２の無菌性と湿潤性を維持する。軟質プラスチック保存チャンバー( 図示せず) を使用する場合、ジッパーを用いて、保存チャンバー２０をシールするとともに、臓器を保護する。保存チャンバー２０の最下部には、適当なドレイン２４が設けられている。ドレイン２４は、ドレインライン２６を介してリザーバー３０に接続されていて、取付け時に臓器１２から溢出したり、保存及び輸送期間中に起きる液漏れによって溢出する血液を返送させることができる。
【００３５】
開示されるように、リザーバー３０は、約５００〜３０００ｍｌの液体が入るように設計されている。まず、リザーバー３０を５００〜２５００ｍｌの自己血又は交差試験した血でプライミングした（primed）後、その血液を潅流回路１４を通して圧送させる。あるいは、適合性のある血液又は代用血液も、本発明の範囲に含まれる。リザーバー出口ライン３２は、潅流回路１４の動脈ライン１６を通して潅流液を循環させる遠心ポンプ３４（好ましい）の入口に接続される。本用途に好ましいポンプとしては、メドトロニック（Medtronic ）社製のＢｉｏｍｅｄｉｃｕｓ５５０があるが、このものは磁場駆動コーンを介して血液を移動させる。従来のローラーポンプを使用してもよいが、血液の溶血を極力抑えるためには、遠心ポンプ３４によって生成される磁性推進力が好ましい。パルス流が望ましい場合、サーモカルディオシステムズ（Thermo-Cardiosystems Inc. ）社製のＨＥＡＲＴＭＡＴＥ（登録商標）電気補助ポンプやバクスターヘルスケア（Baxter Healthcare Corporation ）社製のＮＯＶＡＣＯＲ左心室補助ポンプなどのパルスポンプ（pulsatile pump）を用いることができる。代表的なパルスポンプとしては、チェン（Chen）ら、米国特許第５，５９９，１７３号公報に開示されているものが挙げられる。
【００３６】
遠心ポンプ３４は、血液を、ポンプ出口ライン３６を介して中空繊維膜オキシジェネーター（oxygenator）３８に移動させる。血液は、好ましくは９５％Ｏ２と５％ＣＯ２の混合物を用いて、１〜２Ｌ/ 分の速度で、膜オキシジェネーター３８によって酸素富化される。好ましいオキシジェネーターとしては、ソーリンバイオメディカル（Sorin Biomedical）社製のＭｏｎｏｌｙｔｈやメドトロニック社製のＭＩＮＩＭＡＸ ＰＬＵＳ（商標）などの中空繊維膜オキシジェネーターが挙げられる。図１には具体的には示していないが、膜オキシジェネーター３８は、レギュレーター付き酸素ボトル１７８を通して酸素と二酸化炭素を与えられる。オキシジェネーター３８は、加圧潅流液を他のデバイスに向かわせる複数のポート（port）（図示せず）も具備している。ウォーターヒーター/ クーラー４０が、潅流回路１４の中の液体を約３７℃（正常体温）に保つウォーター回路４２を通して、加温水を供給する。次いで、加温潅流液が、ドナー心臓１２を正常体温の温度に保つ。あるいは、ウォーターヒーター４０は、潅流回路１４の中の潅流液を冷却するために、ウォーター回路４２を通して循環する水から熱を奪うこともできる。熱は、様々な理由で奪うことができる。たとえば、装置/ システム１０が臓器１２を温かすぎる環境( すなわち正常体温を超えている) で保存している場合、温度が３７℃又はそれ以外の所定温度を超えるのを防ぐために、液体から熱を奪うことができる。熱はまた、液体を３７℃以下に冷却するために液体から奪うこともできるが、これは、保存臓器１２を低めの正常体温状態及び/ 又は軽度の低体温状態に誘導する場合に望ましい。これは、臓器１２を停止させる前でも望ましい。液体と臓器の温度を約２０℃まで下げるために、十分な熱を奪ってもよい。オキシジェネーター出口ライン４４は、酸素富化、再加温された液体をフィルター４６に運ぶ。液体は、ポールフィルターズ（Pall Filters）社製のＰａｌｌ白血球除去フィルターなどの白血球フィルターで濾過することが好ましい。
【００３７】
フィルター４６の出口は、フィルター出口ライン４８を介してセレクターバルブ５０に接続される。セレクターバルブ５０は、液体流を、初期潅流ライン５２（大動脈を介する順向潅流用）、左心房供給ライン５４( 左心房を介する順向潅流用) 、又は両方のライン同時に（プライミング用）のいずれかに向かわせるための複数の位置のうちの１つに置くことができる。また、セレクターバルブ５０は、完全に動作を停止させてもよい。図からわかるように、ライン４８、５４、及び場合によってはライン５２と５８が、潅流回路１４の動脈側１６を１０形成する。初期潅流ライン５２の反対側末端はティー（tee ）５６に接続され、次いでこのティーは大動脈ライン５８と後負荷カラムライン６０へと分岐する。ライン６０と大動脈返送ライン６２を接続するために、ストレートコネクター６１が用いられる。単向サイホン（siphoning ）防止バルブが固定されているルアーポート（luer port ）６３がコネクター６１に固定されており、コネクター６１を横切って圧送される液体が、余分な液体を後負荷ライン６０からサイホンさせることなく、大動脈返送ライン６２を通って流れるようにするための単向バルブとして作用する。ルアーポート６３は、液体のサイホン効果をこわすために空気を大動脈返送ライン６２に入れる作用をする。すなわち、後負荷カラム６０の頂部は、コネクター６１とルアーポート６３によって形成される。
【００３８】
後負荷ライン６２の遠位末端は、大動脈１３０を通して圧送される血液がリザーバー３０に返流するようにするために、リザーバー３０に取付けられている。以下、さらに詳細に説明するように、大動脈ライン５８は、潅流システム１０の動作モードに応じて、ドナー心臓１２での双向流を供給する。後負荷カラム６０の高さは、心臓１２がそれに抗して拍動すなわち圧送するところの後負荷圧を選択的に変化させるために、一定の垂直位置範囲内で調節可能である。後負荷カラム６０を通して圧送された液体がコネクター６１を横切ると、大動脈返送ライン６２を介してリザーバー３０に返送される。また、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２に接続され、冠流出液をリザーバー３０に返送する。図に示したように、心臓が動いている状態にあるときは、ライン５８、６０、６２及び６４が潅流回路１４の静脈側１８すなわち送達手段を形成する。
【００３９】
大動脈流は、大動脈ライン５８の一部をなす超音波フロープローブ６６によって測定される。同様に、超音波フロープローブ６８は、右心室からリザーバー３０への冠流出液が右心室返送ライン６４を通る冠血流を測定する。超音波フロープローブ６６及び６８によって生成される大動脈流信号と冠流信号は、保存臓器１２の状態及び潅流システム１０の性能の状態の監視を補助する２チャンネル流量計７０で記録される。本発明と合わせて使用するのに好ましい流量計７０は、トランソニックシステムズ（Transonic Systems ）社製の２チャンネル流量計である。
【００４０】
冠流は、心臓１２の上の後負荷カラム６０の高さを調節し、ポンプ３４によって提供される流速を調節することにより、許容される生理的範囲( ３００〜５００ｍｌ/ 分) 内に保たれる。後負荷圧は約７０ｍｍ水銀柱に保たれるが、必要に応じて調節してもよい。ドナー心臓１２の腔内圧を測定するために、マイクロチップ圧力カテーテル７２が、左心房１３４を介して左心室に挿入される。好ましい圧力カテーテル７２としては、ミラーインスツルメンツ（Millar Instruments）社製のタイプのものが挙げられる。圧力カテーテル７２が生成するすべての圧力測定値は、やはり保存臓器１２の状態の監視を補助するデジタル式圧力記録システム７４を用いて記録され、表示される。開示されるように、圧力記録システム７４は、多数の圧力測定値を記録し、表示することができる。
【００４１】
オキシジェネーター３８から出ているポートの１つは、滴下マニホールド（manifold）８０に酸素富化血液を供給する供給ライン７６に接続される。開示されるように、３つのＩＶバッグ８２、８４、８６が滴下マニホールド８０に接続され、保存臓器に様々な化学組成物を供給する( 以下、さらに詳細に説明する) 。滴下マニホールド８０は当該分野において公知であり、ＩＶバッグ８２、８４、８６に保存されている滴下速度調節済みの各化学物質溶液を受容するための機構を提供する。当該分野において公知であるように、滴下速度は、インフュージョンポンプ（infusion pump ）( 図示せず) によって調節することができる。ドナー心臓１２への循環のために、マニホールド出口ライン７８が、様々な化学物質溶液で富化された血液をリザーバー３０に運ぶ。
【００４２】
潅流システム１０の様々なライン及び要素を作製するためには、多様な材料を用いることができる。潅流回路１４のほぼすべてのライン及び要素は常に血液潅流液と接触しているため、体外人工表面への血液の曝露によって引き起こされる急性炎症反応を抑制すことが望ましい。この問題を解決するために、潅流回路１４の中のすべての接触面をヘパリンでコーティング又は結合して、補体及び顆粒球の活性化を低減させてもよい。あるいは、ヘパリンは、潅流回路１４を通して循環する液体に直接的に導入してもよいし、他の生体適合性表面を回路１４に利用してもよい。
【００４３】
さらに図１を参照しながら、潅流システム１０の動作について、より具体的に説明する。上記したように、ドナー心臓は、拍動状態又は停止状態のいずれかの状態で採取され、保存チャンバー２０に入れられる。この時点で、遠心ポンプ３４が酸素富化され再加温された血液をライン４８を通して圧送する。プライミングの際は、血液を初期潅流ライン５２と左心房供給ライン５４を同時に通過させる位置に、セレクターバルブ５０が置かれる。潅流回路１４の動脈ライン１６が、気泡又は空気ポケットの存在を排除するのに十分にプライミングされたら、バルブ５０が初期潅流ライン５２に液体を供給するための位置に回転される。次いで、大動脈ライン５８は、大動脈カニューレ１２０を用いて大動脈１３０に接続され、固定される。この手順により、血液を、大動脈ライン５８に流れ込ませ、大動脈１３０を介して、非活動拍動状態のドナー心臓１２をただちに潅流させる。あるいは、後負荷ライン６０をクランプ（clamped ）して、大動脈１３０への血流を最大化させてもよい。この大動脈１３０を介する順向潅流の手順は、ドナー臓器の安定化を図るとともに、装置取付け時間を確保するために、約１０〜１５分間にわたり実施される。この装置取付け時に、残りのフローラインがドナー心臓１２に接続される。より具体的には、大動脈ライン５８と大動脈１３０の間の接続が完了し、供給ライン５４が左心房１３４に接続され、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２に接続される。次いで、肺静脈、上及び下大静脈が＃０縫合絹糸を用いて結紮閉鎖される。初期接続プロトコルの際は、流出血液は保存チャンバー２０の中に閉じ込められ、ドレインライン２６を介してリザーバー３０に返送される。
【００４４】
安定化段階終了時に、左心房供給ライン５４を介する左心房１３４への流れを同時的かつ徐々に増大させるとともに、初期潅流ライン５２を通る流れを徐々に遮断するセレクターバルブ５０を正常動作位置まで回転させることによって、大動脈１３０への流れが減少される。後負荷ライン６０もクランプ解除される。次いで、この手順が、ドナー心臓１２を非活動状態から血液がドナー心臓１２によって潅流回路１４の静脈ライン１８を通して圧送される活動状態に切りかえる。ドナー心臓１２は常に拍動しつづけるということが特に注目される。動脈ライン１６を通るドナー心臓１２への血流は、遠心ポンプ３４によって補助される。ドナー心臓１２は、保存チャンバー２０の上の後負荷カラム６０の垂直位置によって生じる後負荷圧に抗して拍動させられ、これによりパルス状冠流が発生する。また、酸素富化血液が冠血管系に供給され、冠血管系から来る脱酸素化血液が右心室から肺動脈返送ライン６４へ圧送され、リザーバー３０に返送される。この時点で、ドナー心臓１２は、保存期間中、生きた拍動状態に保つことができる。潅流システム１０を心臓の保存に使う場合について具体的に説明したが、本発明に関する装置及び方法は、ライン５２、５８、６０及び６２を除き、ライン５４を用いて臓器の動脈にカニューレ留置し、ライン６４を用いて保存臓器の静脈にカニューレ留置することによって、あらゆる固体臓器の保存時間を延長する目的にとくに適している。すなわち、潅流システム１０により、腎臓、肝臓、肺、膵臓、及び小腸をはじめとする臓器を長期にわたり保存することができる。
【００４５】
ここで、図２に移り、保存チャンバー２０及び様々なカニューレとドナー心臓１２の間の接続について、さらに詳細に示す。開示されるように、保存チャンバー２０は開放上端部を有し、ほぼ円筒状の側壁９０と、ライン２６を介したリザーバー３０への返送のためにドレイン２４への液体の流れを促進する勾配底部９２によって形成される。装置取付け時及び保存時に、勾配底部９２は、より正しい解剖学的位置にドナー臓器１２をさらに収納する。円筒状側壁９０の上端部は、カバーアセンブリー２２を受容するためのさらに別の面を提供するために、周囲を囲むように外側に突き出たフランジ（flange）９４を具備している。
【００４６】
ここで、図２及び３を参照しながら、カバーアセンブリー２２の要素についてさらに詳細に説明する。カバーアセンブリー２２の外周は、ヒンジ（hinge ）９８によって接続されている２個の半分割部分を具備したクランピングリング９６によって形成される。クランピングリング９６の２個の半分割部分は、スナップロック（snap lock ）１００を介して目に見えるように固定することができる。カバーアセンブリー２２の残り部分は、カニューレプレート１０６を受容するために、中心にアパチャー（aperture）を有する円状カバープレートを一体的に形成する第１カバー１０２と第２カバー１０４によって形成される。クランピングリング９６は、図２に示すように、密封シールを作り出すために、フランジ９４と第１及び第２カバー１０２、１０４を受容するために設計されたほぼＵ字型の断面を有する。第１カバー１０２と第２カバー１０４の間の隣接エッジ１０５は、カバーアセンブリー２２に対してさらに剛性と密封性を付与するための舌溝（tongue-and-groove）構造（図示せず) を具備している。同様に、カニューレプレート１０６は、カバーアセンブリー２２の中にカニューレプレート１０６を固定するために、第１カバー１０２と第２カバー１０４の内部に形成された環溝１１０内に嵌合する環舌部１０８を具備している。隣接エッジ１０５と関連する舌溝構成については具体的には示さないが、当業者であれば、本構成が環舌状部１０８及び環溝１１０の構成と実質的に同様であることの良さを容易に認識するであろう。
【００４７】
カバーアセンブリー２２を構成するいくつかのバリエーションが存在するが、第１カバー１０２と第２カバー１０４はクランピングリング９６のそれぞれの側に恒久的に固定されることが好ましい。この場合、カバーアセンブリー２２が保存チャンバー２０の上端部に置かれたときに、フランジ９４を受容するために、環状チャンネル１１２がクランピングリング９６の下部内周に沿ったままの状態でとどまる。環状チャンネル１１２をフランジ９４と正しく嵌合させると、スナップロック１００を強固に締付けるためにクランピングリング９６の両方の半分割部分を一体化させて、カバーアセンブリー２２が封入臓器の無菌性と湿潤性を適切に保つことができる。
【００４８】
カバーアセンブリー２２がもたらすもう１つの利点は、取付け時及び固定時に、カニューレプレート１０６がカバーアセンブリー２２の第１及び第２のカバー１０２、１０４とインターロックする別の要素となっていることである。このため、カニューレプレート１０６の中に固定される様々なカニューレを、カバーアセンブリー２２の取付け前に、臓器１２上の正しい位置に取付けることができる。カニューレプレート１０６はまた、臓器１２を潅流システム１０に接続する際に、各カニューレを正しい位置に置くという働きもする。さらに詳しくは、カニューレプレート１０６は、大動脈カニューレ１２０を受容するための第１のアパチャーと、動脈カニューレ１２２を受容するための第２のアパチャーと、左心房カニューレ１２４を受容するための第３のアパチャーと、圧力カテーテル７２を受容するための第４のアパチャーを具備している。各個別のカニューレは、カニューレプレート１０６にはめ込まれて、強固な接続をもたらす。さらに、各カニューレは、カニューレプレート１０６にはめ込むための標準サイズの上端部チューブと、関連する動脈又は静脈内に嵌合させるための様々なサイズのフレア付き下部チューブを有するものとする。したがって、より小型ないし大型の下部チューブを有するカニューレが必要な場合、他方のカニューレを除去することなくカニューレプレート１０６にはめ込ませることができる。すなわち、カニューレプレート１０６のデザインは、カバーアセンブリー２２と容易かつ強固に一体化するモジュラー（modular ）要素を提供する。
【００４９】
動作時には、完全に組み立てられたカニューレプレート１０６は、大動脈１３０が大動脈カニューレ１２０に接続され、肺動脈１３２が動脈カニューレ１２２に接続され、左心房カニューレ１２４が左心房１３４の中に正しく挿入され固定されうるように、拍動臓器１２に近接した状態に置かれる。手術用ケーブルタイ( 図示せず) を用いて、大動脈カニューレ１２０の周囲に大動脈１３０を固定し、動脈カニューレ１２２の周囲に肺動脈１３２を固定することが好ましい。左心房カニューレ１２４は、サイズ２- ０の手術用プロレン縫合糸を用いて、左心房１３４の中に固定される。開示されるように、手術用ケーブルタイは、液漏れ防止シール、及び組織損傷のリスク無くカニューレ周囲の動脈を縫合するためのより広い表面積を提供する。ひるがえって、このことは、保存チャンバー２０の中にドナー心臓１２を正しく支持することを補助する。より小さいドナー心臓１２の場合など一部の例では、保存チャンバー２０の中で大動脈１３０によって心臓が懸垂されることもある。
【００５０】
臓器を保存チャンバー２０の中のカニューレプレート１０６の要素に正しく固定した後、カバーアセンブリー２２が保存チャンバー２０の上端部に固定されるように、リッドアセンブリー（lid assembly）２２の各半分を、カニューレプレート１０６の外周のまわりに嵌合させることができる。次いで、カバーアセンブリー２２とカニューレプレート１０６は、保存チャンバー２０の中でドナー心臓１２を懸垂する働きをする。図２において最もよく示されるように、肺動脈ライン６４は動脈カニューレ１２２に固定され、大動脈ライン５８は大動脈カニューレ１２０に接続され、左心房供給ライン５４は左心房カニューレ１２４に接続される。すべての接続が正しくなされたら（約１５分）、安定化のために、臓器を、上記のように非活動状態で約１０〜１５分間拍動させる。安定化及び取付け段階終了後、ドナー心臓を、後負荷カラム６０によって作り出される後負荷に抗して活動している状態で拍動させる。保存臓器は、保存期間中、最大２４時間まで又はそれ以上にわたり、活動状態で拍動しつづけてもよい。
【００５１】
動物心臓を補助するために潅流システム１０を用いて行われた研究によれば、本発明の装置及び方法は、心筋障害がほとんどないか全くない状態で、最大２４時間まで、保存臓器を拍動状態に保たせることができる。動物心臓を用いた予備試験の一部として、拍動状態に保たれたドナー心臓の血液電解質を、１時間、６時間、及び１２時間の間隔で測定した。血液電解質の分析で、グルコース、ナトリウム( Ｎａ) 、塩素（Ｃｌ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム( Ｃａ) 、及び重炭酸塩ＨＣＯ３は、保存期間中、実質的にベースライン値に保持されることが示された。すなわち、本発明の装置及び方法によれば、既存の低体温停止保存法に伴う４時間の時間制限を超える期間にわたり、ドナー心臓が強い拍動状態に保たれる。
【００５２】
臓器１２の保存において機能する３種類の化学物質溶液も、本発明の装置及び方法に関係する。開示されるように、この３種類の化学物質溶液は、細胞活動によって消費されるエネルギーを保存臓器に補給し、血液電解質を生理的レベルに保ち、心臓収縮系を刺激して保存期間中ドナー心臓を拍動状態に保たせる。３種類の化学物質溶液は、すでに説明したように、各化学物質溶液の適切な滴下速度の調節を補助する滴下マニホールド８０を通してリザーバー３０に供給される。第１の溶液はＩＶバッグ８２の中で保存され、第２の溶液はＩＶバッグ８４の中で保存され、第３の溶液はＩＶバッグ８６の中で保存される。
【００５３】
臓器１２を潅流する前に、潅流システム１０を、１００〜２５０ｍｌの一次溶液（ＩＶバッグ８２の中で保存）、１２. ５〜２５ｍｇのマンニトール（複合糖）又は適当な代替物、及び１２５〜２５０ｍｇのコハク酸メチルプレドニゾロンナトリウム又は適当な代替物でプライミングする。このマンニトールは潅流液の浸透圧を上げるためのインペルメントとして作用し、これが保存臓器中の浮腫形成を抑制又は低減する働きをする。マンニトールは、保存臓器に対する再潅流障害や体外潅流の悪影響を緩和する酸素スカベンジャー又はフリーラジカルスカベンジャーとしても作用する。さらに、マンニトールは、潅流回路１４の潅流液接触面がヘパリン結合されていない場合に、とくに有用である。しかしながら、マンニトールは、潅流回路１４のすべての要素がヘパリン結合面を有する場合でも、その内部で使用することで、マンニトールによってもたらされる利益を十分に利用することができる。コハク酸メチルプレドニゾロンナトリウムは、再潅流時の細胞溶解を防止するための細胞膜安定化剤として作用するとともに、免疫抑制剤としても作用するステロイドである。
【００５４】
開示されるように、第１の溶液すなわち一次溶液は、糖と様々な電解質から成る溶液である。第１の溶液は、数種類の化学組成物と、好ましくは規定生理食塩水( ０．９モル塩化ナトリウム) 中５％（デキストロース２．５％〜５％の範囲が好ましい）のデキストロース１リットルを混合することによって処方される。あるいは、デキストロースは、半規定生理食塩水（０．４５モル塩化ナトリウム）中で送達させてもよい。デキストロースは、細胞エネルギーとＡＴＰ生成のために保存臓器が必要とする主成分の１つである。デキストロースはグルコースの１形態であって、解糖の好気経路とクレブス回路を刺激することによって作用し、体内エネルギー生成のための一次生化学過程となっている。このデキストロース溶液に、４ミリ等量の塩化カリウム（４ｍｅｑ〜６ｍｅｑの範囲が好ましい）を加える。この塩化カリウムの目的は、細胞内及び細胞外カリウムを正常な生理的レベルに保つことによって、不整脈（異常な心臓律動）を予防することである。３５単位のレギュラーインシュリン（２０単位〜４０単位の範囲が好ましい）も一次溶液に加えることが好ましい。インシュリンは、グルコースを細胞内に移動させて、細胞質及びミトコンドリア代謝過程に利用できやすくするように作用する。インシュリンはまた、細胞外カリウムを細胞内に移動させ、生理的なカリウム値を確保するのにも役立つ。塩化カルシウム１．５グラム（塩化カルシウム１．０グラム〜１．５グラムの範囲が好ましい）も加えることが好ましい。塩化カルシウムは、心筋収縮に必要な主要カチオンであり、それが正常な生理的レベルで存在することが、ドナー心臓を拍動状態すなわち活動状態に保つために重要である。塩化カルシウムは、心筋収縮力を増大させるための陽性変力剤としても作用し、拍動状態のドナー心臓の保存時における正常な心筋機能のためにもやはり必要である。ＩＶバッグ８２の中で保存される一次滴下溶液は、１５ｍｌ/ 時間（１５ｍｌ/ 時間〜４０ｍｌ/ 時間の範囲が好ましい）という好ましい滴下速度で滴下マニホールド８０に供給される。一次溶液の別の態様においては、好ましくは５ｍｌの重炭酸ナトリウム（５ｍｌ〜１０ｍｌの範囲が好ましい）を溶液バッグに加え、７．４〜７．５という正常ｐＨを維持する。すなわち、重炭酸ナトリウムの添加は、溶液を緩衝化するように作用する。
【００５５】
開示される第２の溶液は、脂肪酸溶液、すなわち飽和及び/ 又は不飽和モノカルボン酸溶液であることが好ましい。Ｃ３〜Ｃ１０、Ｃ３〜Ｃ８鎖脂肪酸、好ましくはＣ３、Ｃ７又はＣ８鎖脂肪酸をはじめとする単鎖及び長鎖の両方の脂肪酸を用いることができる。好ましい態様においては、本目的は、２０％脂質内溶液（１０％〜２０％の範囲を用いることが好ましい）によって達成される。脂質内溶液の好ましい濃度としては、現在、市販品製造業者から、１０％の脂質内溶液又は２０％の脂質内溶液が入手できる。あるいは、脂肪酸を提供する大豆ベース由来のソヤカル（soyacal ）を用いてもよい。脂質内溶液は、２ｍｌ/ 時間（１ｍｌ/ 時間〜２ｍｌ/ 時間の範囲が好ましい）という好ましい速度で滴下マニホールド８０に供給される。脂質内溶液は、ドナー心臓の細胞によって直接的に代謝されうる脂肪酸の含有率が高いという理由で、本発明と合わせて使用するのに好ましい。脂肪酸は、心筋細胞のエネルギーの一次供給源である。心筋細胞のエネルギーのニ次供給源は、第１の滴下溶液によって供給されるグルコースである。
【００５６】
開示される第３の溶液は、好ましくは２５０ｍｌの規定生理食塩水（２５０ｍｌ〜５００ｍｌの範囲が好ましい）と、好ましくは４ｍｇのエピネフリン（エピネフリン４ｍｇ〜８ｍｇの範囲が好ましい）を混合することによって調製される。この溶液を用いて、ドナー心臓に、正常な心拍数と収縮性に必要なベースライン値のカテコールアミンを供給する。エピネフリンは、心拍数を正常な生理的範囲内に保つ目的にも用いられる。エピネフリンは、保存心臓の交感神経系の受容体を刺激することによって作用する。本発明と並行して行われた研究で、血清中カテコールアミン値の頻回測定を行ったところ、潅流システム１０の中で２〜６時間の保存を行った後で血漿中カテコールアミン値が著しく低下することが示されている。第３の溶液は、ベースライン値のカテコールアミンを維持するために、４ｍｌ/ 時間（２ｍｌ/ 時間〜１２ｍｌ/ 時間の範囲が好ましい）という好ましい滴下速度で滴下マニホールド８０に供給される。第３の溶液すなわちエピネフリン溶液のさらに別の態様においては、好ましくは２ｍｌの重炭酸ナトリウム（２ｍｌ〜５ｍｌの範囲が好ましい）を溶液バッグに加え、７．４〜７．５という正常ｐＨを維持する。すなわち、重炭酸ナトリウムの添加は、溶液を緩衝化するように作用する。
【００５７】
保存臓器１２は拍動状態に保たれるため、正常体温の温度で心臓に酸素富化血液が供給されることが重要である。保存臓器は、すでに開示した３種類の化学物質溶液から成るバランス基質の供給も受けなければならない。また、保存期間は最大２４時間まで、又はそれ以上にわたるため、保存臓器１２は、正常な拍動動作を維持するために、大量のエネルギーを供給されるとともに、様々な化学組成物の補給を受けねばならない。別の好ましい態様の一部として、脂肪酸は、溶液バッグ２７４を介して液媒体中に送達させ、残りの化学組成物は、溶液バッグ２７２を介して液媒体中に送達させることができる。
【００５８】
図４に移り、モービルカート１４０に設置された状態の潅流システム１０を示す。開示されるように、カート１４０は、４つのポスト（post）１４８によって支持される上段シェルフ１４２と中段シェルフ１４４と下段シェルフ１４６を具備している。各ポスト１４８の下部末端は、ロッキングキャスター１５０を具備している。ポスト１４８のうちの２つには、１対の調節可能ポール１５２、１５４が係合している。各ポール１５２、１５４の高さは、スレッド式ロッキングノブ１５６を用いて調節可能である。ポール１５４は、後負荷カラム６０の高さを設定するためのライン６０及び６２を支持することを主な目的とする調節可能アーム１５８を具備している。調節可能アーム１５８は、調節可能アーム１５８の高さを設定するためのスレッド式ロッキングノブ１６０、及びライン６０、６２を支持するためのフック部分１６２をその外側末端部に具備している。
【００５９】
カート１４０の上段シェルフ１４２は、保存チャンバー２０を受容し固定するための円形アパチャーと環状クランプ１７０を具備している。開示されるように、保存チャンバー２０は、環状クランプ１７０にはめ込まれ、複数の蝶ねじ１７２で固定される。具体的には示さないが、環状クランプ１７０と蝶ねじ１７２は、保存チャンバー２０を固定するためのリリースレバーによって操作される環状クランプで代替してもよい。上段シェルフ１４２は、様々なラインを保存チャンバー２０から下の要素まで下げさせる矩形アパチャー１７４も設けられている。中段シェルフ１４４も、同様の機能を付与する矩形アパチャー１７６を具備している。開示されるように、リザーバー３０は、中段シェルフ１４４上の保存チャンバー２０の直下位置に置かれる。中段シェルフ１４４は、膜オキシジェネーター３８に必要な酸素と二酸化炭素の混合物を供給するための酸素ボトルとレギュレーター１７８も具備している。下段シェルフ１４６は、遠心ポンプ３４、膜オキシジェネーター３８、及びウォーターヒーター４０を支持するのにとくに適している。これらのものは通常、潅流システム１０と係合する要素のなかでは最も重いものであるため、これらの要素が下段シェルフ１４６上に位置することで、全体の重心を下げるのに役立っており、モービルカート１４０をさらに安定化させる。上段シェルフ１４２は、流量計７０及びデジタル式圧力記録システム７４を支持するための十分な表面積を提供する。しかしながら、潅流システム１０と合わせて使用するために、さらに別の電子測定及びフィードバック器具を上段シェルフ１４２によって支持することもできる。最後に、透明な硬質プラスチックカバー１８０をカート１４０の上端部にかぶせることができる。カバー１８０は、上段シェルフ１４２の上に置かれた要素の肉眼的観察を可能にするとともに、潅流システム１０及び保存チャンバー２０をさらに保護する。
【００６０】
当業者であればその良さがわかるはずであるが、モービルカート１４０は、潅流システム１０の機能全般に対して大幅な強化をもたらす。より具体的には、潅流システム１０は、別の保存位置から手術室へ台車運搬することができる。また、カート１４０は、臓器採取時と臓器埋め込み時のいずれの際にも１つ又は複数の手術室内で容易に移動させることができる。さらに、ロッキングキャスター１５０が、好ましくない動きを防止する１つの位置にカート１４０を固定させる。モービルカート１４０の全体サイズは、救急車などの陸上交通手段、又は病院ヘリコプターやエアプレーンなどの自家用又は商用航空機の中のいずれにおいても、容易に輸送することができるようなものである。すなわち、モービルカート１４０は、レシピエントへの埋込み用に採取された臓器の輸送の全体的効率を上げる働きをする。
【００６１】
ここで図５に移り、別の好ましい態様に従い、本発明の保存システム２００を示す。保存システム２００は、上記に開示される潅流システム１０と同様の要素を多数共有し、同様の方法で動作することが注目される。すなわち、保存システム２００は、従来技術に伴う経時的虚血を低減又は排除し、浮腫を抑制又は排除し、生理的方法により保存臓器に化学強化剤を供給する働きもする。しかしながら、保存システム２００と関連するいくつかの改良点について、以下、さらに詳細に説明する。保存システム２００の本構成は、ドナー心臓１２を拍動状態又は非拍動（停止）状態のいずれかで採取し、保存システム２００に接続させ、拍動状態に保たれて、保存液の生理的冠流の供給を受けるようにもする。
【００６２】
図５で具体的に示されるように、心臓はそれ自体のパルス流を生成するために活動状態で拍動しているため、生理的冠流はパルス状態で供給される。すでに述べたように、保存期間を延長するために用いられる液媒体は、保存システム２００を通って循環される主に自己の、同種の、又は適合性の血液から成るということが、本発明の利点の１つである。次いで、本明細書で説明する化学強化剤を、血液と混合し、保存液媒体を調製する。すなわち、ドナー心臓１２は、その臓器を生存状態に保つための保存及び維持期間の間、酸素と様々な化学強化剤を供給される。本発明の目的のためには、生存状態とは、臓器が生理的レベルで機能している状態をいう。さらに、細胞老廃物及び代謝物が正常な生理的状態で臓器から運び出され、保存システム２００の外に濾去される。あるいは、細胞老廃物や代謝物は、リザーバーの中の血液をトランスフューズ（ｔｒａｎｓｆｕｓｉｎｇ）することによって、保存システム２００内部から希釈又は除去することができる。さらに細胞老廃物や代謝物は、適当な血液透析フィルターで除去することができる。
【００６３】
保存システム２００は、ドナー心臓１２を、最大２４時間まで、又はそれ以上にわたり、拍動状態に保つためのインビボのヒト循環器系をシュミュレートするように設計されている。この保存技術は、約３７℃の正常体温の温度で、又は約２０℃〜約３７℃の実質的に正常体温の温度で操作されうる。上記に開示されるように、保存システム２００は。自己血又は同種又は適合性血液又は代用血液、及びその他の保存溶液から成る化学組成物から成る液媒体をドナー心臓１２に循環させるための閉鎖保存回路２０２から成る。開示されるように、血液は、臓器と適合性がある全血又は白血球除去全血のいずれかであればよい。図に示したように、保存回路２０２は、酸素富化液体をドナー心臓１２に供給するための１つ以上の動脈ライン１６、及び劣化液体をドナー心臓１２から運び出すための１つ以上の静脈ライン１８を具備している。本態様によれば、動脈ライン１６は、液媒体を臓器の少なくとも１つの大血管に送達するための送達手段から成り、静脈ライン１８は、液媒体を臓器から運び出すための手段から成る。本発明の方法の一部として、動脈ライン１６を用いて、非活動及び活動状態のいずれかの状態にあるドナー臓器１２への液体の供給及び/ 又は潅流を行う。
【００６４】
さらに図５を参照しながら、保存回路２０２に接続した状態のドナー心臓１２を示す。ドナー心臓１２は、液媒体と交通した状態のドナー心臓を入れるための封入手段２０６の中に閉じ込められている。開示されるように、封入手段２０６は、保存臓器を保護し、目に見えるようにすための硬質プラスチックチャンバーである。封入手段すなわち保存コンテナー２０６は、透明ポリカーボネート又はその他の適当な硬質プラスチック材料でできていることが好ましい。開示されるように、封入手段２０６は、一重又はニ重ジップロッククロージャー（zip-lock closure）を有するバッグの形をした、厚いが軟質で可塑性のプラスチック容器から成るものであってよい。バッグは、ドナー心臓１２などの保存臓器又はその他の固体臓器の高低及び形状に合うように形成されたものであることが好ましい。
【００６５】
図に示すように、保存コンテナー２０６は、やはり中空繊維膜オキシジェネーター２０８と熱交換器２１０を含む一体化保存デバイス２０４の一部を形成する。本態様の一部として、オキシジェネーター２０８は、液媒体の少なくとも一部を酸素富化するための酸素富化手段から成り、熱交換器２１０ならびにそれに関連する温度制御水を供給するためのウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６は、臓器の温度を約２０℃〜約３７℃に保つための温度制御手段から成る。図からわかるように、保存コンテナー２０６は、上記に開示した保存チャンバー２０と実質的に同様であるが、本発明の一部として、保存コンテナー２０６は、保存液又は液媒体の供給物を保存するための液体リザーバー２１２を同時に形成するためにやや大き目となっている。図に示すように、保存コンテナー２０６は、約５００〜３０００ｍｌの液体が入るための液体リザーバー２１２を形成するのに十分に大きいことが好ましい。このデザイン特徴により、必要に応じて、ドナー心臓１２を保存コンテナー２０６の中の液体の中に実質的に浸漬及び/ 又は浴浸することができる。
【００６６】
保存コンテナー２０６は、開放した上端部を有し、ほぼ円筒状の側壁９０によって形成され、リザーバー出口２２２への液体の流れを促進する勾配底部９２を有する。円筒状側壁９０の上端部は、図２に示すように、カバーアセンブリー２２を受容するためのさらに別の面を提供するために、その周囲を囲むように外側に突き出たフランジ９４も具備している。カバーアセンブリー２２の残りの部分は、多数の血液入口又はポート２９２及び１つ以上の安全バルブ２９４が加えられている点以外は、上記に開示したものと実質的に同様である。
【００６７】
保存コンテナー２０６は、保存液から粒状物質を除去する働きをする１対のフィルター２１４も具備している。各フィルター２１４は、ポリウレタンスポンジから成ることが好ましい。すなわち、フィルター２１４は、液媒体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段の一部をなす。各フィルター２１４の１端側は、再循環保存液からの気泡や発泡の低減及び/ 又は除去をさらに補助するシリコン製消泡スクリーン２１６を含む。保存期間中ドナー心臓１２を支持するためのシリコンフォームパッド２１８が、保存コンテナー２０６の下部内に置かれている。シリコンパッド２１８は、衝撃吸収用スポンジとしても作用する。図に示すように、保存回路２０２の操作中に液体リザーバー２１２の中の保存液を排出することが望ましい場合は、ストップコック２２６を有するさらに別のポート２２４も設けられる。
【００６８】
リザーバー出口２２２を遠心ポンプヘッド２３０と接続するための出口ライン２２８が設けられている。ポンプヘッド２３０に与えられる回転力と制御を作り出すポンプヘッドドライバー２３２が設けられている。本用途に好ましいポンプヘッド及びポンプは、磁場によって移動するコーンを介して血液を移送させるとともに、血液の溶血を極力抑える生体適合性表面を含むメドトロニック社製のＢｉｏｍｅｄｉｃｕｓ ５５０である。図からわかるように、遠心ポンプヘッド２３０及びドライバー２３２は、液媒体の圧力を制御するための圧力制御手段と、液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御手段の両方から成る。
【００６９】
遠心ポンプ２３０は、ポンプ出口ライン２３４を介して、血液及び保存液を、保存液を所定の温度まで加温又は冷却する一体化熱交換器２１０に移動させる。ドナー臓器１２は約３７℃の正常体温の温度に保たれることが好ましいが、一体化熱交換器２１０を用いて、保存液の温度を約２０℃の温度まで下げることもできる。この加熱及び冷却機能は、ウォーター回路ライン２４０を介して熱交換器２１０の水側２３８を通して温度制御水を循環させるウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６によって行われる。保存液は、一体化熱交換器２１０の第２液側２４２を通って循環し、そこで所望温度に到達する。
【００７０】
次いで、温度制御された保存液は、接続ライン２４４を通って、一体化膜オキシジェネーター２０８に流れ込む。本態様の一部として、保存液の中の血液が、好ましくは９５％〜９７％Ｏ２と３％〜５％ＣＯ２の混合物を用いて、１〜５Ｌ/ 分の速度で、膜オキシジェネーター２０８によって酸素富化される。この混合物は、入口/ 出口ライン２４６を介してオキシジェネーター２０８に供給される。すでに述べたように、好ましいオキシジェネーターとしては、ソーリンバイオメディカル社製のＭｏｎｏｌｙｔｈオキシジェネーターやメドトロニック社製のＭＩＮＩＭＡＸ ＰＬＵＳなどの中空繊維オキシジェネーターが挙げられる。図５には具体的には示していないが、膜オキシジェネーター２０８は、レギュレーター付き酸素ボトル１７８（図４）から、必要な酸素と二酸化炭素の混合物を与えられる。オキシジェネーター２０８は、加圧保存液を他のデバイスに送達させる複数の出口も具備している。オキシジェネーター２０８の出口のうちの少なくとも１つは、オキシジェネーターを出る液媒体の温度を監視するために用いることができる一体化温度監視プローブ（図示せず）を具備していることを、認識しておかねばならない。より具体的には、第１の出口ライン２４８が動脈フィルター２５２に保存液を供給する。フィルター２５２は、メドトロニック社製小児用動脈フィルターなどの２０ミクロン動脈フィルターであることが好ましい。第２の出口ライン２５０は、再循環ラインとして働き、白血球フィルター２５４に保存液を供給する。フィルター２５４は、ポールフィルターズ社製Ｐａｌｌ白血球除去フィルターなどのミクロン白血球フィルターであることが好ましい。すなわち、フィルター２５２及び２５４は、液媒体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段から成る。
【００７１】
動脈フィルター２５２の出口は、フィルター出口ライン４８を介してセレクターバルブ５０に接続されている。セレクターバルブ５０は、液体流を初期潅流ライン５２（大動脈を介する順向潅流用）、左心房供給ライン５４( 左心房を介する順向潅流用) 、又は両方のライン同時（プライミング用）のいずれかに向かわせるためのいくつかの位置の１つに置くことができるマルチポジションストップコックである。さらに、セレクターバルブ５０は、完全に動作を停止させてもよい。すでに述べたように、ライン４８、５４、及び場合によってはライン５２と５８が、保存回路２０２の動脈側１６すなわち送達手段を形成する。初期潅流ライン５２の末端は、ティー又はＹコネクター５６に接続されており、次いでこのものは大動脈ライン５８と後負荷カラムであるライン６０に分岐する。ティー５６の一端は、保存液の圧力、より具体的には大動脈根部圧力を、セントラル信号プロセッサー及びコントローラー５６０によって監視できるようにする圧力トランスデューサー２５６も具備している。高さ調節可能後負荷カラムライン６０と大動脈返送ライン６２を接続するために、ストレートコネクター２５８が設けられている。上に設けたストップコックに固定されたサイホン防止バルブを有するルアーポート６３が、コネクター２５８に一体化されており、コネクター２５８を横切って圧送された液体が、後負荷ライン６０からさらにサイホンすることなく、大動脈返送ライン６２を通って流れるようにするための単向バルブとして作用する。
【００７２】
後負荷ライン６０の遠位末端は、保存液をリザーバー２１２に返送させるために、３方向ポート２６０上のコネクターの１つに取付けられている。すでに述べたように、大動脈ライン５８は、保存システム２００がどのモードで動作しているかによって、ドナー心臓１２への流れとドナー心臓１２からの流れの双向流を供給する。また、後負荷カラム６０の高さは、ドナー心臓１２がそれに対して拍動すなわち圧送するところの後負荷圧を選択的に変化させるために、一定範囲の垂直位置に調節可能である。後負荷カラム６０の高さは、コントローラー５６０によって受容される冠流及び大動脈及び/ 又は左心室圧力信号に応答してフィードバック調節される電気機構器具によって調節される。後負荷カラム６０を通して圧送された保存液がストップコックコネクター２５８とサイホン防止ルアーポート６３を横切ると、重力により大動脈返送ライン６２を介して液体リザーバー２１２に返送される。また、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２の３方向ポート２６０とカニューレ１２２の間に接続されて、冠流出液を液体リザーバー２１２に返送させる。すなわち、ライン５８、６０、６２及び６４が保存回路２０２の静脈側１８を形成して、液媒体を心臓から運び出す手段を提供する。
【００７３】
大動脈流は、大動脈ライン５８の一部をなす超音波フロープローブ６６によって測定される。同様に、超音波フロープローブ６８は、右心室から液体リザーバー２１２へと右心室返送ライン６４を通って流れる冠流出液の冠血流を測定する。フロープローブ６６、６８によって生成された信号は、システムコントローラー５６０上のそれぞれの入口６６Ａ、６８Ａに送られる。あるいは、超音波フロープローブ６６及び６８によって生成された大動脈及び冠流信号は、ドナー心臓１２の状態の監視及び保存システム２００の動作状態を補助する少なくとも２つのチャンネルを有する図１に示した流量計７０又は図１１に示した流量計５６２などのマルチチャンネルデータレコーダー/ コントローラーによって受信される。すでに述べたように、好ましい流量計は、トランソニックシステムズ社製の２チャンネル流量計である。しかしながら、本態様の場合、セントラルコントローラー５６０が、様々なトランスデューサーによって生成される信号をフィードバック信号として受信することで、１つのセントラルステーションからのすべての関連信号を監視することになる。あるいは、圧力トランスデューサー７２及び２５６からの信号は、マルチチャンネルデータレコーダーによって監視し、ラップトップコンピューター５６４によって表示してもよい。好ましい装置としては、アドインスツルメンツ（ADInstruments, Inc. ）社製のＭａｃＬａｂ（登録商標）などの一体化ハードウエア/ ソフトウエアシステムがある。次いで、これらのフィードバック信号を、コントロールライン５８０を介してポンプ２３０によって供給される圧力と流れ、ならびに双向コントロールライン５８２を介して熱交換器２１０の温度を監視し、調節するために用いることができる。また、セントラルプロセッサー又はコントローラー５６０は、オキシジェネーター２０８の温度プローブ出口( 図示せず) からの温度フィードバック信号５８４を受信することも示した。
【００７４】
冠流は、心臓１２の上の後負荷カラム６０の高さを調節し、ポンプ２３０によって生成される流速を調節することにより、許容される生理的範囲( ３００〜５００ｍｌ/ 分) 内に維持される。後負荷圧は約７０ｍｍ水銀柱に維持されるが、必要に応じて調節することができる。ドナー心臓１２の腔内圧を測定するために、マイクロチップ圧力カテーテル７２が左心房１３４を介して左心室に挿入される。好ましい圧力カテーテル７２としては、ミラーインスツルメンツ社製のタイプのものが挙げられる。圧力カテーテル７２によって生成されるすべての圧力測定値は、やはり保存臓器１２の状態の監視を補助するマックラブ（Maclab）社製のものなどのデジタル式圧力記録システム７４を用いて記録され、表示される。開示されるように、圧力記録システム７４は、多数の圧力測定値を記録し、表示することができる。他方、圧力カテーテル７２により生成される信号は、保存又はディスプレイ７２Ａにオンラインでセントラルコントローラー５６０により受信されてもよい。
【００７５】
本発明の一部として、コントローラー５６０は、保存期間中後負荷カラム６０の高さを自動的に調節することができる機械式アクチュエーター（actuator）又はアーム５６６（図１１）も制御するものとする。これは、フロープローブ６６、６８によって生成されるフロー信号、及び図に示したように、それぞれ２５６Ａと７２Ａにオンラインでコントローラー５６０によって受信される圧力トランスデューサー２５６及び圧力カテーテル７２によって生成される圧力信号を監視することで、達成される。
【００７６】
あるいは、ペースメーカー及び内部除細動器２２０を、ペーシングリード（pacing lead ）２２１を介して保存心臓１２の心室壁に接続し、保存期間中の望ましくない不整脈をＤＣショックによって矯正してもよい．
【００７７】
オキシジェネーター２０８の第２のポートが、出口ライン２５０に酸素富化血液を供給し、この血液が白血球フィルター２５４に運ばれる。フィルター２５４の出口ライン２６２が、保存液を、第１のストップコック２６６と第２のストップコック２６８の間のライン２６２に一連する位置に置かれた血液透析フィルター２６４フィルターに送達させる。血液透析フィルター２６４は、保存臓器によって産生される可能性のある代謝老廃物を除去する働きをする。本用途に好ましい血液透析フィルター２６４としては、コーブ（Cobe）社又はバクスター（Baxter）社製のものがある．
【００７８】
ストップコック２６８の出口が、濾過血液を２ポート滴下マニホールド２７０に供給し、このものが、それぞれ溶液バッグ２７２及び２７４から第１及び第２の保存溶液を受容する。図に示したように、滴下マニホールド２７０は、滴下マニホールド２７０を通って流れる保存液への本発明の化学物質溶液の送達を制御するのを補助する２つのストップコックバルブを具備している。滴下マニホールド２７０の出口ライン２７６は、強化保存液を液体リザーバー２１２に返送させるための３方向ポート２６０に接続される。具体的には示さないが、当該分野において公知のごとく、滴下バッグ２７２、２７４に含まれている化学物質溶液の滴下マニホールド２７０への滴下速度を個々に制御し調節するために、インフュージョンポンプが、各溶液バッグ２７２、２７４と滴下マニホールド２７０の間に挿入されることを認識しなければならない。
【００７９】
保存システム２００の様々なラインや要素を作製するためには、様々な材料を用いることができる。保存回路２０２のほぼすべてのラインと要素は常に保存液媒体と接触しているため、体外人工表面への液内血液曝露によって引き起こされる急性炎症性反応を抑制することが望ましい。この問題を解決するために、潅流回路１４の中のすべての接触面をヘパリンでコーティング又は結合させて、補体と顆粒球の活性化を低減させてもよい。あるいは、ヘパリンは、保存回路２０２を通して循環する液媒体に直接的に導入してもよいし、他の生体適合性表面を回路２０２に利用してもよい。ヘパリンの導入は、回路の中の血液凝固を極力抑えるのに役立つ。
【００８０】
さらに図５を参照しながら、保存システム２００の動作についてさらに具体的に説明する。上記のように、ドナー心臓は、拍動状態又は非拍動すなわち停止状態のいずれかの状態で採取され、保存チャンバー２０６に入れられる。この時点で、遠心ポンプ２３０が酸素富化され再加温された血液を、ライン２４８を通して移動させている。プライミングの際は、セレクターバルブ５０が、血液が初期潅流ライン５２と左心房供給ライン５４を同時に通過するような位置に置かれる。保存回路２０２の動脈ライン１６が、気泡又は空気ポケットの存在を排除するのに十分にプライミングされたら、初期潅流ライン５２に液体を供給するための位置にバルブ５０が回転される。次いで、大動脈ライン５８は、大動脈カニューレ１２０を用いて大動脈１３０に接続され、固定される。この手順により、血液は大動脈ライン５８に流れ込み、大動脈１３０を介して非活動拍動状態のドナー心臓１２をただちに潅流する。
【００８１】
あるいは、コネクター２５８上のストップコックを閉じて、大動脈１３０への血流を最大化させてもよい。この大動脈１３０を介する順向潅流の手順は、ドナー臓器の安定化を図るとともに、装置取付け時間を確保するために、約１０〜１５分間にわたり実施される。この装置取付けの際に、残りのフローラインはドナー心臓１２に接続される。より具体的には、大動脈ライン５８と大動脈１３０の間の接続が完了し、液漏れがないかチェックされ、供給ライン５４が左心房１３４に接続され、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２に接続される。次いで、肺静脈、上部及び下部大静脈が手術用縫合糸を用いて閉鎖される。この初期接続プロトコルの際は、あらゆる過剰血流は保存コンテナー２０６内に閉じ込められ、リザーバー２１２に返送される。
【００８２】
安定化段階終了時に、大動脈１３０への流れが、左心房供給ライン５４を介する左心房１３４への流れを同時的かつ徐々に増大させるとともに、初期潅流ライン５２を通る流れを徐々に遮断する回転セレクターバルブ５０によって、正常動作位置まで戻される。次いで、コネクター２５８のストップコックが開き、血液を、後負荷ライン６０と返送ライン６２を通って流れさせる。次いで、この手順が、ドナー心臓１２を非活動状態から活動状態に切りかえ、血液がドナー心臓１２によって保存回路２０２の返送ライン１８を通して圧送され、パルス状冠流送達を確実にする。
【００８３】
動脈又は送達ライン１６を通るドナー心臓１２への血流は、遠心ポンプ２３０によって補助される。流速、圧力及び温度は、保存液の圧力と流速を制御するためのポンプヘッド２３０のスピードを調節するコントローラー５６０によって監視される。ドナー心臓１２は、保存チャンバー２０上の後負荷カラム６０の垂直位置によって作り出される後負荷圧に抗して拍動させ、これによりパルス状冠流が発生する。また、酸素富化血液が冠血管系に供給され、冠血管系から来る脱酸素化血液が右心室から肺動脈返送ライン６４へと圧送され、リザーバー２１２に返送される。この時点で、ドナー心臓１２は、保存期間中、生存性の拍動状態に維持されうる。
【００８４】
ここで図６に移り、保存システム２００の別の構成を示す。図からわかるように、図６に示した保存システム２００は、図５に示した要素のうちの多くのものから成るが、非パルス状又は半定常流ではなく、パルス状冠流がドナー心臓１２に供給されるという主な相違点がある。したがって、この構成は、ドナー心臓１２が拍動非活動状態で保存されるために、液体運搬ラインのいくつかを無くすことができる。
【００８５】
本態様においては、保存システム２００は、一体化された保存コンテナー２０６とリザーバー２１２を含む同様の一体化保存デバイス２０４と中空繊維膜オキシジェネーター２０８と一体化熱交換器２１０を含む。オキシジェネーター２０８と熱交換器２１０は、上記と実質的に同様の方法で操作される。すでに述べたように、リザーバー２１２の中で保存される保存液は、出口ライン２２８を介して、パルスポンプ２８０へ送達されるべくリザーバー出口２２２を通って流れる。パルスポンプ２８０は、電気制御ユニット２８２によってパルス駆動される。本用途に好ましいパルスポンプは、サーモカルディオシステムズ社製Ｈｅａｒｔｍａｔｅ電気補助ポンプ又はバクスターヘルスケア社製Ｎｏｖｏｃａｒ（登録商標）左心室補助ポンプのいずれかである。あるいは、本態様の保存回路２０２とも適合性があって、より低コストでパルス流の機能を提供する、より低い厳格度の規格に合わせて設計された他のパルスポンプもある。
【００８６】
すなわち、パルスポンプ２８０は、遠心ポンプ２３０によって生成される定常流とは逆に、パルス流を生成する。熱交換器２１０とオキシジェネーター２０８を通る保存液の流れは、上記したものと実質的に同様である。次いで、第１の出口ライン２４８が、保存液を動脈フィルター２５２に運ぶ。フィルター２５２の出口は、その一体化された一部として形成された同様の圧力トランスデューサー２５６を有するストップコックコネクター２８４に接続される。次いで、保存液は大動脈送達ライン２８６を通って、大動脈カニューレ１２０を介して大動脈１３０に流れ込む。送達ライン２８６中の液体の圧力は、圧力トランスデューサー２５６を通して監視することができる。この大動脈１３０への反対方向での保存液送達法は、冠血管系を、酸素富化血液と本発明の様々な化学強化剤から成る液媒体で潅流させる。次いで、冠流出液が、肺動脈１３２を通って、カニューレ１２２に圧送される。次いで、冠流出液が肺動脈返送ライン２８８を通って液体リザーバー２１２に返送される。再循環ライン２５０、ならびにそれに配置されている白血球フィルター２５４、血液透析フィルター２６４及び滴下マニホールド２７０をはじめとする様々な要素は、上記と実質的に同様の方法で動作することが注目される。また、大動脈送達ライン２８６及び肺動脈返送ライン２８８はそれぞれが、送達及び返送ラインを通過する流速を測定するための超音波フロープローブ６６、６８（それぞれ）を具備していることも示した。
【００８７】
図６の代替構成の一部として、保存コンテナー２０６はドナー心臓１２を入れるために同様のサイズとされ、約５００〜３０００ｍｌの液媒体を保存するための液体リザーバー２１２を構成している。しかしながら、１つのポリウレタンフィルター２１４と１つのシリコン製消泡スクリーン２１６だけ用いられる。図からわかるように、保存回路２０２へのこの変更は、順向潅流技術を用いて冠動脈に供給するために、大動脈１３０へ酸素富化血液を運ぶための１つのライン又は送達手段、及びドナー心臓１２から冠流出液( 脱酸素化血液) を運び出すために肺動脈に連結される１つのライン又は手段だけの使用を可能ならしめるものである。すなわち、パルスポンプ２８２によって提供されるパルス流により、左心房とつながるカニューレや潅流ラインを追加する必要がなくなる。このパルス流が、冠痙攣、冠内皮障害を予防するとともに、保存臓器の微小循環を適正化するための生理的特性を冠流に提供する。ドナー心臓１２を拍動非活動状態で保存することで、酸素消費量の低減と後負荷カラムに対するポンプのストレスの低減を図ることができる。これによりさらに、細胞代謝と細胞老廃物が低減され、保存期間の延長につながる。あるいは、左心室内に心臓内ベントを留置して、大動脈弁から漏出する血液を排出してもよい。
【００８８】
該代替構成の一部として、保存コンテナー２０６はドナー心臓１２を入れるために同様のサイズとされ、約５００〜３０００ｍｌの液媒体を保存するための液体リザーバー２１２を構成している。しかしながら、液媒体と保存臓器( 図示せず) を分離するための内部隔壁が存在する。本構成においては、回路の液媒体から分離されたリザーバーの上端部に臓器が置かれる。本構成によれば、保存及び輸送期間中、保存臓器を完全に可視化することができる。
【００８９】
以上、移植用のドナー心臓の保存について説明したが、保存システム２００を用いて、再建手術やその他のタイプの手術の際の心臓の維持を図ることもできるということも、本発明の範囲に含まれる。すなわち、本手順によれば、個体の心臓を摘出して、本発明の保存回路２０２に入れ、体外側で手術することができる。この場合、患者は、当該分野において公知のごとく、適当なバイパス及び心臓/ 肺マシンにより、一時的に維持されることができる。しかしながら、心臓又はその他の臓器を矯正手術のために摘出し、その臓器を生存状態に保てば、通常であれば複雑で高リスクであると思われる手順を、体外側の臓器に対して容易に実施することができる。臓器に対する手術が完了したら、その臓器を元の患者の体内に再移植する。別の用途としては、癌治療のための化学療法により、臓器を摘出して維持し、その臓器を潅流することがある。化学療法の手順終了後、臓器を再移植することができる。この手技は、肝臓、腎臓、又は膵臓の癌の治療のためにとくに有用である。すなわち、本発明の開示内容による保存システム２００は、移植用ドナー臓器を生存状態に保つこと以外にも、様々な用途を提供する。
【００９０】
ここで、図７〜１０を参照しながら、本発明の教示による保存システムの別の態様について開示する。下記説明を検討すれば、本発明の保存システムはまた、腎臓、肝臓、肺、膵臓、小腸、及び重度の熱傷若しくは外傷患者、又はガン患者にさえ移植のために使用することができる筋遊離皮弁（myocutaneous free flap）など、特に限定なく様々な固体臓器を保存するために利用できることが認められるだろう。該保存システムは、移植又は形成及び再建手術のために、大動脈などの様々な血管、及び静脈移植片を生存状態に保つ目的にも用いることができる。本発明のこの態様によれば、生存状態に保存又は維持すべき固体臓器は、当該臓器のためにとくに設計されたソフトシェルバッグ（soft shell bag）の中に封入される。適合性のある血液を含んだ保存液が臓器に送達され、臓器から運び出されるように、少なくとも１つの動脈と１つの静脈がカニューレ留置される。すなわち、本代替構成に必要な保存回路は、上記したようにドナー心臓を保存するために用いられるものと同様である。
【００９１】
とくに図７を参照して、腎臓３１０を保存するための保存システム３００を示す。腎臓保存回路３０２は、酸素富化液体を腎臓３１０に送達し、劣化液体を腎臓３１０から運び出す働きをする。腎臓保存回路３０２も、保存コンテナー２０６及び液体リザーバー２１２を形成する一体化保存デバイス２０４、熱交換器２１０、及びオキシジェネーター２０８を利用する。加温され酸素富化された保存液は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１ポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、ライン３１２を通る流速を測定する。ライン３１２は、動脈ストップコックコネクター３１８に接続する。圧力トランスデューサー３２０がストップコックコネクター３１８の反対側末端に形成されており、ソフトシェルバッグの動脈フィッティング（fitting ）３２２にやはり接続する。動脈カニューレ３２４が動脈フィッティング３２２の中に挿入されていて、ソフトシェルバッグ３６０の保存チャンバー３６４の中に伸びている。次いで、動脈カニューレ３２４は、ドナー腎臓３１０に酸素富化保存液を送達するために腎動脈３２６に接続する。同様に、返送ライン３２８が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と静脈ストップコックコネクター３３０の間に伸びている。劣化液の返送流を監視するために、返送ライン３２８に沿って超音波フロープローブ３５６も設けられている。コネクター３３０の反対側末端は、ドナー腎臓３１０から運び出された劣化液媒体の圧力を監視するために用いられる圧力トランスデューサー３３２も具備している。圧力トランスデューサー３３２は、挿入された静脈カニューレ３３６も含む静脈フィッティング３３４に接続する。静脈フィッティング３３４もソフトシェルバッグ３６０と一体的に形成されていることが好ましい。静脈カニューレ３３６は、ドナー腎臓３１０の腎静脈３３８に接続される。腎臓３１０の尿管３４０は、ライン３４４を通って目盛り付き容器３４６に尿を運び込むための尿管コネクター３４８とやはり一体化されている尿管カニューレ３４２に接続される。容器３４６を変更しなければならない場合、又は尿のサンプルを採取しなければならない場合に、ライン３４４を通る流れを停止させるためのストップコックコネクター３４８がライン３４４に沿って設けられている。また、液体は、ストップコック３５４を通して容器３４６から放出させてもよい。容器３４６の目盛りは、保存期間中、腎臓３１０の尿産生を監視できるようにする。
【００９２】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から様々な滴下速度で化学物質溶液を受容する同様の２ポート滴下マニホールド２７０に接続する。強化保存液は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度は、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって制御される。わかるように、任意の固体臓器を保存するための回路を通して液媒体を循環させるために、遠心ポンプ２３０又はパルスポンプ２８０を用いることができる。
【００９３】
腎臓保存回路３０２と関連する封入手段は、シールされた本体部分３６２と保存チャンバー３６４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ３６０を含む。消泡材ライン、ソフトシェル（図示せず) 、内側ジップロッククロージャー３６６、及び外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー３６４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、かかる臓器が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、シールされた本体部分３６２についてジップを解除して開放することができるフラップ（flap）３７０を形成している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、かかる臓器を入れて、保存チャンバー３６４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー３６４の中に残留する液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。ベントアセンブリー（vent assembly）３７２が本体部分３６２の中に一体化されていて、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、保存チャンバー３６４の中に伸びている。ベント３７２の上端部は、保存チャンバー３６４からの空気の出し入れを可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。また、保存チャンバー３６４は、フラップ３７０を正しくシーリングした後で、ベント３７２を介して、生理食塩水などの生体適合性液体、又は薬学的に活性な液体を満たすこともできるものとする。
【００９４】
腎臓保存バッグ３６０は、保存バッグにさらに構造剛性を与えるとともに、一定の形状を維持することをさらに補助する１つ以上の強化リブ（rib ）３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材３８０から懸垂させる保存バッグ３６０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。ソフトシェルバッグ３６０の利点の１つとして、バッグによって保護しつつ、臓器に超音波プローブを当てることができるために、腎臓３１０をバッグ３６０に入れたままで超音波検査を実施することができるということがある。
【００９５】
ここで、図８に移り、肝臓を保存するための保存システム３００を示す。肝臓保存回路３０４は、酸素富化液媒体を肝臓３９０に送達し、劣化液体を肝臓３９０から運び出す働きをする。肝臓保存回路３０４も、保存コンテナー２０６及び液体リザーバー２１２を形成する一体化保存デバイス２０４、熱交換器２１０、及びオキシジェネーター２０８を利用する。加温され酸素富化された保存液は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１つのポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、上記のようにして、ライン３１２を通る流速を測定する。この位置で、ライン３１２は２つのラインに分岐する。１つは動脈ストップコックコネクター３９２で終了し、他方の分岐は動脈ストップコックコネクター３９４で終了する。各ストップコックコネクター３９２、３９４は、その反対側末端に形成された圧力トランスデューサー３９６、３９８（それぞれ）も具備している。コネクター３９２は、ソフトシェルバッグと一体的に形成されている動脈フィッティング４００にも接続する。適当なカニューレ４０２が動脈フィッティング４００の中に挿入され、ソフトシェル肝臓バッグ４４０の保存チャンバー４４４の内部に伸びている。次いで、カニューレ４０２は、酸素富化保存液をドナー肝臓３９０に送達するための門脈４０４に接続する。動脈ストップコックコネクター３９４も、ソフトシェルバッグの動脈フィッティング４００に接続する。動脈カニューレ４０８が動脈フィッティング４０６の中に挿入され、ソフトシェルバッグ４４０の保存チャンバー４４４の内部に伸びている。次いで、動脈カニューレ４０８は、酸素富化保存液をドナー肝臓３９０の左右葉に送達するために分岐する肝動脈４１０に接続する。同様に、返送ライン４１２が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と、やはりソフトシェルバッグ４４０の中に一体的に形成されている返送フィッティング４１６に順に接続する返送ストップコックコネクター４１４との間に伸びている。
【００９６】
示すように、劣化保存液がそこから直接的に保存チャンバー４４４に流れ込めるように、下大静脈４１８は開放され、カニューレ留置されないままである。すなわち、返送フィッティング４１６は、劣化液を返送ライン４１２から出入りできるように、出口を提供している。返送ライン４１２に沿って、劣化液の返送流を監視するための超音波フロープローブ４２０が設けられている。依然として肝臓３９０に付着している胆嚢４２２は、やはりフィッティング４２６を挿入されている適当な胆嚢カニューレ４２４に接続される。ライン４３０を通って目盛りつき容器３４６に入る胆汁の流れを調節するためのストップコックコネクター４２８がフィッティング４２６に接続される。ストップコックコネクター４２８はまた、容器３４６を変更しなければならない場合又は胆汁のサンプル採取のために、ライン４３０を通る流れを停止させる。また、液体は、ストップコック３５４を通して容器３４６から放出させてもよい。容器３４６の目盛りは、保存期間中、胆嚢４２２の胆汁産生を監視できるようにする。
【００９７】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から様々な滴下速度で化学物質溶液を受容する同様の２ポート滴下マニホールド２７０に接続する。次いで、強化保存液は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度は、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって制御される。
【００９８】
肝臓保存回路３０４と関連する封入手段はまた、シールされた本体部分４４２と保存チャンバー４４４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ４４０を含む。肝臓バッグ４４０は、以下に説明する腎臓バッグ３６０と同じ要素の多くのものが共通していることが注目される。
【００９９】
内側ジップロッククロージャー３６６と外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー４４４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、かかる臓器が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、シールされた本体部分３６２についてジップを解除して開放することができるフラップ３７０を形成している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、かかる臓器を入れて、保存チャンバー３６４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー３６４の中に残留する液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。１対のベントアセンブリー３７２が本体部分３６２の中に一体化されていて、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、保存チャンバー４４４の中に伸びている。各ベント３７２の上端部は、保存チャンバー４４４からの空気の出し入れを可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。また、保存チャンバー４４４は、フラップ３７０を正しくシーリングした後で、ベント３７２を通して、生体適合性又は薬学的に活性な液体を満たすこともできるものとする。
【０１００】
肝臓保存バッグ４４０は、保存バッグにさらに構造剛性を与えるとともに、一定の形状を維持することをさらに補助する１つ以上の強化リブ３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材３８０から懸垂させる保存バッグ４４０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。
【０１０１】
ここで、図９に移り、膵臓４５０を保存するための保存システム３００を示す。膵臓保存回路３０６は、酸素富化液媒体を膵臓４５０に送達し、劣化液体を膵臓４５０から運び出す働きもする。示すように、膵臓４５０は、十二指腸４５２と共に採取される。膵臓保存回路３０６も、一体化保存デバイス２０４を利用する。加温され酸素富化された液媒体は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１つのポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、動脈ライン３１２を通る流速を測定する。ライン３１２は、動脈ストップコックコネクター４５４に接続する。圧力トランスデューサー４５６がストップコックコネクター４５４の反対側末端に形成されており、ソフトシェルバッグと一体的に形成されている動脈フィッティング４５８に接続する。動脈カニューレ４６０が動脈フィッティング４５８の中に挿入されていて、ソフトシェルバッグ４９０の保存チャンバー４９４の中に伸びている。次いで、動脈カニューレ４６０は、膵臓４５０に酸素富化保存液を送達するために膵臓/ 十二指腸動脈４６２に接続する。同様にして、返送ライン４６４が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と静脈ストップコックコネクター４６６の間に伸びている。返送ライン４６４に沿って超音波フロープローブ４６５が設けられている。コネクター４６６の反対側末端はまた、膵臓４５０から運び出される劣化液媒体の圧力を監視するために用いられる圧力トランスデューサー４６８も具備する。圧力トランスデューサー４６８は、その中に挿入された静脈カニューレ４７２も含む静脈フィッティング４７０に接続する。静脈フィッティング４７０もソフトシェルバッグ４９０の中に一体的に形成されていることが好ましい。動脈カニューレ４７２は、膵臓４５０の脾静脈及び／又は門脈に接続する。膵臓４５０の膵管４７６は、ライン３４４を通って同様の目盛り付き容器３４６に膵液を運び込むための一体化カニューレフィッテイング４８０の中にやはり挿入されている適当なサイズのカニューレ４７８に接続される。上記したように、ストップコックコネクター４８２がライン３４４に沿って設けられていて、容器３４６を変更しなければならない場合に、ライン３４４を通る流れを停止させる。また、液体は、ストップコック３５４を通して容器３４６から排出させてもよい。容器３４６の目盛りは、保存期間中、膵臓４５０の膵液産生を監視できるようにする。
【０１０２】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から様々な滴下速度で化学物質溶液を受容する２ポート滴下マニホールド２７０にも接続する。強化液媒体は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度は、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって同様に制御される。
【０１０３】
膵臓保存回路３０６と関連する封入手段は、シールされた本体部分４９２と保存チャンバー４９４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ４９０を含む。内側ジップロッククロージャー３６６と外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー４９４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、かかる臓器が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、本体部分３６２についてジップを解除して開放することができるフラップ３７０を形成している。示すように、フラップ３７０の１つのコーナーをジップ解除してその動作を示している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、かかる臓器を入れて、保存チャンバー４９４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー４９４の中に残留する液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。膵臓バッグ４９０の特徴の１つとして、保存チャンバー４９４の最下部の中に残留する液体を採取する働きをする勾配部分４８４がある。ベントアセンブリー３７２が本体部分４９２の中に一体化されていて、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、保存チャンバー４９４の中に伸びている。上端部ベント３７２は、保存チャンバー４９４からの空気の出し入れを可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。また、保存チャンバー４９４は、フラップ３７０を正しくシーリングした後で、ベント３７２を介して、生理食塩水などの生体適合性液体、又は薬学的に活性な液体を（臓器の外部と接触又は浴浸するため）満たすこともできるものとする。膵臓保存バッグ４９０は、保存バッグ（懸垂された状態）にさらに構造剛性を与えるとともに、一定の形状を維持することをさらに補助する１つ以上の強化リブ３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材３８０から懸垂させる保存バッグ４９０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。ソフトシェルバッグ４９０の利点の１つとして、バッグのプラスチック壁によって保護しつつ、臓器に超音波プローブを当てることができるため、その中に保存されている臓器に対して超音波検査を実施することができるということがある。上記開示の膵臓の場合と同様の方法で、小腸を保存することができることも注目される。
【０１０４】
図１０を参照しながら、１つ又は２つの肺５００を保存するための保存システム３００を示す。肺保存回路３０８は、酸素富化液媒体を肺５００に送達し、劣化液体を肺５００から運び出す働きもする。肺保存回路３０８も、上記に示したように、一体化保存デバイス２０４を利用する。加温され酸素富化された保存液媒体は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１ポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、ライン３１２を通る流速を測定する。ライン３１２は、動脈ストップコックコネクター５０８に接続する。圧力トランスデューサー５１０がストップコックコネクター５０８の反対側末端に形成されており、ソフトシェルバッグとともに成形又は一体化されていることが好ましい動脈フィッティング５１２に接続する。動脈カニューレ５１４が動脈フィッティング５１２の中に挿入されていて、ソフトシェルバッグ５３０の保存チャンバー５３４の中に伸びている。次いで、それは動脈カニューレ５１４は、肺動脈５１６に接続し、次いで、肺５００に酸素富化保存液媒体を送達するために各肺に分岐している。上記と同様にして、１対の返送ライン５１８が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と１対のストップコックコネクター５２０の間に伸びている。示すように、各ストップコックコネクター５２０は、ソフトシェルバッグ５３０と一体的に形成され、保存チャンバー５３４の中に形成された採取部分５２２と液体交通する位置に置かれている。劣化液体の返送流を監視するために、各返送ライン５１８に沿って超音波フロープローブ５２４が設けられている。具体的には示さないが、肺５００の肺静脈はカニューレ留置されず、むしろ保存チャンバー５３４に直接的に排出されるようになっている。具体的に示すように、保存チャンバー５３４の下部は、採取部分５２２への劣化液体の流れを促進するための弧状面５２６を具備している。
【０１０５】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から所定の滴下速度で化学物質溶液を受容する同様の２ポート滴下マニホールド２７０に接続する。次いで、強化保存液媒体は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度も、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって制御される。
【０１０６】
肺保存回路３０８と関連する封入手段も、シールされた本体部分５３２と保存チャンバー５３４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ５３０を含む。内側ジップロッククロージャー３６６と外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー５３４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、肺が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、シールされた本体部分５３２についてジップを解除して開放することができるフラップ３７０も形成している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、肺を入れて、保存チャンバー５３４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー５３４の中の残留液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。１対のベントアセンブリー３７２が本体部分５３２の中に一体化されており、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、及び保存チャンバー５３４の中に伸びている。各ベント３７２の上端部は、保存チャンバー５３４との双方向液体交流を可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。示すように、気管５０２が、やはり肺保存バッグ５３０と一体的に形成されている換気チューブ及びカニューレ５０４に接続されている。容積調節空気が、適当な換気マシン５０６によって換気ライン５０４に供給される。肺は、かかる肺の肺胞の崩壊を防止するために、適当な換気マシン５０６によって定期的に換気しなければならないため、保存チャンバー５３４によって規定される容積を、肺５００の対応する拡張及び収縮に合わせて拡張及び収縮させる必要がある。すなわち、開放ベント３７２は、保存チャンバー５３４への空気の出入りを可能にする。この拡張及び収縮は、肺を呼吸させるための任意の手段によって、行うことができる。
【０１０７】
肺保存バッグ５３０は、実質的に上記と同様に機能する１つ以上の強化リブ３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材から懸垂させる保存バッグ５３０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。この特徴については具体的には示さないが、バッグハンガー３８２は図７〜９に示したように機能するものとする。
【０１０８】
ここで、図１１に移り、本発明の好ましい態様による移動式保存システム５４０を示す。より具体的には、移動式保存システム５４０は、４つのロッキングキャスター５４４を有する本体５４２を具備している。移動式保存システム５４０の一方の側は、保存回路２０２の要素を収納するための保存エリア５４６を具備している。輸送中の保存回路２０２を保護するためのカバー５４８が設けられている。移動式保存システム５４０のもう一方の側は、エレクトロニクス部分５５０を具備している。示すように、エレクトロニクス部分５５０は、バッテリーと無停電電力供給装置（ＵＰＳ）５５４を有する電源５５２、及び電力コンバーター５５６を含む。示すように、ポンプコントローラー５５８が、電源５５２に隣接して設置されており、このものは、遠心ポンプ２３２のコントローラー又はパルスポンプ２８０のコントローラーユニット２８２のいずれかであることができる。加熱/ 冷却コントロールユニット２３６は、電源５５２とポンプコントローラー５５８の上端部に位置することが好ましい。水循環ライン２４０が熱交換器２１０とウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６の間に伸びていることも示した。また、調節酸素タンク１７８が保存エリア５４６の中に固定されている。システムプロセッサー/ コントローラー５６０がウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６の上端部に設けられている。最後に、２チャンネル流量計５６２がエレクトロニクス部分５５０の上端部に一体化されている。移動式保存システム５４０の上端部に固定又は一体化させることができるノートパソコン５６４も示した。パソコン５６４のディスプレイは、システムコントローラー５６０から受信される様々な圧力及びフロー信号を表示している状態で示した。システムコントローラー５６０は、保存、輸送、評価、又は蘇生期間中に記録されるすべてのデータ( フロー、圧力、酸素飽和度、容量、及び心電図（ＥＫＧ）活動) のデジタル保存のためのデータロガー（図示せず）も有している。
【０１０９】
エレクトロニクス部分５５０の内部の要素は、移動式保存システム５４０の動作を監視するための様々なディスプレイも具備している。より具体的には、ウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６は、温度ディスプレイ５８６を有する。セントラルプロセッサー/ コントローラー５６０は、セントラルコントローラー５６０によって受信及び/ 又は処理される任意のデータを好ましく表示するための３つのディスプレイ５８８を具備していることが示されている。最後に、流量計５６２は、保存回路２０２を通って流れる保存液媒体の流速を表示するための２つのディスプレイ５９０を具備していることが示されている。また、機械式コントロールアーム５６６がシステムコントローラー５６０から出て、操作されることも示した。
【０１１０】
移動式保存システム５４０の特徴の１つは、ピボットブラケット（pivot bra-cket）５６８とピボット可能に連結されているヒンジアーム５７０を有することである。アーム５７０の外側末端からはロッド又はポール５７２が垂直に伸びている。ポール５７２は、それにクランプ固定された様々な支持ブラケットを有することができる。より具体的には、クランプブラケット５７４はポンプドライバー２３２を支持する。クランプブラケット５７６は、一体化保存コンテナー２０４を支持ずるための半円状部材５７８を具備している。最後に、溶液バッグ２７２及び２７４がそれから懸垂されるように、水平支持部材３８０が設けられている。
【０１１１】
図１１に示した移動式保存システム５４０は必ずしもスケール図面を描く必要はなく、その中に組み込まれた代表的保存回路２０２を含むということにとくに注目すべきである。すなわち、当業者であれば、本明細書で開示する保存回路はいずれのものも、保存エリア５４６の範囲内で構成され、エレクトロニクス部分５５０に接続することができることを認識するであろう。具体的には示さないが、圧力トランスデューサー７２、２５６及びフロープローブ６６、６８によって生成される信号がプロセッサー/ コントローラー５６０及び流量計５６２に接続されることも理解すべきである。また、コントローラー５６０は、メドトロニック社により製造されるような、一体化オンラインヘマトクリット及び酸素飽和度センサーからの様々な信号も受信するものである。また、任意の固体臓器を保存又は維持するためのソフトシェル保存バッグ３６０、４４０、４９０、５３０も、保存エリア５４６の中で構成され、懸垂させてもよい。
【０１１２】
移動式表示システム５４０の中に封入されている電気要素は、専用電源５５２によって電力が供給されるものとする。 開示されるように、電源５５２は、それに封入されている電子装置に応じて、適切な６０/ ５０Ｈｚレベルで汎用１１０/ ２２０Ｖ ＡＣ電力を供給する。電源５５２は、レセプタクルを介して１２〜２４ボルトの範囲のＤＣ電源を受容できるだけでなく、６０/ ５０Ｈｚで１１０/ ２２０ＶのＡＣ電力を受容することもできる。すなわち、電源５５２は、救急車などの陸上交通手段、及び飛行機やヘリコプターなどの航空機に見られる様々な電源から電力を受容することができる双方向ＤＣ/ ＡＣ電力コンバーター５５６も具備している。さらに、電源５５２は、外部電力が利用できないときに、必要なレベルの電力を移動式保存システムに送達するためのＵＰＳ５５４の形での保存エネルギーデバイスのいくつかの型も含むものとする。
【０１１３】
ここで図１２に移り、保存システム２００及び３００に関連する様々な方法について要約する。下記説明を検討すれば、当業者であれば、開示した方法を成す工程は、本発明の様々な代表的態様によって根拠づけられるということを容易に理解するであろう。要するに、ドナー心臓１２などのドナー臓器はブロック６００で採取される。次に、ドナー臓器は、保存回路２００などの保存回路に接続され、ブロック６０２で示されるように、保存コンテナー２０６の中に置かれる。ブロック６０４では、本発明の保存液媒体が、ドナー臓器の好ましくは動脈である少なくとも１つの大血管に送達される。ブロック６０６では、劣化した保存液媒体がドナー臓器から運び出される。ブロック６０８では、液媒体及び/ 又はドナー臓器の温度が、約２０℃と約３７℃の間の実質的に正常体温の温度に保たれる。ブロック６１０では、保存液媒体の少なくとも一部がオキシジェネーター２０８によって酸素富化される。ブロック６１２では、保存液媒体が上記のようにして濾過される。ブロック６１４では、セントラルコントローラー５６０や流量計５６２などにより、保存液媒体の流速及び/ 又は圧力を測定し、監視することができる。ブロック６１６では、浴浸又は液媒体の中の化学物質溶液を臓器の外部に供給するために、保存液媒体を、ドナー臓器の外部に任意に送達させることもできる。最後に、返送ライン６１８は、本法を反復し、ブロック６０４におけるドナー臓器の大血管への保存液の送達を続けることによって、最大２４時間まで又はそれ以上の時間にわたり保存期間を継続させることができるようにする。
【０１１４】
本発明の液媒体は、全血と保存溶液を含む。上記したように、本発明の組成物、方法及びシステム/ デバイスのあるものは、保存されている１つ又は複数の臓器と適合性のある全血を利用する。基礎試験及び臨床試験により、ドナー又はドナー適合性血液潅流液は、より好適な基質、酸素送達、内因性フリーラジカルスカベンジャー、高力価緩衝液、及び改善されたコロイド浸透圧を供給するため、臨床ドナー心臓保存の代替手段としてより適していることが示されている。保存されている１つ又は複数の臓器において経時的に悪影響を及ぼす可能性のあるある種の要素又は構成成分がすでに除去されている全血を任意に利用することもできる。たとえば、１つの態様においては、本発明において用いる前に、白血球除去フィルターを通過させることによって、全血を処理し、白血球除去血を得る。本発明の目的の１つは、ドナーに最も近い環境を提供することであるため、全血の適合性が高ければ高いほど、保存に成功する可能性が高まるものと思われる。
【０１１５】
液体組成物( 本明細書においては液体又は液媒体ということもある) を形成するために、全血を保存溶液と混合する。かかる液体は、液体又は液媒体が容器に供給され、臓器を浸漬すなわち実質的に取り囲むような、１つ又は複数の特定の主要容器及び/ 又は臓器の外部への送達の前のいずれかの時点で、全血を保存溶液の要素と混合することにより形成してもよい。保存溶液の要素は、単独で又は組み合わせて全血と混合することができる。たとえば、１つの好ましい態様においては、炭水化物、塩化ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、重炭酸イオン、エピネフリン、及びアデノシンを液媒体の形成に先立ち、混合することによって、保存安定性保存溶液プレミックスを形成させる。次いで、全血、上記プレミックス、ならびに、インシュリンなど上記プレミックス中では保存安定的でないその他の望ましい液体成分を、臓器への送達の直前に混合することによって、最終液媒体を形成させる。
【０１１６】
本明細書の液体及び/ 又は臓器保存溶液は、有効量の炭水化物、電解質、ホルモン類、及びその他の静脈内又は直接注射送達のために従来入手可能な薬学的に活性又は有益な薬剤を利用する。本明細書で使用する場合、「有効量」という用語は、保存している１つ又は複数の臓器に対して有益な影響を及ぼすのに十分な量をいう。そのような有益な影響としては、臓器の機能、臓器生存性、インプラント性、移植性の維持、又は上記の任意のものの経時的増大又は向上などが挙げられるが、これらに限定されない。１つの非常に好ましい態様においては、臓器がドナーから摘出されてから２４時間後、より好ましくは摘出から３６時間後、さらに好ましくは摘出から４８時間後、なお好ましくは摘出から７２時間後の移植に耐えるのに十分な生存性が維持される有効量を用いる。
【０１１７】
本発明の液媒体及び/ 又は保存溶液に用いることができる構成成分の例としては、炭水化物（グルコース、デキストロース）；電解質（ナトリウム、カリウム、重炭酸塩、カルシウム、マグネシウム）；抗生物質及び抗微生物剤（グラム陰性及びグラム陽性菌、たとえば２５０，０００〜１，０００，０００単位、好ましくは２５０，０００単位のペニシリン）；ホルモン類（インシュリン、エピネフリン）；内因性代謝物質又は内因性代謝物質の前駆物質（アデノシン、Ｌ- アルギニン）；脂肪酸（飽和及び不飽和、単鎖及び長鎖）；及び従来の薬学的に活性な薬剤（ヘパリン、ニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、カルシウムチャンネルブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、補体、抗補体、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、抗真菌薬、抗ウイルス薬、ステロイド類、ビタミン類、酵素、補酵素、など）；及びその他の従来、溶液の送達、生物学的利用性、又は安定性を補助する際に静脈内投与又は直接的注射に使用されている物質などが挙げられるが、これらに限定されない。ｐＨを調節したり、溶液を安定化させたり、粘性を調節したりなどする他の構成成分も用いることもできる（当業者によって認識されるように）。
【０１１８】
以下の表は、前記濃度の１つ以上において、液体及び/ 又は臓器保存溶液中で、単独又は組み合わせて使用することができるより詳細な様々な構成成分を列挙したものである。示した濃度は好ましい濃度であって、Ｐ＝で示される濃度は少なくとも１つの非常に好ましい濃度であることに注意されたい。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
【表２】
【０１２１】
【表３】
【０１２２】
【表４】
【０１２３】
【表５】
【０１２４】
【表６】
【０１２５】
【表７】
【０１２６】
【表８】
【０１２７】
【表９】
【０１２８】
本発明によれば、正常体温の温度状態かつ正常又はほぼ正常な機能状態で臓器を保存することができるため、本発明の組成物及び方法は、ラクトビオネート、ペンタフラクションなどの非代謝性インペルメントなど、低体温コールド保存溶液中で用いられる薬剤を実質的に含んでいないことが好ましい。
【０１２９】
好ましい態様においては、保存溶液及び/ 又は液媒体は、約７. ３５〜約８．５、より好ましくは約７. ４〜約７．６、さらに好ましくは約７. ４〜約７. ５のｐＨに保たれる。
【０１３０】
本発明の組成物、方法、及びシステム/ 装置は、正常又はほぼ正常な機能状態で長時間にわたり臓器を保存することができるという点でとくに有用である。それらは、これを正常体温の温度又は実質的に正常体温の温度で達成することができる。本明細書で使用する場合、正常体温の温度又は実質的に正常体温の温度とは、好ましくは約２０℃〜約３７℃、さらに好ましくは約２５℃〜約３７℃の温度範囲をいう。臓器移植技術の範囲に入らない正常体温の温度とは通常、約３７℃をいうが、臓器保存技術では、低体温という用語は通常は２０℃未満、より一般的には約４℃未満をいうため、当業者であれば、正常体温の温度又は実質的に正常体温の温度とは、移植用に保存されている臓器に適用する場合は、幾分異なる意味を有すると解するであろう。
【０１３１】
大幅に長期にわたり好適な条件下で臓器を保存することができるという重要利点以外にも、本発明の他の１つの重要な利点として、臓器を機能状態で保存することができるために、移植前に、はるかに容易かつ完全に臓器の検査や評価を行えることが挙げられる。たとえば、保存臓器に対して下記の検査を実施して、移植前の生存性や機能を評価することができる。
【０１３２】
心臓： 心拍数、律動、及びかかる臓器伝導系の生存性を評価するための連続ＥＫＧ測定；壁運動、弁コンピテンス、及び心筋機能( 駆出分画ＥＦなど) を評価するための心エコー測定；圧力、心拍出量、及び冠流の測定；酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる代謝評価；血液生化学的指標（電解質など）、クレアチニンホスホキナーゼ（ＣＰＫ）、全血算（ＣＢＣ）の測定；及び変力剤及び代謝強化剤に対する心筋機能の評価。
【０１３３】
腎臓： 腎臓の尿排出量の連続測定；腎臓の機能評価としての尿中ナトリウム排泄量の測定；腎臓の濃縮機能を評価するための尿浸透圧の測定；血清中及び尿中血液尿素態窒素（ＢＵＮ）及びクレアチニン３の測定、腎臓の構造的統合性を評価するための超音波分析；酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる保存臓器の代謝評価；及び血液生化学的指標（電解質など）、全血算（ＣＢＣ）の測定。
【０１３４】
肝臓： 胆汁産生量（肝細胞生存性の指標）の連続測定；肝機能の血液学的検査（ＬＦＴ）値（ＡＳＴ、ＡＬＴ、アルカリホスフェート、アルブミン、ビリルビン（直接及び間接））の測定；血液中フィブリノーゲン値（肝細胞の凝固因子産生能力の指標）の測定；肝臓の肝実質細胞、肝内及び肝外胆汁ツリーを評価するための肝臓の超音波分析；及び酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる肝臓の代謝評価。
【０１３５】
膵臓： 膵液量の連続測定と化学分析；膵臓の生存性を評価するための血清中アミラーゼ及びリパーゼ値の測定；構造構成及び膵管統合性、直径、並びに耐性を評価するための超音波分析；膵臓の内分泌機能を評価するための血清中インシュリン値及びグルコースの測定；及び酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる膵臓の代謝評価。
【０１３６】
小腸： 生存腸管筋肉及び神経の伝導の目安となる腸管蠕動運動の肉眼的観察；腸管の血液供給と生存性を評価するための腸管色の肉眼的観察；酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる代謝評価；及び血液生化学的指標（電解質など）、全血算（ＣＢＣ）の測定。
【０１３７】
本発明の組成物、方法及びシステム/ 装置を用いることにより、臓器を機能状態で摘出し、処理することもできる。たとえば、抗新生物剤などの細胞傷害性治療剤若しくはベクターを、単離状態で臓器に送達させることができる。また、移植前に、たとえば遺伝子治療など、当業者により認識される他の治療プロトコルを臓器に適用してもよい。また、採取した死体臓器を蘇生させ（通常は死後１０〜６０分以内）、臓器の生存性をたとえば上記方法によって分析してもよい。
【０１３８】
上記説明は、本発明の具体的態様について開示し、説明したものである。当業者であれば、上記説明ならびに添付図面及び請求の範囲から、請求の範囲で規定する発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更、修飾及びバリエーションを行うことができることを容易に認識するであろう。
【０１３９】
本発明の態様として、以下のものが挙げられる。
［１］（ａ）(i) 臓器適合性の全血又は白血球除去全血及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する、前記臓器を入れるための封入手段；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するための送達手段；
（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すための手段；
（ｄ）前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御手段；
（ｅ）前記液媒体の圧力を制御するための圧力制御手段；
（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を酸素富化するための酸素富化手段；
（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段；
（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御手段；並びに
（ｉ）マンニトール、デキストロース、塩化ナトリウム、塩化カリウム、インシュリン、塩化カルシウム、重炭酸ナトリウム、モノカルボキシル脂肪酸及びエピネフリンからなる群より選ばれる化学物質の供給手段、
を含んでなる、移植前の保存期間に保存、蘇生又は評価の必要なヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム。
［２］前記液媒体が、前記臓器の外部を取り囲むものである、［１］記載のシステム。
［３］前記システムが、さらに前記液媒体を前記臓器から分離するための分離機を含むものである、［１］記載のシステム。
［４］前記液媒体送達手段が、遠心ポンプを含むものである、［１］記載のシステム。
［５］前記液媒体送達手段が、パルスポンプを含むものである、［１］記載のシステム。
［６］前記酸素富化手段が、膜オキシジェネーターを含むものである、［１］記載のシステム。
［７］前記システムが、さらに移動式のエネルギー保存及び供給手段を含むものである、［１］記載のシステム。
［８］前記システムが、それ自体で独立した、かつ移動式である［７］記載のシステム。
［９］さらに、前記システムに電力を供給するための再充電式電源を含む［１］記載のシステム。
［１０］採取臓器が、心臓、腎臓、肝臓、膵臓、肺、小腸、血液運搬管及び筋遊離皮弁からなる群より選ばれるものである、［１］記載のシステム。
［１１］前記臓器が、前記保存期間に機能状態に維持されているものである、［１０］記載のシステム。
［１２］前記臓器が心臓である［１０］記載のシステム。
［１３］前記心臓が拍動状態に維持されているものである、［１１］記載のシステム。
［１４］前記封入手段が、さらに
（ａ）特定の物質を前記液媒体から除去するための濾過材；並びに
（ｂ）気泡を再循環液媒体から除去するための消泡スクリーン、
を含むものである、［１］記載のシステム。
［１５］前記封入手段がソフトシェルバッグである［１］記載のシステム。
［１６］前記ソフトシェルバッグが、
（ａ）少なくとも１つの動脈フィッティング；
（ｂ）少なくとも１つの静脈フィッティング；
（ｃ）内側のジップロッククロージャー；
（ｄ）外側のジップロッククロージャー；
（ｅ）前記臓器を含む前記ソフトシェルバッグの内側領域から、前記ソフトシェルバッグの外側に伸びるベントアセンブリー；並びに
（ｆ）前記ソフトシェルバッグを固定支持構造に保持する手段、
を含むものである、［１５］記載のシステム。
［１７］（１）代謝性炭水化物；
（２）塩化ナトリウム；
（３）カリウム；
（４）カルシウム；
（５）マグネシウム；
（６）重炭酸イオン；
（７）エピネフリン；並びに
（８）アデノシン；
を含有してなり、非代謝性インペルメントを実質的に含有しておらず、さらにｐＨが約７．４〜約８．５である、機能状態でのヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存のための臓器保存溶液。
［１８］前記溶液が、さらにヘパリン、ニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、カルシウムチャンネルブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、抗真菌剤、抗ウイルス剤、抗細菌剤、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、ステロイド、ビタミン類及びそれらの混合物からなる群より選ばれる薬学的に活性な薬剤を含有してなるものである、［１７］記載の溶液。
［１９］前記液がさらにインシュリンを含むものである［１８］記載の溶液。
［２０］前記溶液がさらに補体中和剤を含むものである［１８］記載の溶液。
［２１］前記代謝性炭水化物が、デキストロース、グルコース、及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである、［１８］記載の溶液。
［２２］前記溶液が、さらに少なくとも１つの脂肪酸を含むものである［１８］記載の溶液。
［２３］（ａ）保存の必要な臓器を提供する工程；
（ｂ）前記臓器のための封入手段を提供する工程；
（ｃ）(i) 前記臓器適合性の全血又白血球除去全血；及び
(ii)(a) 代謝性炭水化物；
(b) 塩化ナトリウム；
(c) カリウム；
(d) カルシウム；
(e) マグネシウム；
(f) 重炭酸塩；エピネフリン；及びインシュリン
を含有してなる保存溶液、
を含有してなる保存液媒体を提供する工程；
（ｄ）前記臓器が約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持されている間に、前記封入された機能性臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達する工程、
を含む、移植前の保存期間における機能状態でのヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存方法。
［２４］前記媒体がヘパリンを含むものである［２３］記載の方法。
［２５］前記媒体が、さらにニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、カルシウムチャンネルブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、抗真菌剤、抗ウイルス剤、抗細菌剤、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、ステロイド、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる薬学的に活性な剤を含む、［２３］記載の方法。
［２６］前記媒体が、さらに少なくとも１つの脂肪酸を含む［２３］記載の方法。
［２７］前記方法が、さらに前記液媒体を前記臓器の外部に送達する工程を含む［２６］記載の方法。
［２８］前記方法が、前記臓器由来の代謝産物が前記液媒体に蓄積した際に、前記液媒体を濾過するさらなる工程を含む［２３］記載の方法。
［２９］前記方法が、さらに前記液媒体の少なくとも一部を酸素富化する工程を含む［２３］記載の方法。
［３０］前記方法が、さらに前記液媒体の流量を測定する工程を含む［２３］記載の方法。
［３１］前記方法が、さらに前記液媒体の圧力を測定する工程を含む［２３］記載の方法。
［３２］前記採取臓器が、心臓、腎臓、肝臓、肺、膵臓、小腸、血液運搬管、及び筋遊離皮弁からなる群より選ばれる、［２３］記載の方法。
［３３］保存される臓器が心臓である［３２］記載の方法。
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．技術分野
本発明は、移植又は再移植の前に、採取した（体外の）動物臓器を機能状態及び生存状態に維持するための組成物、方法、システム／装置及び媒体に関する。特に、本発明は、採取したヒト又はヒト適合性臓器を機能的状態及び生存状態に維持するための組成物、方法、システム／装置及び媒体に関する。かかる臓器は、かかる状態で評価されてもよく、又は死後に蘇生させてもよい。
【０００２】
本発明はまた、臓器灌流装置、より詳しくは、採取された臓器の保存期間を延長するための灌流装置及び方法並びに化学組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．論考
多くの態様を有するが、本発明は、臓器を理想に近い条件及び生理的状態で保存するためのシステム、装置（器具）、方法及び媒体に関する。これにより、臓器をより長い期間保存でき、保存の間に高エネルギーリン酸塩の分解を減少でき、虚血及び再灌流障害を減少でき、並びに全体的に結果を改善することができる。通常若しくは通常に近い機能状態での保存期間の増加は、ある利点も提供する。例えば、臓器をより遠距離に輸送可能であり、かかる臓器の試験及び評価の時間が増加する。
【０００４】
心臓移植に列挙される４患者に１人が、適するドナー臓器の入手可能性を待ちながら死亡していると推定される。いくつかの進歩により、ドナー臓器がより入手可能になってはいるが、ドナー心臓保存技術の開発の達成は、心臓移植の要求に遅れをとっている。患者の生存の改善と新しい免疫抑制剤の開発に伴い、心臓移植はより実行可能なものとなり、臓器供給の問題をより重要にしている。現在のドナー臓器及びドナー心臓保存技術により得られる、許容し得る臨床結果にもかかわらず、挑戦が続けられている主要なものの１つには、４時間以上のドナー心臓の安全な保存が、現在、不可能であることがある。現在の保存技術を用いて保存期間を４時間以上に延ばすことは、移植間又は移植後における臓器の機能不全の危険性を有意に増加する；この機能不全は、保存の期間と技術に関連する。この４時間の制限は、移植を成功させるため、ドナー心臓を輸送し得る地理的面積も制限する。さらに、心臓又は他の臓器の現在の備蓄方法又は保存方法は、臓器を非機能状態及び／又は低体温状態で保存するため、保存臓器の、完全な若しくは意味のある試験又は評価の実施を不可能なものにする。
【０００５】
一般に、現在のドナー臓器保存プロトコルでは、採取臓器のためのインビボ様の生理的状態を再構築する試みは行われていない。そのかわりに、それらでは、最高４時間の低体温（２０℃以下、通常、約４℃）停止及び心臓（非拍動性）又は他の臓器（非機能性）の維持のための化学灌流液中での保存を利用する。これらのプロトコルでは、虚血及び再灌流障害から生ずる心筋損傷からドナー心臓を完全には保護しない、種々の晶質系心臓麻痺溶液を利用する。最も頻繁に使用される心臓麻痺保存溶液は、ジ ユニバーシティー オブ ウイスコンシン溶液（ＵＷ）、セント トーマス溶液、及びザ スタンフォード ユニバーシティー溶液（ＳＵ）である。心筋損傷に加え、虚血、再灌流及び／又はカリウム濃度の増加はまた、最近の臓器機能不全の主要原因であると信じられている、冠状血管運動不全に導く冠状血管内皮障害及び平滑筋障害を生ずるかもしれない（虚血とは一般に、心筋への不十分な血液供給と定義されている。）。
【０００６】
心臓に保存溶液を低体温状態で灌流する技術も開発されている。他の臓器（肝臓、腎臓、肺など）は、類似の非機能性で低体温の状態に維持されている。そのように保存される心臓又は他の臓器は、次いで、移植までの最高でほんの４時間の間に、この低体温状態で輸送される。
【０００７】
当該技術分野で周知のように、適切なドナー心臓又は他の臓器の保存に、以下の原理が適用され、それは虚血及び／又は再灌流障害の最少化に貢献すると考えられている：ａ）細胞膨張及び浮腫の最少化；ｂ）細胞内アシドーシスの防止；ｃ）虚血及び／又は再灌流障害の最少化；並びにｄ）再灌流の間の高エネルギーリン酸塩化合物及びＡＴＰの再生のための基質の供給。低体温停止及び備蓄保存の現在の方法では、細胞膨張、細胞内アシドーシス、及び高エネルギーリン酸塩の分解を生ずることが知られている。さらに、ヒトにおける研究では、低体温停止及び保存プロトコルを利用する際の、ドナー心臓保存後の有意な内皮不全が明確に示されている。いくつかの例では、低体温停止を受けた臓器が受容者に移植され、それは移植後に再始動又は蘇生され得ない。さらに、多くの場合、不十分な保存により、急性移植片機能不全を起こしたり、移植臓器による通常機能の再開及び受容者の循環の維持が出来なくなる。次いで、急性移植片機能不全の問題は、他のドナー心臓に置きかえるまで、心室補助装置及び／又は心肺バイパスによる、受容者の循環系の不断の援護を必要とする。いくつかの例では、適切な臓器は、受容者が死に至るまでには置きかえれ得ない。代謝、収縮及び血管運動機能の保存は、現在の保存プロトコルでは最適化されないということについて、最近の多くの臨床研究からその証拠がまた増加している。例えば、非特許文献１を参照のこと。
【０００８】
当該技術分野では、内因性に近い最適な条件で採取した臓器を保存することができず、また、かかる保存が実施可能である又は望ましいと認識されていないことから、臓器状態の悪化を防止するため、低体温条件及び／又は晶質系心臓麻痺溶液の上記組み合わせの使用が試みられている。
【０００９】
当該技術分野で試みられている他のアプローチは、ほとんど全てのドナーの臓器を一緒に採取することにより、通常に近い生理的条件を模倣することである。例えば、非特許文献２では、非適合性血液を連続的に灌流することで、最高２４時間、拍動活動状態でブタ心臓が保存される、自動灌流機構を開発した。このシステムは、ドナー心臓の保存時間を安全に延長できる可能性を示したが、この方法では、心臓との組み合わせで（ひとまとめにして）肺、肝臓、膵臓、及び腎臓の除去及び保存を、全てについて機能的条件であり、また、全てが未だ相互作用しかつ相互依存するようにして行う必要があるので、非常に煩わしく、広範な使用には実際的でない。
【００１０】
連続的で容易な灌流を提供することによる、ドナー心臓又は他の臓器を通常（拍動又は機能）状態に維持しながらの、ドナーから摘出されたドナー心臓又は他の臓器のエキソビボでの又は生体外での保存の延長を、当該技術分野において達成する必要がある。かかる技術は、低体温環境における保存のための心臓停止の必要を消去し、再灌流障害を低減し、低体温停止及び保存に関連する、その多くが明らかに時間依存的である多くの問題を克服するであろう。
【００１１】
２４時間以上までの摘出した臓器の保存の延長のために、正常体温の温度（約２０℃〜約３７℃、好ましくは約２５℃〜約３７℃）で摘出臓器を容易に灌流するための生体外回路の構築用の装置、方法及び生理的媒体を提供することが、当該技術分野においてさらに必要である。かかる装置、方法及び媒体は、保存期間に拍動又は機能状態に心臓又は他の採取臓器を適切に維持し、基質のパルス状の冠流及び均一な分布を保証するであろう。かかる装置、システム、方法及び媒体は、時間依存性の虚血障害及び虚血延長を避け、それによって冠状内皮血管運動機能を保存し、高エネルギーリン酸塩の代謝的分解を防ぎながら、採取臓器の保存期間を現在の４時間の制限以上に延長する能力を提供するであろう。
【００１２】
さらに、かかる装置、方法及び媒体は、臓器ドナープールを拡大し、組織適合性調和時間を増加させ、心臓の同種移植片血管症の発生率を潜在的に低減させることができるであろう。ドナー心臓の保存期間の延長は、心臓移植の慣行に劇的なインパクトを有するであろうことが認められるであろう；臓器の全世界的な回収が可能になり、従って、入手可能な臓器のプールが増加するであろう。適する近位の受容者の欠如による、臓器の不使用は無くなるであろう。さらに、機能状態での保存と組み合わせる追加時間では、例えば、各臓器の免疫的及び機能的特性を決定するための臓器の評価及び試験を行い、それによって、臓器のより完全な評価を行い、移植片機能不全の危険性を低減することができるであろう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】パール（Ｐｅａｒｌ）ら、「ユニバーシティー オブ ウイスコンシン溶液を用いた心筋保護の後の、内皮依存性血管拡張及び一酸化窒素放出の喪失（“Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｕｍ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｖａｓｏｄｉｌａｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｎｉｔｒｉｃ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｌｅａｓｅ Ａｆｔｅｒ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｗｉｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ”）」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｏｒａｃｉｃ ａｎｄ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｖｏｌ．１０７，Ｎｏ．１，１９９４年１月
【非特許文献２】チェン（Ｃｈｉｅｎ）ら、「２４時間以上の正常体温保存の後のイヌ肺移植（“Ｃａｎｉｎｅ Ｌｕｎｇ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ Ａｆｔｅｒ Ｍｏｒｅ Ｔｈａｎ Ｔｗｅｎｔｙ−ｆｏｕｒ Ｈｏｕｒｓ ｏｆ Ｎｏｒｍｏｔｈｅｒｍｉｃ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）」、Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅａｒｔ ａｎｄ Ｌｕｎｇ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．３，１９９７年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
即ち、先行技術では、採取臓器に、理想に近い生理的状態エキソビボを使用することの実施可能性及び／又は望ましさを認識することはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕（ａ）(i) 臓器適合性の全血又は白血球除去全血及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する、臓器用コンテナー；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するための送達ライン；
（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すためのライン；
（ｄ）前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御デバイス；
（ｅ）前記液媒体の圧力を制御するための圧力コントローラー；
（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を、酸素及び二酸化炭素により酸素富化するための酸素富化デバイス；
（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するためのフィルター；
（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御デバイス；並びに
（ｉ）マンニトール、デキストロース、塩化ナトリウム、塩化カリウム、インシュリン、塩化カルシウム、重炭酸ナトリウム、モノカルボキシル脂肪酸及びエピネフリンからなる群より選ばれる化学物質の供給手段、
（ｊ）前記送達ライン、前記液体を運び出すためのライン、前記温度制御デバイス、前記圧力コントローラー、前記酸素富化デバイス、前記フィルター及び前記フロー制御デバイスは、前記臓器を機能状態かつ生存状態に維持するために、ドナーの生理系をシミュレートするものである、
を含んでなる、移植前の保存期間に保存、蘇生又は評価の必要なヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム
に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、正常体温若しくは実質的に正常体温である温度における理想的な保存条件が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の好ましい態様による、灌流回路及び灌流システムを形成する構成要素の略図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい態様による、ドナー心臓を拍動状態に維持するための保存チャンバーの横断面図である。
【図３】図３は、本発明による、保存チャンバーと共に利用されるカバーアセンブリーの上面図である。
【図４】図４はまた、本発明の好ましい態様による、採取臓器の輸送を容易にするための移動式カートに据えつけられた灌流システムの透視図である。
【図５】図５は、本発明の好ましい態様による、一体化されたコンテナー及びリザーバーを利用する保存回路の概略図である。
【図６】図６は、本発明の他の態様による、保存回路の別の配置での概略図、及び心臓を非活動性の拍動状態に維持するためのパルスポンプの利用を示す。
【図７】図７は、本発明の教示による、腎臓を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図８】図８は、本発明の教示による、肝臓を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図９】図９は、本発明の教示による、膵臓を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の教示による、１つ又は２つの肺を維持するための、保存システム及びソフトシェルコンテナーの概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の教示による、任意の数の臓器を維持するための移動式保存システムの透視図である。
【図１２】図１２は、本発明の方法による作業フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本態様は、本発明の組成物、方法及びシステム／装置により、提供される。（１）ドナー適合性全血（又は白血球除去全血）及び（２）炭水化物源、インシュリン及びエピネフリンを含む他のホルモン類、重炭酸イオン源などの電解質及び緩衝液を含む保存溶液を含んでなる、液体又は液媒体を提供する。この液体又は液媒体は、少なくとも１つの大血管、好ましくは、実質的に臓器を取り囲む若しくは浴浸する、かかる臓器の「外部」部分に送達される。このように、本発明の組成物、方法、システム／装置及び媒体は、正常体温若しくは実質的に正常体温である温度における理想的な保存条件を提供するのに使用され得、臓器が機能的に維持され得る。
【００１９】
発明の要旨
本発明は、移植又は再移植を含む、移植前の保存期間又は評価期間の間に、保存又は蘇生が必要なヒト又はヒト適合性採取臓器の保存システムを提供する。本発明のシステムはまた、保存期間に、移植される臓器に、地理的な場所を変更させ得る。このシステムは：
（ａ）(i) 前記臓器適合性の全血（又は白血球除去全血）及び(ii)保存溶液を含有してなる、生理的媒体又は液体と交流する、前記臓器をいれるための封入手段；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液体を送達するための送達手段；
（ｃ）前記臓器から前記液体を運び出すための手段；
（ｄ）灌流液及び前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御手段；
（ｅ）前記液体の圧力を制御するための圧力制御手段；
（ｆ）前記液体の少なくとも一部を酸素富化するための酸素富化手段；
（ｇ）好ましくは前記酸素富化手段と前記臓器との間に位置する、前記液体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段；並びに
（ｈ）前記液体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御手段；
を含む。
【００２０】
かかるシステムは、前記臓器の外部が実質的に完全に前記液体に浴浸され又は取り囲まれるように、任意に前記液体を前記封入手段に送達するための手段を含む。
【００２１】
本発明はまた、特に本発明のシステム及び方法との組み合わせが有効な、ヒト又はヒト適合性採取臓器を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度において機能状態に保存するための臓器保存溶液を提供する。これらの溶液は：
（１）炭水化物又は他のエネルギー源；
（２）塩化ナトリウム；
（３）カリウム；
（４）カルシウム；
（５）マグネシウム；
（６）重炭酸イオン；
（７）エピネフリン；並びに
（８）アデノシン、
を含む。
【００２２】
これらの溶液は、さらに脂肪酸に加え、ニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、抗生物質、抗微生物剤、抗真菌、抗ウイルス、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、ステロイド類、及びそれらの混合物から選ばれる医薬を含んでもよい。
【００２３】
好ましい態様では、臓器保存溶液は、非代謝性インペルメント（impermeant）を実質的に含んでおらず；また、ｐＨが約７．４〜約８．５である。
【００２４】
本発明はまた、移植又は再移植前の保存期間又は評価期間における機能状態でのヒト又はヒト適合性採取臓器の保存方法を提供する。かかる方法は以下の工程を含む：
（ａ）保存する又は試験する、生体外臓器を提供する工程；
（ｂ）前記臓器のための封入手段を提供する工程；
（ｃ）保存媒体又は液体を提供する工程；前記液媒体は：
(i) 前記臓器適合性の全血又は白血球除去全血；及び
(ii)(a) 代謝性炭水化物；
(b) 塩化ナトリウム；
(c) カリウム；
(d) カルシウム；
(e) マグネシウム；
(f) 重炭酸塩；
(g) エピネフリン；及び
(h) インシュリン;
を含んでなる保存溶液：
を含んでなる；
（ｄ）前記臓器が約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持されている間に、封入された機能性臓器の少なくとも１つの大血管にかかる液体を送達する工程。好ましい態様では、かかる液体はまた、臓器の外部に送達される。
【００２５】
本発明は、連続的で容易な灌流が可能な方法を実施することによる、正常又は正常に近い拍動又は機能状態での、ドナー臓器又は心臓の適切なエキソビボでの保存及びかかる保存の延長を提供する、システム、器具、方法及び媒体を提供する。本発明に関連する、かかるシステム、器具、方法及び媒体によれば、この保存期間を、心臓又は他の臓器を生存状態に維持しながら、２４時間以上に延長することができる。
【００２６】
従って、実施例により、一態様において、保存期間に採取臓器を維持するための灌流装置を提供する。かかる灌流装置は、保存期間に臓器を保存するための保存チャンバーを含む。酸素富化液体を臓器に提供するための第１ライン、及び臓器から劣化した液体を運び出すための第２ラインを有する、灌流回路を提供する。灌流装置はまた、実質的に正常体温の温度に臓器を維持するための灌流回路と作動可能に結合された装置を含む。さらに、灌流装置は、臓器を生存状態に維持する。
【００２７】
他の態様において、実施例により、臓器又はドナー心臓を灌流する方法を提供する。かかる方法は、臓器を入れるための保存チャンバー、及びかかる保存チャンバーに作動可能に結合された灌流回路を提供する工程を含む。灌流回路は、液体を臓器に送達するための第１ライン、及び臓器から液体を運び出すための第２ラインを含む。かかる方法はまた、灌流回路において、数種の化学物質溶液を液体に提供する工程、及び臓器又はドナー心臓に液体を灌流する工程を含む。
【００２８】
本発明の組成物、方法、システム／装置及び媒体は、基質の均一な分布を保証するために、保存期間にドナー心臓を拍動状態に維持する。心臓を拍動状態に維持することは、さらに、現在、ドナー心臓保存に対し行われている４時間の低体温停止及び保存期間以上に、正常代謝で、収縮性の内皮血管運動機能を維持するのに役立つ。
【００２９】
本発明の種々の利点が、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲を読むことにより、また以下の図面を参照することにより、当業者に明らかになるだろう。
【００３０】
本発明の前記目的及び他の目的、特徴並びに利点は、参照として、文字により異なる図を通して同じ部分を引用する、添付の図面で説明するので、以下の本発明の好ましい態様のより詳細な説明により明らかになるであろう。かかる図面は、本発明の原理の説明に代わるスケール、強調では必ずしもない。
【００３１】
発明の詳細な説明
本発明は、移植又は再移植用に採取された、ヒト心臓など、少なくとも１つのヒト又はヒト適合性臓器の保存時間を延長するための潅流装置及び方法に関する。
【００３２】
ここで、図１を参照しながら、本発明による潅流システム１０を示す。図１は潅流システム１０のスキームを示したものであるが、このスキームに対する様々な変更も、本発明の範囲に含まれるものと解される。本発明は、ドナー心臓を拍動状態で任意に採取し、該臓器を拍動状態に保ち、パルス状の生理的冠血流を与える潅流システム１０に接続することができる。すなわち、ドナー心臓は、潅流システム１０と接続する前に停止させる必要がない。さらに、ドナー心臓は、保存期間中、心停止低体温状態で保存されることはないので、経時的虚血障害が排除される。本発明のもう１つの利点は、保存期間を延長するために用いられる潅流液が、潅流システム１０を循環する主に自己血（好ましい）又は場合によっては同種血から成るということである。したがって、ドナー心臓は、保存期間中、酸素と必須栄養素の供給を受けることになり、これが臓器を生きた状態に保つ。さらに、細胞老廃物も臓器から取り除かれ、潅流システム１０の外に濾去される。
【００３３】
潅流システム１０は、最大２４時間まで又はそれ以上の期間にわたりドナー心臓１２を拍動状態に保つためにヒト循環器系をシュミュレートする目的で設計されている。ヒト循環器系の場合と同様に、潅流システム１０も、自己血及びその他の化学組成物から成る液体をドナー心臓１２に循環させるための閉鎖潅流回路１４から成る。すなわち、潅流回路１４は、酸素富化潅流液をドナー心臓１２に供給するための１つ以上の動脈ライン１６、及び劣化潅流液をドナー心臓１２から運び出すための１つ以上の静脈ライン１８を含む。本発明の方法の一部として、動脈ライン１６を用いて、非活動状態と活動状態の両方の状態でドナー臓器１２を潅流することができる。以下、この順向潅流法について、さらに詳細に説明する。
【００３４】
さらに図１を参照し、ドナー心臓１２を、潅流回路１４に接続された状態で示す。ドナー心臓１２は、保存臓器が見えるように硬質透明プラスチック製であることが好ましい保存チャンバー２０の中に閉じ込められている。保存チャンバー２０はＬＥＸＡＮＯプラスチックなどのプラスチック材料から形成されたものであることが好ましいが、保存チャンバー２０は、ドナー心臓１２の高低及び形状に合わせてジッパーバッグ（図示せず）状の、厚みがあるが軟質で可塑性のプラスチック製であってもよい。保存チャンバー２０が硬質プラスチック容器である場合、プラスチックカバーアセンブリー（cover assembly）２２を用いて、保存チャンバー２０をシールするとともに、ドナー臓器１２の無菌性と湿潤性を維持する。軟質プラスチック保存チャンバー( 図示せず) を使用する場合、ジッパーを用いて、保存チャンバー２０をシールするとともに、臓器を保護する。保存チャンバー２０の最下部には、適当なドレイン２４が設けられている。ドレイン２４は、ドレインライン２６を介してリザーバー３０に接続されていて、取付け時に臓器１２から溢出したり、保存及び輸送期間中に起きる液漏れによって溢出する血液を返送させることができる。
【００３５】
開示されるように、リザーバー３０は、約５００〜３０００ｍｌの液体が入るように設計されている。まず、リザーバー３０を５００〜２５００ｍｌの自己血又は交差試験した血でプライミングした（primed）後、その血液を潅流回路１４を通して圧送させる。あるいは、適合性のある血液又は代用血液も、本発明の範囲に含まれる。リザーバー出口ライン３２は、潅流回路１４の動脈ライン１６を通して潅流液を循環させる遠心ポンプ３４（好ましい）の入口に接続される。本用途に好ましいポンプとしては、メドトロニック（Medtronic ）社製のＢｉｏｍｅｄｉｃｕｓ５５０があるが、このものは磁場駆動コーンを介して血液を移動させる。従来のローラーポンプを使用してもよいが、血液の溶血を極力抑えるためには、遠心ポンプ３４によって生成される磁性推進力が好ましい。パルス流が望ましい場合、サーモカルディオシステムズ（Thermo-Cardiosystems Inc. ）社製のＨＥＡＲＴＭＡＴＥ（登録商標）電気補助ポンプやバクスターヘルスケア（Baxter Healthcare Corporation ）社製のＮＯＶＡＣＯＲ左心室補助ポンプなどのパルスポンプ（pulsatile pump）を用いることができる。代表的なパルスポンプとしては、チェン（Chen）ら、米国特許第５，５９９，１７３号公報に開示されているものが挙げられる。
【００３６】
遠心ポンプ３４は、血液を、ポンプ出口ライン３６を介して中空繊維膜オキシジェネーター（oxygenator）３８に移動させる。血液は、好ましくは９５％Ｏ２と５％ＣＯ２の混合物を用いて、１〜２Ｌ/ 分の速度で、膜オキシジェネーター３８によって酸素富化される。好ましいオキシジェネーターとしては、ソーリンバイオメディカル（Sorin Biomedical）社製のＭｏｎｏｌｙｔｈやメドトロニック社製のＭＩＮＩＭＡＸ ＰＬＵＳ（商標）などの中空繊維膜オキシジェネーターが挙げられる。図１には具体的には示していないが、膜オキシジェネーター３８は、レギュレーター付き酸素ボトル１７８を通して酸素と二酸化炭素を与えられる。オキシジェネーター３８は、加圧潅流液を他のデバイスに向かわせる複数のポート（port）（図示せず）も具備している。ウォーターヒーター/ クーラー４０が、潅流回路１４の中の液体を約３７℃（正常体温）に保つウォーター回路４２を通して、加温水を供給する。次いで、加温潅流液が、ドナー心臓１２を正常体温の温度に保つ。あるいは、ウォーターヒーター４０は、潅流回路１４の中の潅流液を冷却するために、ウォーター回路４２を通して循環する水から熱を奪うこともできる。熱は、様々な理由で奪うことができる。たとえば、装置/ システム１０が臓器１２を温かすぎる環境( すなわち正常体温を超えている) で保存している場合、温度が３７℃又はそれ以外の所定温度を超えるのを防ぐために、液体から熱を奪うことができる。熱はまた、液体を３７℃以下に冷却するために液体から奪うこともできるが、これは、保存臓器１２を低めの正常体温状態及び/ 又は軽度の低体温状態に誘導する場合に望ましい。これは、臓器１２を停止させる前でも望ましい。液体と臓器の温度を約２０℃まで下げるために、十分な熱を奪ってもよい。オキシジェネーター出口ライン４４は、酸素富化、再加温された液体をフィルター４６に運ぶ。液体は、ポールフィルターズ（Pall Filters）社製のＰａｌｌ白血球除去フィルターなどの白血球フィルターで濾過することが好ましい。
【００３７】
フィルター４６の出口は、フィルター出口ライン４８を介してセレクターバルブ５０に接続される。セレクターバルブ５０は、液体流を、初期潅流ライン５２（大動脈を介する順向潅流用）、左心房供給ライン５４( 左心房を介する順向潅流用) 、又は両方のライン同時に（プライミング用）のいずれかに向かわせるための複数の位置のうちの１つに置くことができる。また、セレクターバルブ５０は、完全に動作を停止させてもよい。図からわかるように、ライン４８、５４、及び場合によってはライン５２と５８が、潅流回路１４の動脈側１６を１０形成する。初期潅流ライン５２の反対側末端はティー（tee ）５６に接続され、次いでこのティーは大動脈ライン５８と後負荷カラムライン６０へと分岐する。ライン６０と大動脈返送ライン６２を接続するために、ストレートコネクター６１が用いられる。単向サイホン（siphoning ）防止バルブが固定されているルアーポート（luer port ）６３がコネクター６１に固定されており、コネクター６１を横切って圧送される液体が、余分な液体を後負荷ライン６０からサイホンさせることなく、大動脈返送ライン６２を通って流れるようにするための単向バルブとして作用する。ルアーポート６３は、液体のサイホン効果をこわすために空気を大動脈返送ライン６２に入れる作用をする。すなわち、後負荷カラム６０の頂部は、コネクター６１とルアーポート６３によって形成される。
【００３８】
後負荷ライン６２の遠位末端は、大動脈１３０を通して圧送される血液がリザーバー３０に返流するようにするために、リザーバー３０に取付けられている。以下、さらに詳細に説明するように、大動脈ライン５８は、潅流システム１０の動作モードに応じて、ドナー心臓１２での双向流を供給する。後負荷カラム６０の高さは、心臓１２がそれに抗して拍動すなわち圧送するところの後負荷圧を選択的に変化させるために、一定の垂直位置範囲内で調節可能である。後負荷カラム６０を通して圧送された液体がコネクター６１を横切ると、大動脈返送ライン６２を介してリザーバー３０に返送される。また、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２に接続され、冠流出液をリザーバー３０に返送する。図に示したように、心臓が動いている状態にあるときは、ライン５８、６０、６２及び６４が潅流回路１４の静脈側１８すなわち送達手段を形成する。
【００３９】
大動脈流は、大動脈ライン５８の一部をなす超音波フロープローブ６６によって測定される。同様に、超音波フロープローブ６８は、右心室からリザーバー３０への冠流出液が右心室返送ライン６４を通る冠血流を測定する。超音波フロープローブ６６及び６８によって生成される大動脈流信号と冠流信号は、保存臓器１２の状態及び潅流システム１０の性能の状態の監視を補助する２チャンネル流量計７０で記録される。本発明と合わせて使用するのに好ましい流量計７０は、トランソニックシステムズ（Transonic Systems ）社製の２チャンネル流量計である。
【００４０】
冠流は、心臓１２の上の後負荷カラム６０の高さを調節し、ポンプ３４によって提供される流速を調節することにより、許容される生理的範囲( ３００〜５００ｍｌ/ 分) 内に保たれる。後負荷圧は約７０ｍｍ水銀柱に保たれるが、必要に応じて調節してもよい。ドナー心臓１２の腔内圧を測定するために、マイクロチップ圧力カテーテル７２が、左心房１３４を介して左心室に挿入される。好ましい圧力カテーテル７２としては、ミラーインスツルメンツ（Millar Instruments）社製のタイプのものが挙げられる。圧力カテーテル７２が生成するすべての圧力測定値は、やはり保存臓器１２の状態の監視を補助するデジタル式圧力記録システム７４を用いて記録され、表示される。開示されるように、圧力記録システム７４は、多数の圧力測定値を記録し、表示することができる。
【００４１】
オキシジェネーター３８から出ているポートの１つは、滴下マニホールド（manifold）８０に酸素富化血液を供給する供給ライン７６に接続される。開示されるように、３つのＩＶバッグ８２、８４、８６が滴下マニホールド８０に接続され、保存臓器に様々な化学組成物を供給する( 以下、さらに詳細に説明する) 。滴下マニホールド８０は当該分野において公知であり、ＩＶバッグ８２、８４、８６に保存されている滴下速度調節済みの各化学物質溶液を受容するための機構を提供する。当該分野において公知であるように、滴下速度は、インフュージョンポンプ（infusion pump ）( 図示せず) によって調節することができる。ドナー心臓１２への循環のために、マニホールド出口ライン７８が、様々な化学物質溶液で富化された血液をリザーバー３０に運ぶ。
【００４２】
潅流システム１０の様々なライン及び要素を作製するためには、多様な材料を用いることができる。潅流回路１４のほぼすべてのライン及び要素は常に血液潅流液と接触しているため、体外人工表面への血液の曝露によって引き起こされる急性炎症反応を抑制すことが望ましい。この問題を解決するために、潅流回路１４の中のすべての接触面をヘパリンでコーティング又は結合して、補体及び顆粒球の活性化を低減させてもよい。あるいは、ヘパリンは、潅流回路１４を通して循環する液体に直接的に導入してもよいし、他の生体適合性表面を回路１４に利用してもよい。
【００４３】
さらに図１を参照しながら、潅流システム１０の動作について、より具体的に説明する。上記したように、ドナー心臓は、拍動状態又は停止状態のいずれかの状態で採取され、保存チャンバー２０に入れられる。この時点で、遠心ポンプ３４が酸素富化され再加温された血液をライン４８を通して圧送する。プライミングの際は、血液を初期潅流ライン５２と左心房供給ライン５４を同時に通過させる位置に、セレクターバルブ５０が置かれる。潅流回路１４の動脈ライン１６が、気泡又は空気ポケットの存在を排除するのに十分にプライミングされたら、バルブ５０が初期潅流ライン５２に液体を供給するための位置に回転される。次いで、大動脈ライン５８は、大動脈カニューレ１２０を用いて大動脈１３０に接続され、固定される。この手順により、血液を、大動脈ライン５８に流れ込ませ、大動脈１３０を介して、非活動拍動状態のドナー心臓１２をただちに潅流させる。あるいは、後負荷ライン６０をクランプ（clamped ）して、大動脈１３０への血流を最大化させてもよい。この大動脈１３０を介する順向潅流の手順は、ドナー臓器の安定化を図るとともに、装置取付け時間を確保するために、約１０〜１５分間にわたり実施される。この装置取付け時に、残りのフローラインがドナー心臓１２に接続される。より具体的には、大動脈ライン５８と大動脈１３０の間の接続が完了し、供給ライン５４が左心房１３４に接続され、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２に接続される。次いで、肺静脈、上及び下大静脈が＃０縫合絹糸を用いて結紮閉鎖される。初期接続プロトコルの際は、流出血液は保存チャンバー２０の中に閉じ込められ、ドレインライン２６を介してリザーバー３０に返送される。
【００４４】
安定化段階終了時に、左心房供給ライン５４を介する左心房１３４への流れを同時的かつ徐々に増大させるとともに、初期潅流ライン５２を通る流れを徐々に遮断するセレクターバルブ５０を正常動作位置まで回転させることによって、大動脈１３０への流れが減少される。後負荷ライン６０もクランプ解除される。次いで、この手順が、ドナー心臓１２を非活動状態から血液がドナー心臓１２によって潅流回路１４の静脈ライン１８を通して圧送される活動状態に切りかえる。ドナー心臓１２は常に拍動しつづけるということが特に注目される。動脈ライン１６を通るドナー心臓１２への血流は、遠心ポンプ３４によって補助される。ドナー心臓１２は、保存チャンバー２０の上の後負荷カラム６０の垂直位置によって生じる後負荷圧に抗して拍動させられ、これによりパルス状冠流が発生する。また、酸素富化血液が冠血管系に供給され、冠血管系から来る脱酸素化血液が右心室から肺動脈返送ライン６４へ圧送され、リザーバー３０に返送される。この時点で、ドナー心臓１２は、保存期間中、生きた拍動状態に保つことができる。潅流システム１０を心臓の保存に使う場合について具体的に説明したが、本発明に関する装置及び方法は、ライン５２、５８、６０及び６２を除き、ライン５４を用いて臓器の動脈にカニューレ留置し、ライン６４を用いて保存臓器の静脈にカニューレ留置することによって、あらゆる固体臓器の保存時間を延長する目的にとくに適している。すなわち、潅流システム１０により、腎臓、肝臓、肺、膵臓、及び小腸をはじめとする臓器を長期にわたり保存することができる。
【００４５】
ここで、図２に移り、保存チャンバー２０及び様々なカニューレとドナー心臓１２の間の接続について、さらに詳細に示す。開示されるように、保存チャンバー２０は開放上端部を有し、ほぼ円筒状の側壁９０と、ライン２６を介したリザーバー３０への返送のためにドレイン２４への液体の流れを促進する勾配底部９２によって形成される。装置取付け時及び保存時に、勾配底部９２は、より正しい解剖学的位置にドナー臓器１２をさらに収納する。円筒状側壁９０の上端部は、カバーアセンブリー２２を受容するためのさらに別の面を提供するために、周囲を囲むように外側に突き出たフランジ（flange）９４を具備している。
【００４６】
ここで、図２及び３を参照しながら、カバーアセンブリー２２の要素についてさらに詳細に説明する。カバーアセンブリー２２の外周は、ヒンジ（hinge ）９８によって接続されている２個の半分割部分を具備したクランピングリング９６によって形成される。クランピングリング９６の２個の半分割部分は、スナップロック（snap lock ）１００を介して目に見えるように固定することができる。カバーアセンブリー２２の残り部分は、カニューレプレート１０６を受容するために、中心にアパチャー（aperture）を有する円状カバープレートを一体的に形成する第１カバー１０２と第２カバー１０４によって形成される。クランピングリング９６は、図２に示すように、密封シールを作り出すために、フランジ９４と第１及び第２カバー１０２、１０４を受容するために設計されたほぼＵ字型の断面を有する。第１カバー１０２と第２カバー１０４の間の隣接エッジ１０５は、カバーアセンブリー２２に対してさらに剛性と密封性を付与するための舌溝（tongue-and-groove）構造（図示せず) を具備している。同様に、カニューレプレート１０６は、カバーアセンブリー２２の中にカニューレプレート１０６を固定するために、第１カバー１０２と第２カバー１０４の内部に形成された環溝１１０内に嵌合する環舌部１０８を具備している。隣接エッジ１０５と関連する舌溝構成については具体的には示さないが、当業者であれば、本構成が環舌状部１０８及び環溝１１０の構成と実質的に同様であることの良さを容易に認識するであろう。
【００４７】
カバーアセンブリー２２を構成するいくつかのバリエーションが存在するが、第１カバー１０２と第２カバー１０４はクランピングリング９６のそれぞれの側に恒久的に固定されることが好ましい。この場合、カバーアセンブリー２２が保存チャンバー２０の上端部に置かれたときに、フランジ９４を受容するために、環状チャンネル１１２がクランピングリング９６の下部内周に沿ったままの状態でとどまる。環状チャンネル１１２をフランジ９４と正しく嵌合させると、スナップロック１００を強固に締付けるためにクランピングリング９６の両方の半分割部分を一体化させて、カバーアセンブリー２２が封入臓器の無菌性と湿潤性を適切に保つことができる。
【００４８】
カバーアセンブリー２２がもたらすもう１つの利点は、取付け時及び固定時に、カニューレプレート１０６がカバーアセンブリー２２の第１及び第２のカバー１０２、１０４とインターロックする別の要素となっていることである。このため、カニューレプレート１０６の中に固定される様々なカニューレを、カバーアセンブリー２２の取付け前に、臓器１２上の正しい位置に取付けることができる。カニューレプレート１０６はまた、臓器１２を潅流システム１０に接続する際に、各カニューレを正しい位置に置くという働きもする。さらに詳しくは、カニューレプレート１０６は、大動脈カニューレ１２０を受容するための第１のアパチャーと、動脈カニューレ１２２を受容するための第２のアパチャーと、左心房カニューレ１２４を受容するための第３のアパチャーと、圧力カテーテル７２を受容するための第４のアパチャーを具備している。各個別のカニューレは、カニューレプレート１０６にはめ込まれて、強固な接続をもたらす。さらに、各カニューレは、カニューレプレート１０６にはめ込むための標準サイズの上端部チューブと、関連する動脈又は静脈内に嵌合させるための様々なサイズのフレア付き下部チューブを有するものとする。したがって、より小型ないし大型の下部チューブを有するカニューレが必要な場合、他方のカニューレを除去することなくカニューレプレート１０６にはめ込ませることができる。すなわち、カニューレプレート１０６のデザインは、カバーアセンブリー２２と容易かつ強固に一体化するモジュラー（modular ）要素を提供する。
【００４９】
動作時には、完全に組み立てられたカニューレプレート１０６は、大動脈１３０が大動脈カニューレ１２０に接続され、肺動脈１３２が動脈カニューレ１２２に接続され、左心房カニューレ１２４が左心房１３４の中に正しく挿入され固定されうるように、拍動臓器１２に近接した状態に置かれる。手術用ケーブルタイ( 図示せず) を用いて、大動脈カニューレ１２０の周囲に大動脈１３０を固定し、動脈カニューレ１２２の周囲に肺動脈１３２を固定することが好ましい。左心房カニューレ１２４は、サイズ２- ０の手術用プロレン縫合糸を用いて、左心房１３４の中に固定される。開示されるように、手術用ケーブルタイは、液漏れ防止シール、及び組織損傷のリスク無くカニューレ周囲の動脈を縫合するためのより広い表面積を提供する。ひるがえって、このことは、保存チャンバー２０の中にドナー心臓１２を正しく支持することを補助する。より小さいドナー心臓１２の場合など一部の例では、保存チャンバー２０の中で大動脈１３０によって心臓が懸垂されることもある。
【００５０】
臓器を保存チャンバー２０の中のカニューレプレート１０６の要素に正しく固定した後、カバーアセンブリー２２が保存チャンバー２０の上端部に固定されるように、リッドアセンブリー（lid assembly）２２の各半分を、カニューレプレート１０６の外周のまわりに嵌合させることができる。次いで、カバーアセンブリー２２とカニューレプレート１０６は、保存チャンバー２０の中でドナー心臓１２を懸垂する働きをする。図２において最もよく示されるように、肺動脈ライン６４は動脈カニューレ１２２に固定され、大動脈ライン５８は大動脈カニューレ１２０に接続され、左心房供給ライン５４は左心房カニューレ１２４に接続される。すべての接続が正しくなされたら（約１５分）、安定化のために、臓器を、上記のように非活動状態で約１０〜１５分間拍動させる。安定化及び取付け段階終了後、ドナー心臓を、後負荷カラム６０によって作り出される後負荷に抗して活動している状態で拍動させる。保存臓器は、保存期間中、最大２４時間まで又はそれ以上にわたり、活動状態で拍動しつづけてもよい。
【００５１】
動物心臓を補助するために潅流システム１０を用いて行われた研究によれば、本発明の装置及び方法は、心筋障害がほとんどないか全くない状態で、最大２４時間まで、保存臓器を拍動状態に保たせることができる。動物心臓を用いた予備試験の一部として、拍動状態に保たれたドナー心臓の血液電解質を、１時間、６時間、及び１２時間の間隔で測定した。血液電解質の分析で、グルコース、ナトリウム( Ｎａ) 、塩素（Ｃｌ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム( Ｃａ) 、及び重炭酸塩ＨＣＯ３は、保存期間中、実質的にベースライン値に保持されることが示された。すなわち、本発明の装置及び方法によれば、既存の低体温停止保存法に伴う４時間の時間制限を超える期間にわたり、ドナー心臓が強い拍動状態に保たれる。
【００５２】
臓器１２の保存において機能する３種類の化学物質溶液も、本発明の装置及び方法に関係する。開示されるように、この３種類の化学物質溶液は、細胞活動によって消費されるエネルギーを保存臓器に補給し、血液電解質を生理的レベルに保ち、心臓収縮系を刺激して保存期間中ドナー心臓を拍動状態に保たせる。３種類の化学物質溶液は、すでに説明したように、各化学物質溶液の適切な滴下速度の調節を補助する滴下マニホールド８０を通してリザーバー３０に供給される。第１の溶液はＩＶバッグ８２の中で保存され、第２の溶液はＩＶバッグ８４の中で保存され、第３の溶液はＩＶバッグ８６の中で保存される。
【００５３】
臓器１２を潅流する前に、潅流システム１０を、１００〜２５０ｍｌの一次溶液（ＩＶバッグ８２の中で保存）、１２. ５〜２５ｍｇのマンニトール（複合糖）又は適当な代替物、及び１２５〜２５０ｍｇのコハク酸メチルプレドニゾロンナトリウム又は適当な代替物でプライミングする。このマンニトールは潅流液の浸透圧を上げるためのインペルメントとして作用し、これが保存臓器中の浮腫形成を抑制又は低減する働きをする。マンニトールは、保存臓器に対する再潅流障害や体外潅流の悪影響を緩和する酸素スカベンジャー又はフリーラジカルスカベンジャーとしても作用する。さらに、マンニトールは、潅流回路１４の潅流液接触面がヘパリン結合されていない場合に、とくに有用である。しかしながら、マンニトールは、潅流回路１４のすべての要素がヘパリン結合面を有する場合でも、その内部で使用することで、マンニトールによってもたらされる利益を十分に利用することができる。コハク酸メチルプレドニゾロンナトリウムは、再潅流時の細胞溶解を防止するための細胞膜安定化剤として作用するとともに、免疫抑制剤としても作用するステロイドである。
【００５４】
開示されるように、第１の溶液すなわち一次溶液は、糖と様々な電解質から成る溶液である。第１の溶液は、数種類の化学組成物と、好ましくは規定生理食塩水( ０．９モル塩化ナトリウム) 中５％（デキストロース２．５％〜５％の範囲が好ましい）のデキストロース１リットルを混合することによって処方される。あるいは、デキストロースは、半規定生理食塩水（０．４５モル塩化ナトリウム）中で送達させてもよい。デキストロースは、細胞エネルギーとＡＴＰ生成のために保存臓器が必要とする主成分の１つである。デキストロースはグルコースの１形態であって、解糖の好気経路とクレブス回路を刺激することによって作用し、体内エネルギー生成のための一次生化学過程となっている。このデキストロース溶液に、４ミリ等量の塩化カリウム（４ｍｅｑ〜６ｍｅｑの範囲が好ましい）を加える。この塩化カリウムの目的は、細胞内及び細胞外カリウムを正常な生理的レベルに保つことによって、不整脈（異常な心臓律動）を予防することである。３５単位のレギュラーインシュリン（２０単位〜４０単位の範囲が好ましい）も一次溶液に加えることが好ましい。インシュリンは、グルコースを細胞内に移動させて、細胞質及びミトコンドリア代謝過程に利用できやすくするように作用する。インシュリンはまた、細胞外カリウムを細胞内に移動させ、生理的なカリウム値を確保するのにも役立つ。塩化カルシウム１．５グラム（塩化カルシウム１．０グラム〜１．５グラムの範囲が好ましい）も加えることが好ましい。塩化カルシウムは、心筋収縮に必要な主要カチオンであり、それが正常な生理的レベルで存在することが、ドナー心臓を拍動状態すなわち活動状態に保つために重要である。塩化カルシウムは、心筋収縮力を増大させるための陽性変力剤としても作用し、拍動状態のドナー心臓の保存時における正常な心筋機能のためにもやはり必要である。ＩＶバッグ８２の中で保存される一次滴下溶液は、１５ｍｌ/ 時間（１５ｍｌ/ 時間〜４０ｍｌ/ 時間の範囲が好ましい）という好ましい滴下速度で滴下マニホールド８０に供給される。一次溶液の別の態様においては、好ましくは５ｍｌの重炭酸ナトリウム（５ｍｌ〜１０ｍｌの範囲が好ましい）を溶液バッグに加え、７．４〜７．５という正常ｐＨを維持する。すなわち、重炭酸ナトリウムの添加は、溶液を緩衝化するように作用する。
【００５５】
開示される第２の溶液は、脂肪酸溶液、すなわち飽和及び/ 又は不飽和モノカルボン酸溶液であることが好ましい。Ｃ３〜Ｃ１０、Ｃ３〜Ｃ８鎖脂肪酸、好ましくはＣ３、Ｃ７又はＣ８鎖脂肪酸をはじめとする単鎖及び長鎖の両方の脂肪酸を用いることができる。好ましい態様においては、本目的は、２０％脂質内溶液（１０％〜２０％の範囲を用いることが好ましい）によって達成される。脂質内溶液の好ましい濃度としては、現在、市販品製造業者から、１０％の脂質内溶液又は２０％の脂質内溶液が入手できる。あるいは、脂肪酸を提供する大豆ベース由来のソヤカル（soyacal ）を用いてもよい。脂質内溶液は、２ｍｌ/ 時間（１ｍｌ/ 時間〜２ｍｌ/ 時間の範囲が好ましい）という好ましい速度で滴下マニホールド８０に供給される。脂質内溶液は、ドナー心臓の細胞によって直接的に代謝されうる脂肪酸の含有率が高いという理由で、本発明と合わせて使用するのに好ましい。脂肪酸は、心筋細胞のエネルギーの一次供給源である。心筋細胞のエネルギーのニ次供給源は、第１の滴下溶液によって供給されるグルコースである。
【００５６】
開示される第３の溶液は、好ましくは２５０ｍｌの規定生理食塩水（２５０ｍｌ〜５００ｍｌの範囲が好ましい）と、好ましくは４ｍｇのエピネフリン（エピネフリン４ｍｇ〜８ｍｇの範囲が好ましい）を混合することによって調製される。この溶液を用いて、ドナー心臓に、正常な心拍数と収縮性に必要なベースライン値のカテコールアミンを供給する。エピネフリンは、心拍数を正常な生理的範囲内に保つ目的にも用いられる。エピネフリンは、保存心臓の交感神経系の受容体を刺激することによって作用する。本発明と並行して行われた研究で、血清中カテコールアミン値の頻回測定を行ったところ、潅流システム１０の中で２〜６時間の保存を行った後で血漿中カテコールアミン値が著しく低下することが示されている。第３の溶液は、ベースライン値のカテコールアミンを維持するために、４ｍｌ/ 時間（２ｍｌ/ 時間〜１２ｍｌ/ 時間の範囲が好ましい）という好ましい滴下速度で滴下マニホールド８０に供給される。第３の溶液すなわちエピネフリン溶液のさらに別の態様においては、好ましくは２ｍｌの重炭酸ナトリウム（２ｍｌ〜５ｍｌの範囲が好ましい）を溶液バッグに加え、７．４〜７．５という正常ｐＨを維持する。すなわち、重炭酸ナトリウムの添加は、溶液を緩衝化するように作用する。
【００５７】
保存臓器１２は拍動状態に保たれるため、正常体温の温度で心臓に酸素富化血液が供給されることが重要である。保存臓器は、すでに開示した３種類の化学物質溶液から成るバランス基質の供給も受けなければならない。また、保存期間は最大２４時間まで、又はそれ以上にわたるため、保存臓器１２は、正常な拍動動作を維持するために、大量のエネルギーを供給されるとともに、様々な化学組成物の補給を受けねばならない。別の好ましい態様の一部として、脂肪酸は、溶液バッグ２７４を介して液媒体中に送達させ、残りの化学組成物は、溶液バッグ２７２を介して液媒体中に送達させることができる。
【００５８】
図４に移り、モービルカート１４０に設置された状態の潅流システム１０を示す。開示されるように、カート１４０は、４つのポスト（post）１４８によって支持される上段シェルフ１４２と中段シェルフ１４４と下段シェルフ１４６を具備している。各ポスト１４８の下部末端は、ロッキングキャスター１５０を具備している。ポスト１４８のうちの２つには、１対の調節可能ポール１５２、１５４が係合している。各ポール１５２、１５４の高さは、スレッド式ロッキングノブ１５６を用いて調節可能である。ポール１５４は、後負荷カラム６０の高さを設定するためのライン６０及び６２を支持することを主な目的とする調節可能アーム１５８を具備している。調節可能アーム１５８は、調節可能アーム１５８の高さを設定するためのスレッド式ロッキングノブ１６０、及びライン６０、６２を支持するためのフック部分１６２をその外側末端部に具備している。
【００５９】
カート１４０の上段シェルフ１４２は、保存チャンバー２０を受容し固定するための円形アパチャーと環状クランプ１７０を具備している。開示されるように、保存チャンバー２０は、環状クランプ１７０にはめ込まれ、複数の蝶ねじ１７２で固定される。具体的には示さないが、環状クランプ１７０と蝶ねじ１７２は、保存チャンバー２０を固定するためのリリースレバーによって操作される環状クランプで代替してもよい。上段シェルフ１４２は、様々なラインを保存チャンバー２０から下の要素まで下げさせる矩形アパチャー１７４も設けられている。中段シェルフ１４４も、同様の機能を付与する矩形アパチャー１７６を具備している。開示されるように、リザーバー３０は、中段シェルフ１４４上の保存チャンバー２０の直下位置に置かれる。中段シェルフ１４４は、膜オキシジェネーター３８に必要な酸素と二酸化炭素の混合物を供給するための酸素ボトルとレギュレーター１７８も具備している。下段シェルフ１４６は、遠心ポンプ３４、膜オキシジェネーター３８、及びウォーターヒーター４０を支持するのにとくに適している。これらのものは通常、潅流システム１０と係合する要素のなかでは最も重いものであるため、これらの要素が下段シェルフ１４６上に位置することで、全体の重心を下げるのに役立っており、モービルカート１４０をさらに安定化させる。上段シェルフ１４２は、流量計７０及びデジタル式圧力記録システム７４を支持するための十分な表面積を提供する。しかしながら、潅流システム１０と合わせて使用するために、さらに別の電子測定及びフィードバック器具を上段シェルフ１４２によって支持することもできる。最後に、透明な硬質プラスチックカバー１８０をカート１４０の上端部にかぶせることができる。カバー１８０は、上段シェルフ１４２の上に置かれた要素の肉眼的観察を可能にするとともに、潅流システム１０及び保存チャンバー２０をさらに保護する。
【００６０】
当業者であればその良さがわかるはずであるが、モービルカート１４０は、潅流システム１０の機能全般に対して大幅な強化をもたらす。より具体的には、潅流システム１０は、別の保存位置から手術室へ台車運搬することができる。また、カート１４０は、臓器採取時と臓器埋め込み時のいずれの際にも１つ又は複数の手術室内で容易に移動させることができる。さらに、ロッキングキャスター１５０が、好ましくない動きを防止する１つの位置にカート１４０を固定させる。モービルカート１４０の全体サイズは、救急車などの陸上交通手段、又は病院ヘリコプターやエアプレーンなどの自家用又は商用航空機の中のいずれにおいても、容易に輸送することができるようなものである。すなわち、モービルカート１４０は、レシピエントへの埋込み用に採取された臓器の輸送の全体的効率を上げる働きをする。
【００６１】
ここで図５に移り、別の好ましい態様に従い、本発明の保存システム２００を示す。保存システム２００は、上記に開示される潅流システム１０と同様の要素を多数共有し、同様の方法で動作することが注目される。すなわち、保存システム２００は、従来技術に伴う経時的虚血を低減又は排除し、浮腫を抑制又は排除し、生理的方法により保存臓器に化学強化剤を供給する働きもする。しかしながら、保存システム２００と関連するいくつかの改良点について、以下、さらに詳細に説明する。保存システム２００の本構成は、ドナー心臓１２を拍動状態又は非拍動（停止）状態のいずれかで採取し、保存システム２００に接続させ、拍動状態に保たれて、保存液の生理的冠流の供給を受けるようにもする。
【００６２】
図５で具体的に示されるように、心臓はそれ自体のパルス流を生成するために活動状態で拍動しているため、生理的冠流はパルス状態で供給される。すでに述べたように、保存期間を延長するために用いられる液媒体は、保存システム２００を通って循環される主に自己の、同種の、又は適合性の血液から成るということが、本発明の利点の１つである。次いで、本明細書で説明する化学強化剤を、血液と混合し、保存液媒体を調製する。すなわち、ドナー心臓１２は、その臓器を生存状態に保つための保存及び維持期間の間、酸素と様々な化学強化剤を供給される。本発明の目的のためには、生存状態とは、臓器が生理的レベルで機能している状態をいう。さらに、細胞老廃物及び代謝物が正常な生理的状態で臓器から運び出され、保存システム２００の外に濾去される。あるいは、細胞老廃物や代謝物は、リザーバーの中の血液をトランスフューズ（ｔｒａｎｓｆｕｓｉｎｇ）することによって、保存システム２００内部から希釈又は除去することができる。さらに細胞老廃物や代謝物は、適当な血液透析フィルターで除去することができる。
【００６３】
保存システム２００は、ドナー心臓１２を、最大２４時間まで、又はそれ以上にわたり、拍動状態に保つためのインビボのヒト循環器系をシュミュレートするように設計されている。この保存技術は、約３７℃の正常体温の温度で、又は約２０℃〜約３７℃の実質的に正常体温の温度で操作されうる。上記に開示されるように、保存システム２００は。自己血又は同種又は適合性血液又は代用血液、及びその他の保存溶液から成る化学組成物から成る液媒体をドナー心臓１２に循環させるための閉鎖保存回路２０２から成る。開示されるように、血液は、臓器と適合性がある全血又は白血球除去全血のいずれかであればよい。図に示したように、保存回路２０２は、酸素富化液体をドナー心臓１２に供給するための１つ以上の動脈ライン１６、及び劣化液体をドナー心臓１２から運び出すための１つ以上の静脈ライン１８を具備している。本態様によれば、動脈ライン１６は、液媒体を臓器の少なくとも１つの大血管に送達するための送達手段から成り、静脈ライン１８は、液媒体を臓器から運び出すための手段から成る。本発明の方法の一部として、動脈ライン１６を用いて、非活動及び活動状態のいずれかの状態にあるドナー臓器１２への液体の供給及び/ 又は潅流を行う。
【００６４】
さらに図５を参照しながら、保存回路２０２に接続した状態のドナー心臓１２を示す。ドナー心臓１２は、液媒体と交通した状態のドナー心臓を入れるための封入手段２０６の中に閉じ込められている。開示されるように、封入手段２０６は、保存臓器を保護し、目に見えるようにすための硬質プラスチックチャンバーである。封入手段すなわち保存コンテナー２０６は、透明ポリカーボネート又はその他の適当な硬質プラスチック材料でできていることが好ましい。開示されるように、封入手段２０６は、一重又はニ重ジップロッククロージャー（zip-lock closure）を有するバッグの形をした、厚いが軟質で可塑性のプラスチック容器から成るものであってよい。バッグは、ドナー心臓１２などの保存臓器又はその他の固体臓器の高低及び形状に合うように形成されたものであることが好ましい。
【００６５】
図に示すように、保存コンテナー２０６は、やはり中空繊維膜オキシジェネーター２０８と熱交換器２１０を含む一体化保存デバイス２０４の一部を形成する。本態様の一部として、オキシジェネーター２０８は、液媒体の少なくとも一部を酸素富化するための酸素富化手段から成り、熱交換器２１０ならびにそれに関連する温度制御水を供給するためのウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６は、臓器の温度を約２０℃〜約３７℃に保つための温度制御手段から成る。図からわかるように、保存コンテナー２０６は、上記に開示した保存チャンバー２０と実質的に同様であるが、本発明の一部として、保存コンテナー２０６は、保存液又は液媒体の供給物を保存するための液体リザーバー２１２を同時に形成するためにやや大き目となっている。図に示すように、保存コンテナー２０６は、約５００〜３０００ｍｌの液体が入るための液体リザーバー２１２を形成するのに十分に大きいことが好ましい。このデザイン特徴により、必要に応じて、ドナー心臓１２を保存コンテナー２０６の中の液体の中に実質的に浸漬及び/ 又は浴浸することができる。
【００６６】
保存コンテナー２０６は、開放した上端部を有し、ほぼ円筒状の側壁９０によって形成され、リザーバー出口２２２への液体の流れを促進する勾配底部９２を有する。円筒状側壁９０の上端部は、図２に示すように、カバーアセンブリー２２を受容するためのさらに別の面を提供するために、その周囲を囲むように外側に突き出たフランジ９４も具備している。カバーアセンブリー２２の残りの部分は、多数の血液入口又はポート２９２及び１つ以上の安全バルブ２９４が加えられている点以外は、上記に開示したものと実質的に同様である。
【００６７】
保存コンテナー２０６は、保存液から粒状物質を除去する働きをする１対のフィルター２１４も具備している。各フィルター２１４は、ポリウレタンスポンジから成ることが好ましい。すなわち、フィルター２１４は、液媒体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段の一部をなす。各フィルター２１４の１端側は、再循環保存液からの気泡や発泡の低減及び/ 又は除去をさらに補助するシリコン製消泡スクリーン２１６を含む。保存期間中ドナー心臓１２を支持するためのシリコンフォームパッド２１８が、保存コンテナー２０６の下部内に置かれている。シリコンパッド２１８は、衝撃吸収用スポンジとしても作用する。図に示すように、保存回路２０２の操作中に液体リザーバー２１２の中の保存液を排出することが望ましい場合は、ストップコック２２６を有するさらに別のポート２２４も設けられる。
【００６８】
リザーバー出口２２２を遠心ポンプヘッド２３０と接続するための出口ライン２２８が設けられている。ポンプヘッド２３０に与えられる回転力と制御を作り出すポンプヘッドドライバー２３２が設けられている。本用途に好ましいポンプヘッド及びポンプは、磁場によって移動するコーンを介して血液を移送させるとともに、血液の溶血を極力抑える生体適合性表面を含むメドトロニック社製のＢｉｏｍｅｄｉｃｕｓ ５５０である。図からわかるように、遠心ポンプヘッド２３０及びドライバー２３２は、液媒体の圧力を制御するための圧力制御手段と、液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御手段の両方から成る。
【００６９】
遠心ポンプ２３０は、ポンプ出口ライン２３４を介して、血液及び保存液を、保存液を所定の温度まで加温又は冷却する一体化熱交換器２１０に移動させる。ドナー臓器１２は約３７℃の正常体温の温度に保たれることが好ましいが、一体化熱交換器２１０を用いて、保存液の温度を約２０℃の温度まで下げることもできる。この加熱及び冷却機能は、ウォーター回路ライン２４０を介して熱交換器２１０の水側２３８を通して温度制御水を循環させるウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６によって行われる。保存液は、一体化熱交換器２１０の第２液側２４２を通って循環し、そこで所望温度に到達する。
【００７０】
次いで、温度制御された保存液は、接続ライン２４４を通って、一体化膜オキシジェネーター２０８に流れ込む。本態様の一部として、保存液の中の血液が、好ましくは９５％〜９７％Ｏ２と３％〜５％ＣＯ２の混合物を用いて、１〜５Ｌ/ 分の速度で、膜オキシジェネーター２０８によって酸素富化される。この混合物は、入口/ 出口ライン２４６を介してオキシジェネーター２０８に供給される。すでに述べたように、好ましいオキシジェネーターとしては、ソーリンバイオメディカル社製のＭｏｎｏｌｙｔｈオキシジェネーターやメドトロニック社製のＭＩＮＩＭＡＸ ＰＬＵＳなどの中空繊維オキシジェネーターが挙げられる。図５には具体的には示していないが、膜オキシジェネーター２０８は、レギュレーター付き酸素ボトル１７８（図４）から、必要な酸素と二酸化炭素の混合物を与えられる。オキシジェネーター２０８は、加圧保存液を他のデバイスに送達させる複数の出口も具備している。オキシジェネーター２０８の出口のうちの少なくとも１つは、オキシジェネーターを出る液媒体の温度を監視するために用いることができる一体化温度監視プローブ（図示せず）を具備していることを、認識しておかねばならない。より具体的には、第１の出口ライン２４８が動脈フィルター２５２に保存液を供給する。フィルター２５２は、メドトロニック社製小児用動脈フィルターなどの２０ミクロン動脈フィルターであることが好ましい。第２の出口ライン２５０は、再循環ラインとして働き、白血球フィルター２５４に保存液を供給する。フィルター２５４は、ポールフィルターズ社製Ｐａｌｌ白血球除去フィルターなどのミクロン白血球フィルターであることが好ましい。すなわち、フィルター２５２及び２５４は、液媒体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段から成る。
【００７１】
動脈フィルター２５２の出口は、フィルター出口ライン４８を介してセレクターバルブ５０に接続されている。セレクターバルブ５０は、液体流を初期潅流ライン５２（大動脈を介する順向潅流用）、左心房供給ライン５４( 左心房を介する順向潅流用) 、又は両方のライン同時（プライミング用）のいずれかに向かわせるためのいくつかの位置の１つに置くことができるマルチポジションストップコックである。さらに、セレクターバルブ５０は、完全に動作を停止させてもよい。すでに述べたように、ライン４８、５４、及び場合によってはライン５２と５８が、保存回路２０２の動脈側１６すなわち送達手段を形成する。初期潅流ライン５２の末端は、ティー又はＹコネクター５６に接続されており、次いでこのものは大動脈ライン５８と後負荷カラムであるライン６０に分岐する。ティー５６の一端は、保存液の圧力、より具体的には大動脈根部圧力を、セントラル信号プロセッサー及びコントローラー５６０によって監視できるようにする圧力トランスデューサー２５６も具備している。高さ調節可能後負荷カラムライン６０と大動脈返送ライン６２を接続するために、ストレートコネクター２５８が設けられている。上に設けたストップコックに固定されたサイホン防止バルブを有するルアーポート６３が、コネクター２５８に一体化されており、コネクター２５８を横切って圧送された液体が、後負荷ライン６０からさらにサイホンすることなく、大動脈返送ライン６２を通って流れるようにするための単向バルブとして作用する。
【００７２】
後負荷ライン６０の遠位末端は、保存液をリザーバー２１２に返送させるために、３方向ポート２６０上のコネクターの１つに取付けられている。すでに述べたように、大動脈ライン５８は、保存システム２００がどのモードで動作しているかによって、ドナー心臓１２への流れとドナー心臓１２からの流れの双向流を供給する。また、後負荷カラム６０の高さは、ドナー心臓１２がそれに対して拍動すなわち圧送するところの後負荷圧を選択的に変化させるために、一定範囲の垂直位置に調節可能である。後負荷カラム６０の高さは、コントローラー５６０によって受容される冠流及び大動脈及び/ 又は左心室圧力信号に応答してフィードバック調節される電気機構器具によって調節される。後負荷カラム６０を通して圧送された保存液がストップコックコネクター２５８とサイホン防止ルアーポート６３を横切ると、重力により大動脈返送ライン６２を介して液体リザーバー２１２に返送される。また、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２の３方向ポート２６０とカニューレ１２２の間に接続されて、冠流出液を液体リザーバー２１２に返送させる。すなわち、ライン５８、６０、６２及び６４が保存回路２０２の静脈側１８を形成して、液媒体を心臓から運び出す手段を提供する。
【００７３】
大動脈流は、大動脈ライン５８の一部をなす超音波フロープローブ６６によって測定される。同様に、超音波フロープローブ６８は、右心室から液体リザーバー２１２へと右心室返送ライン６４を通って流れる冠流出液の冠血流を測定する。フロープローブ６６、６８によって生成された信号は、システムコントローラー５６０上のそれぞれの入口６６Ａ、６８Ａに送られる。あるいは、超音波フロープローブ６６及び６８によって生成された大動脈及び冠流信号は、ドナー心臓１２の状態の監視及び保存システム２００の動作状態を補助する少なくとも２つのチャンネルを有する図１に示した流量計７０又は図１１に示した流量計５６２などのマルチチャンネルデータレコーダー/ コントローラーによって受信される。すでに述べたように、好ましい流量計は、トランソニックシステムズ社製の２チャンネル流量計である。しかしながら、本態様の場合、セントラルコントローラー５６０が、様々なトランスデューサーによって生成される信号をフィードバック信号として受信することで、１つのセントラルステーションからのすべての関連信号を監視することになる。あるいは、圧力トランスデューサー７２及び２５６からの信号は、マルチチャンネルデータレコーダーによって監視し、ラップトップコンピューター５６４によって表示してもよい。好ましい装置としては、アドインスツルメンツ（ADInstruments, Inc. ）社製のＭａｃＬａｂ（登録商標）などの一体化ハードウエア/ ソフトウエアシステムがある。次いで、これらのフィードバック信号を、コントロールライン５８０を介してポンプ２３０によって供給される圧力と流れ、ならびに双向コントロールライン５８２を介して熱交換器２１０の温度を監視し、調節するために用いることができる。また、セントラルプロセッサー又はコントローラー５６０は、オキシジェネーター２０８の温度プローブ出口( 図示せず) からの温度フィードバック信号５８４を受信することも示した。
【００７４】
冠流は、心臓１２の上の後負荷カラム６０の高さを調節し、ポンプ２３０によって生成される流速を調節することにより、許容される生理的範囲( ３００〜５００ｍｌ/ 分) 内に維持される。後負荷圧は約７０ｍｍ水銀柱に維持されるが、必要に応じて調節することができる。ドナー心臓１２の腔内圧を測定するために、マイクロチップ圧力カテーテル７２が左心房１３４を介して左心室に挿入される。好ましい圧力カテーテル７２としては、ミラーインスツルメンツ社製のタイプのものが挙げられる。圧力カテーテル７２によって生成されるすべての圧力測定値は、やはり保存臓器１２の状態の監視を補助するマックラブ（Maclab）社製のものなどのデジタル式圧力記録システム７４を用いて記録され、表示される。開示されるように、圧力記録システム７４は、多数の圧力測定値を記録し、表示することができる。他方、圧力カテーテル７２により生成される信号は、保存又はディスプレイ７２Ａにオンラインでセントラルコントローラー５６０により受信されてもよい。
【００７５】
本発明の一部として、コントローラー５６０は、保存期間中後負荷カラム６０の高さを自動的に調節することができる機械式アクチュエーター（actuator）又はアーム５６６（図１１）も制御するものとする。これは、フロープローブ６６、６８によって生成されるフロー信号、及び図に示したように、それぞれ２５６Ａと７２Ａにオンラインでコントローラー５６０によって受信される圧力トランスデューサー２５６及び圧力カテーテル７２によって生成される圧力信号を監視することで、達成される。
【００７６】
あるいは、ペースメーカー及び内部除細動器２２０を、ペーシングリード（pacing lead ）２２１を介して保存心臓１２の心室壁に接続し、保存期間中の望ましくない不整脈をＤＣショックによって矯正してもよい．
【００７７】
オキシジェネーター２０８の第２のポートが、出口ライン２５０に酸素富化血液を供給し、この血液が白血球フィルター２５４に運ばれる。フィルター２５４の出口ライン２６２が、保存液を、第１のストップコック２６６と第２のストップコック２６８の間のライン２６２に一連する位置に置かれた血液透析フィルター２６４フィルターに送達させる。血液透析フィルター２６４は、保存臓器によって産生される可能性のある代謝老廃物を除去する働きをする。本用途に好ましい血液透析フィルター２６４としては、コーブ（Cobe）社又はバクスター（Baxter）社製のものがある．
【００７８】
ストップコック２６８の出口が、濾過血液を２ポート滴下マニホールド２７０に供給し、このものが、それぞれ溶液バッグ２７２及び２７４から第１及び第２の保存溶液を受容する。図に示したように、滴下マニホールド２７０は、滴下マニホールド２７０を通って流れる保存液への本発明の化学物質溶液の送達を制御するのを補助する２つのストップコックバルブを具備している。滴下マニホールド２７０の出口ライン２７６は、強化保存液を液体リザーバー２１２に返送させるための３方向ポート２６０に接続される。具体的には示さないが、当該分野において公知のごとく、滴下バッグ２７２、２７４に含まれている化学物質溶液の滴下マニホールド２７０への滴下速度を個々に制御し調節するために、インフュージョンポンプが、各溶液バッグ２７２、２７４と滴下マニホールド２７０の間に挿入されることを認識しなければならない。
【００７９】
保存システム２００の様々なラインや要素を作製するためには、様々な材料を用いることができる。保存回路２０２のほぼすべてのラインと要素は常に保存液媒体と接触しているため、体外人工表面への液内血液曝露によって引き起こされる急性炎症性反応を抑制することが望ましい。この問題を解決するために、潅流回路１４の中のすべての接触面をヘパリンでコーティング又は結合させて、補体と顆粒球の活性化を低減させてもよい。あるいは、ヘパリンは、保存回路２０２を通して循環する液媒体に直接的に導入してもよいし、他の生体適合性表面を回路２０２に利用してもよい。ヘパリンの導入は、回路の中の血液凝固を極力抑えるのに役立つ。
【００８０】
さらに図５を参照しながら、保存システム２００の動作についてさらに具体的に説明する。上記のように、ドナー心臓は、拍動状態又は非拍動すなわち停止状態のいずれかの状態で採取され、保存チャンバー２０６に入れられる。この時点で、遠心ポンプ２３０が酸素富化され再加温された血液を、ライン２４８を通して移動させている。プライミングの際は、セレクターバルブ５０が、血液が初期潅流ライン５２と左心房供給ライン５４を同時に通過するような位置に置かれる。保存回路２０２の動脈ライン１６が、気泡又は空気ポケットの存在を排除するのに十分にプライミングされたら、初期潅流ライン５２に液体を供給するための位置にバルブ５０が回転される。次いで、大動脈ライン５８は、大動脈カニューレ１２０を用いて大動脈１３０に接続され、固定される。この手順により、血液は大動脈ライン５８に流れ込み、大動脈１３０を介して非活動拍動状態のドナー心臓１２をただちに潅流する。
【００８１】
あるいは、コネクター２５８上のストップコックを閉じて、大動脈１３０への血流を最大化させてもよい。この大動脈１３０を介する順向潅流の手順は、ドナー臓器の安定化を図るとともに、装置取付け時間を確保するために、約１０〜１５分間にわたり実施される。この装置取付けの際に、残りのフローラインはドナー心臓１２に接続される。より具体的には、大動脈ライン５８と大動脈１３０の間の接続が完了し、液漏れがないかチェックされ、供給ライン５４が左心房１３４に接続され、右心室返送ライン６４が肺動脈１３２に接続される。次いで、肺静脈、上部及び下部大静脈が手術用縫合糸を用いて閉鎖される。この初期接続プロトコルの際は、あらゆる過剰血流は保存コンテナー２０６内に閉じ込められ、リザーバー２１２に返送される。
【００８２】
安定化段階終了時に、大動脈１３０への流れが、左心房供給ライン５４を介する左心房１３４への流れを同時的かつ徐々に増大させるとともに、初期潅流ライン５２を通る流れを徐々に遮断する回転セレクターバルブ５０によって、正常動作位置まで戻される。次いで、コネクター２５８のストップコックが開き、血液を、後負荷ライン６０と返送ライン６２を通って流れさせる。次いで、この手順が、ドナー心臓１２を非活動状態から活動状態に切りかえ、血液がドナー心臓１２によって保存回路２０２の返送ライン１８を通して圧送され、パルス状冠流送達を確実にする。
【００８３】
動脈又は送達ライン１６を通るドナー心臓１２への血流は、遠心ポンプ２３０によって補助される。流速、圧力及び温度は、保存液の圧力と流速を制御するためのポンプヘッド２３０のスピードを調節するコントローラー５６０によって監視される。ドナー心臓１２は、保存チャンバー２０上の後負荷カラム６０の垂直位置によって作り出される後負荷圧に抗して拍動させ、これによりパルス状冠流が発生する。また、酸素富化血液が冠血管系に供給され、冠血管系から来る脱酸素化血液が右心室から肺動脈返送ライン６４へと圧送され、リザーバー２１２に返送される。この時点で、ドナー心臓１２は、保存期間中、生存性の拍動状態に維持されうる。
【００８４】
ここで図６に移り、保存システム２００の別の構成を示す。図からわかるように、図６に示した保存システム２００は、図５に示した要素のうちの多くのものから成るが、非パルス状又は半定常流ではなく、パルス状冠流がドナー心臓１２に供給されるという主な相違点がある。したがって、この構成は、ドナー心臓１２が拍動非活動状態で保存されるために、液体運搬ラインのいくつかを無くすことができる。
【００８５】
本態様においては、保存システム２００は、一体化された保存コンテナー２０６とリザーバー２１２を含む同様の一体化保存デバイス２０４と中空繊維膜オキシジェネーター２０８と一体化熱交換器２１０を含む。オキシジェネーター２０８と熱交換器２１０は、上記と実質的に同様の方法で操作される。すでに述べたように、リザーバー２１２の中で保存される保存液は、出口ライン２２８を介して、パルスポンプ２８０へ送達されるべくリザーバー出口２２２を通って流れる。パルスポンプ２８０は、電気制御ユニット２８２によってパルス駆動される。本用途に好ましいパルスポンプは、サーモカルディオシステムズ社製Ｈｅａｒｔｍａｔｅ電気補助ポンプ又はバクスターヘルスケア社製Ｎｏｖｏｃａｒ（登録商標）左心室補助ポンプのいずれかである。あるいは、本態様の保存回路２０２とも適合性があって、より低コストでパルス流の機能を提供する、より低い厳格度の規格に合わせて設計された他のパルスポンプもある。
【００８６】
すなわち、パルスポンプ２８０は、遠心ポンプ２３０によって生成される定常流とは逆に、パルス流を生成する。熱交換器２１０とオキシジェネーター２０８を通る保存液の流れは、上記したものと実質的に同様である。次いで、第１の出口ライン２４８が、保存液を動脈フィルター２５２に運ぶ。フィルター２５２の出口は、その一体化された一部として形成された同様の圧力トランスデューサー２５６を有するストップコックコネクター２８４に接続される。次いで、保存液は大動脈送達ライン２８６を通って、大動脈カニューレ１２０を介して大動脈１３０に流れ込む。送達ライン２８６中の液体の圧力は、圧力トランスデューサー２５６を通して監視することができる。この大動脈１３０への反対方向での保存液送達法は、冠血管系を、酸素富化血液と本発明の様々な化学強化剤から成る液媒体で潅流させる。次いで、冠流出液が、肺動脈１３２を通って、カニューレ１２２に圧送される。次いで、冠流出液が肺動脈返送ライン２８８を通って液体リザーバー２１２に返送される。再循環ライン２５０、ならびにそれに配置されている白血球フィルター２５４、血液透析フィルター２６４及び滴下マニホールド２７０をはじめとする様々な要素は、上記と実質的に同様の方法で動作することが注目される。また、大動脈送達ライン２８６及び肺動脈返送ライン２８８はそれぞれが、送達及び返送ラインを通過する流速を測定するための超音波フロープローブ６６、６８（それぞれ）を具備していることも示した。
【００８７】
図６の代替構成の一部として、保存コンテナー２０６はドナー心臓１２を入れるために同様のサイズとされ、約５００〜３０００ｍｌの液媒体を保存するための液体リザーバー２１２を構成している。しかしながら、１つのポリウレタンフィルター２１４と１つのシリコン製消泡スクリーン２１６だけ用いられる。図からわかるように、保存回路２０２へのこの変更は、順向潅流技術を用いて冠動脈に供給するために、大動脈１３０へ酸素富化血液を運ぶための１つのライン又は送達手段、及びドナー心臓１２から冠流出液( 脱酸素化血液) を運び出すために肺動脈に連結される１つのライン又は手段だけの使用を可能ならしめるものである。すなわち、パルスポンプ２８２によって提供されるパルス流により、左心房とつながるカニューレや潅流ラインを追加する必要がなくなる。このパルス流が、冠痙攣、冠内皮障害を予防するとともに、保存臓器の微小循環を適正化するための生理的特性を冠流に提供する。ドナー心臓１２を拍動非活動状態で保存することで、酸素消費量の低減と後負荷カラムに対するポンプのストレスの低減を図ることができる。これによりさらに、細胞代謝と細胞老廃物が低減され、保存期間の延長につながる。あるいは、左心室内に心臓内ベントを留置して、大動脈弁から漏出する血液を排出してもよい。
【００８８】
該代替構成の一部として、保存コンテナー２０６はドナー心臓１２を入れるために同様のサイズとされ、約５００〜３０００ｍｌの液媒体を保存するための液体リザーバー２１２を構成している。しかしながら、液媒体と保存臓器( 図示せず) を分離するための内部隔壁が存在する。本構成においては、回路の液媒体から分離されたリザーバーの上端部に臓器が置かれる。本構成によれば、保存及び輸送期間中、保存臓器を完全に可視化することができる。
【００８９】
以上、移植用のドナー心臓の保存について説明したが、保存システム２００を用いて、再建手術やその他のタイプの手術の際の心臓の維持を図ることもできるということも、本発明の範囲に含まれる。すなわち、本手順によれば、個体の心臓を摘出して、本発明の保存回路２０２に入れ、体外側で手術することができる。この場合、患者は、当該分野において公知のごとく、適当なバイパス及び心臓/ 肺マシンにより、一時的に維持されることができる。しかしながら、心臓又はその他の臓器を矯正手術のために摘出し、その臓器を生存状態に保てば、通常であれば複雑で高リスクであると思われる手順を、体外側の臓器に対して容易に実施することができる。臓器に対する手術が完了したら、その臓器を元の患者の体内に再移植する。別の用途としては、癌治療のための化学療法により、臓器を摘出して維持し、その臓器を潅流することがある。化学療法の手順終了後、臓器を再移植することができる。この手技は、肝臓、腎臓、又は膵臓の癌の治療のためにとくに有用である。すなわち、本発明の開示内容による保存システム２００は、移植用ドナー臓器を生存状態に保つこと以外にも、様々な用途を提供する。
【００９０】
ここで、図７〜１０を参照しながら、本発明の教示による保存システムの別の態様について開示する。下記説明を検討すれば、本発明の保存システムはまた、腎臓、肝臓、肺、膵臓、小腸、及び重度の熱傷若しくは外傷患者、又はガン患者にさえ移植のために使用することができる筋遊離皮弁（myocutaneous free flap）など、特に限定なく様々な固体臓器を保存するために利用できることが認められるだろう。該保存システムは、移植又は形成及び再建手術のために、大動脈などの様々な血管、及び静脈移植片を生存状態に保つ目的にも用いることができる。本発明のこの態様によれば、生存状態に保存又は維持すべき固体臓器は、当該臓器のためにとくに設計されたソフトシェルバッグ（soft shell bag）の中に封入される。適合性のある血液を含んだ保存液が臓器に送達され、臓器から運び出されるように、少なくとも１つの動脈と１つの静脈がカニューレ留置される。すなわち、本代替構成に必要な保存回路は、上記したようにドナー心臓を保存するために用いられるものと同様である。
【００９１】
とくに図７を参照して、腎臓３１０を保存するための保存システム３００を示す。腎臓保存回路３０２は、酸素富化液体を腎臓３１０に送達し、劣化液体を腎臓３１０から運び出す働きをする。腎臓保存回路３０２も、保存コンテナー２０６及び液体リザーバー２１２を形成する一体化保存デバイス２０４、熱交換器２１０、及びオキシジェネーター２０８を利用する。加温され酸素富化された保存液は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１ポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、ライン３１２を通る流速を測定する。ライン３１２は、動脈ストップコックコネクター３１８に接続する。圧力トランスデューサー３２０がストップコックコネクター３１８の反対側末端に形成されており、ソフトシェルバッグの動脈フィッティング（fitting ）３２２にやはり接続する。動脈カニューレ３２４が動脈フィッティング３２２の中に挿入されていて、ソフトシェルバッグ３６０の保存チャンバー３６４の中に伸びている。次いで、動脈カニューレ３２４は、ドナー腎臓３１０に酸素富化保存液を送達するために腎動脈３２６に接続する。同様に、返送ライン３２８が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と静脈ストップコックコネクター３３０の間に伸びている。劣化液の返送流を監視するために、返送ライン３２８に沿って超音波フロープローブ３５６も設けられている。コネクター３３０の反対側末端は、ドナー腎臓３１０から運び出された劣化液媒体の圧力を監視するために用いられる圧力トランスデューサー３３２も具備している。圧力トランスデューサー３３２は、挿入された静脈カニューレ３３６も含む静脈フィッティング３３４に接続する。静脈フィッティング３３４もソフトシェルバッグ３６０と一体的に形成されていることが好ましい。静脈カニューレ３３６は、ドナー腎臓３１０の腎静脈３３８に接続される。腎臓３１０の尿管３４０は、ライン３４４を通って目盛り付き容器３４６に尿を運び込むための尿管コネクター３４８とやはり一体化されている尿管カニューレ３４２に接続される。容器３４６を変更しなければならない場合、又は尿のサンプルを採取しなければならない場合に、ライン３４４を通る流れを停止させるためのストップコックコネクター３４８がライン３４４に沿って設けられている。また、液体は、ストップコック３５４を通して容器３４６から放出させてもよい。容器３４６の目盛りは、保存期間中、腎臓３１０の尿産生を監視できるようにする。
【００９２】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から様々な滴下速度で化学物質溶液を受容する同様の２ポート滴下マニホールド２７０に接続する。強化保存液は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度は、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって制御される。わかるように、任意の固体臓器を保存するための回路を通して液媒体を循環させるために、遠心ポンプ２３０又はパルスポンプ２８０を用いることができる。
【００９３】
腎臓保存回路３０２と関連する封入手段は、シールされた本体部分３６２と保存チャンバー３６４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ３６０を含む。消泡材ライン、ソフトシェル（図示せず) 、内側ジップロッククロージャー３６６、及び外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー３６４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、かかる臓器が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、シールされた本体部分３６２についてジップを解除して開放することができるフラップ（flap）３７０を形成している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、かかる臓器を入れて、保存チャンバー３６４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー３６４の中に残留する液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。ベントアセンブリー（vent assembly）３７２が本体部分３６２の中に一体化されていて、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、保存チャンバー３６４の中に伸びている。ベント３７２の上端部は、保存チャンバー３６４からの空気の出し入れを可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。また、保存チャンバー３６４は、フラップ３７０を正しくシーリングした後で、ベント３７２を介して、生理食塩水などの生体適合性液体、又は薬学的に活性な液体を満たすこともできるものとする。
【００９４】
腎臓保存バッグ３６０は、保存バッグにさらに構造剛性を与えるとともに、一定の形状を維持することをさらに補助する１つ以上の強化リブ（rib ）３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材３８０から懸垂させる保存バッグ３６０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。ソフトシェルバッグ３６０の利点の１つとして、バッグによって保護しつつ、臓器に超音波プローブを当てることができるために、腎臓３１０をバッグ３６０に入れたままで超音波検査を実施することができるということがある。
【００９５】
ここで、図８に移り、肝臓を保存するための保存システム３００を示す。肝臓保存回路３０４は、酸素富化液媒体を肝臓３９０に送達し、劣化液体を肝臓３９０から運び出す働きをする。肝臓保存回路３０４も、保存コンテナー２０６及び液体リザーバー２１２を形成する一体化保存デバイス２０４、熱交換器２１０、及びオキシジェネーター２０８を利用する。加温され酸素富化された保存液は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１つのポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、上記のようにして、ライン３１２を通る流速を測定する。この位置で、ライン３１２は２つのラインに分岐する。１つは動脈ストップコックコネクター３９２で終了し、他方の分岐は動脈ストップコックコネクター３９４で終了する。各ストップコックコネクター３９２、３９４は、その反対側末端に形成された圧力トランスデューサー３９６、３９８（それぞれ）も具備している。コネクター３９２は、ソフトシェルバッグと一体的に形成されている動脈フィッティング４００にも接続する。適当なカニューレ４０２が動脈フィッティング４００の中に挿入され、ソフトシェル肝臓バッグ４４０の保存チャンバー４４４の内部に伸びている。次いで、カニューレ４０２は、酸素富化保存液をドナー肝臓３９０に送達するための門脈４０４に接続する。動脈ストップコックコネクター３９４も、ソフトシェルバッグの動脈フィッティング４００に接続する。動脈カニューレ４０８が動脈フィッティング４０６の中に挿入され、ソフトシェルバッグ４４０の保存チャンバー４４４の内部に伸びている。次いで、動脈カニューレ４０８は、酸素富化保存液をドナー肝臓３９０の左右葉に送達するために分岐する肝動脈４１０に接続する。同様に、返送ライン４１２が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と、やはりソフトシェルバッグ４４０の中に一体的に形成されている返送フィッティング４１６に順に接続する返送ストップコックコネクター４１４との間に伸びている。
【００９６】
示すように、劣化保存液がそこから直接的に保存チャンバー４４４に流れ込めるように、下大静脈４１８は開放され、カニューレ留置されないままである。すなわち、返送フィッティング４１６は、劣化液を返送ライン４１２から出入りできるように、出口を提供している。返送ライン４１２に沿って、劣化液の返送流を監視するための超音波フロープローブ４２０が設けられている。依然として肝臓３９０に付着している胆嚢４２２は、やはりフィッティング４２６を挿入されている適当な胆嚢カニューレ４２４に接続される。ライン４３０を通って目盛りつき容器３４６に入る胆汁の流れを調節するためのストップコックコネクター４２８がフィッティング４２６に接続される。ストップコックコネクター４２８はまた、容器３４６を変更しなければならない場合又は胆汁のサンプル採取のために、ライン４３０を通る流れを停止させる。また、液体は、ストップコック３５４を通して容器３４６から放出させてもよい。容器３４６の目盛りは、保存期間中、胆嚢４２２の胆汁産生を監視できるようにする。
【００９７】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から様々な滴下速度で化学物質溶液を受容する同様の２ポート滴下マニホールド２７０に接続する。次いで、強化保存液は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度は、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって制御される。
【００９８】
肝臓保存回路３０４と関連する封入手段はまた、シールされた本体部分４４２と保存チャンバー４４４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ４４０を含む。肝臓バッグ４４０は、以下に説明する腎臓バッグ３６０と同じ要素の多くのものが共通していることが注目される。
【００９９】
内側ジップロッククロージャー３６６と外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー４４４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、かかる臓器が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、シールされた本体部分３６２についてジップを解除して開放することができるフラップ３７０を形成している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、かかる臓器を入れて、保存チャンバー３６４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー３６４の中に残留する液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。１対のベントアセンブリー３７２が本体部分３６２の中に一体化されていて、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、保存チャンバー４４４の中に伸びている。各ベント３７２の上端部は、保存チャンバー４４４からの空気の出し入れを可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。また、保存チャンバー４４４は、フラップ３７０を正しくシーリングした後で、ベント３７２を通して、生体適合性又は薬学的に活性な液体を満たすこともできるものとする。
【０１００】
肝臓保存バッグ４４０は、保存バッグにさらに構造剛性を与えるとともに、一定の形状を維持することをさらに補助する１つ以上の強化リブ３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材３８０から懸垂させる保存バッグ４４０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。
【０１０１】
ここで、図９に移り、膵臓４５０を保存するための保存システム３００を示す。膵臓保存回路３０６は、酸素富化液媒体を膵臓４５０に送達し、劣化液体を膵臓４５０から運び出す働きもする。示すように、膵臓４５０は、十二指腸４５２と共に採取される。膵臓保存回路３０６も、一体化保存デバイス２０４を利用する。加温され酸素富化された液媒体は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１つのポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、動脈ライン３１２を通る流速を測定する。ライン３１２は、動脈ストップコックコネクター４５４に接続する。圧力トランスデューサー４５６がストップコックコネクター４５４の反対側末端に形成されており、ソフトシェルバッグと一体的に形成されている動脈フィッティング４５８に接続する。動脈カニューレ４６０が動脈フィッティング４５８の中に挿入されていて、ソフトシェルバッグ４９０の保存チャンバー４９４の中に伸びている。次いで、動脈カニューレ４６０は、膵臓４５０に酸素富化保存液を送達するために膵臓/ 十二指腸動脈４６２に接続する。同様にして、返送ライン４６４が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と静脈ストップコックコネクター４６６の間に伸びている。返送ライン４６４に沿って超音波フロープローブ４６５が設けられている。コネクター４６６の反対側末端はまた、膵臓４５０から運び出される劣化液媒体の圧力を監視するために用いられる圧力トランスデューサー４６８も具備する。圧力トランスデューサー４６８は、その中に挿入された静脈カニューレ４７２も含む静脈フィッティング４７０に接続する。静脈フィッティング４７０もソフトシェルバッグ４９０の中に一体的に形成されていることが好ましい。動脈カニューレ４７２は、膵臓４５０の脾静脈及び／又は門脈に接続する。膵臓４５０の膵管４７６は、ライン３４４を通って同様の目盛り付き容器３４６に膵液を運び込むための一体化カニューレフィッテイング４８０の中にやはり挿入されている適当なサイズのカニューレ４７８に接続される。上記したように、ストップコックコネクター４８２がライン３４４に沿って設けられていて、容器３４６を変更しなければならない場合に、ライン３４４を通る流れを停止させる。また、液体は、ストップコック３５４を通して容器３４６から排出させてもよい。容器３４６の目盛りは、保存期間中、膵臓４５０の膵液産生を監視できるようにする。
【０１０２】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から様々な滴下速度で化学物質溶液を受容する２ポート滴下マニホールド２７０にも接続する。強化液媒体は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度は、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって同様に制御される。
【０１０３】
膵臓保存回路３０６と関連する封入手段は、シールされた本体部分４９２と保存チャンバー４９４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ４９０を含む。内側ジップロッククロージャー３６６と外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー４９４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、かかる臓器が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、本体部分３６２についてジップを解除して開放することができるフラップ３７０を形成している。示すように、フラップ３７０の１つのコーナーをジップ解除してその動作を示している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、かかる臓器を入れて、保存チャンバー４９４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー４９４の中に残留する液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。膵臓バッグ４９０の特徴の１つとして、保存チャンバー４９４の最下部の中に残留する液体を採取する働きをする勾配部分４８４がある。ベントアセンブリー３７２が本体部分４９２の中に一体化されていて、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、保存チャンバー４９４の中に伸びている。上端部ベント３７２は、保存チャンバー４９４からの空気の出し入れを可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。また、保存チャンバー４９４は、フラップ３７０を正しくシーリングした後で、ベント３７２を介して、生理食塩水などの生体適合性液体、又は薬学的に活性な液体を（臓器の外部と接触又は浴浸するため）満たすこともできるものとする。膵臓保存バッグ４９０は、保存バッグ（懸垂された状態）にさらに構造剛性を与えるとともに、一定の形状を維持することをさらに補助する１つ以上の強化リブ３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材３８０から懸垂させる保存バッグ４９０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。ソフトシェルバッグ４９０の利点の１つとして、バッグのプラスチック壁によって保護しつつ、臓器に超音波プローブを当てることができるため、その中に保存されている臓器に対して超音波検査を実施することができるということがある。上記開示の膵臓の場合と同様の方法で、小腸を保存することができることも注目される。
【０１０４】
図１０を参照しながら、１つ又は２つの肺５００を保存するための保存システム３００を示す。肺保存回路３０８は、酸素富化液媒体を肺５００に送達し、劣化液体を肺５００から運び出す働きもする。肺保存回路３０８も、上記に示したように、一体化保存デバイス２０４を利用する。加温され酸素富化された保存液媒体は、出口ライン３１２を介して、オキシジェネーター２０８の１ポートから動脈フィルター３１４へと運ばれる。超音波フロープローブ３１６が、ライン３１２を通る流速を測定する。ライン３１２は、動脈ストップコックコネクター５０８に接続する。圧力トランスデューサー５１０がストップコックコネクター５０８の反対側末端に形成されており、ソフトシェルバッグとともに成形又は一体化されていることが好ましい動脈フィッティング５１２に接続する。動脈カニューレ５１４が動脈フィッティング５１２の中に挿入されていて、ソフトシェルバッグ５３０の保存チャンバー５３４の中に伸びている。次いで、それは動脈カニューレ５１４は、肺動脈５１６に接続し、次いで、肺５００に酸素富化保存液媒体を送達するために各肺に分岐している。上記と同様にして、１対の返送ライン５１８が液体リザーバー２１２の上端部カバーアセンブリー２２と１対のストップコックコネクター５２０の間に伸びている。示すように、各ストップコックコネクター５２０は、ソフトシェルバッグ５３０と一体的に形成され、保存チャンバー５３４の中に形成された採取部分５２２と液体交通する位置に置かれている。劣化液体の返送流を監視するために、各返送ライン５１８に沿って超音波フロープローブ５２４が設けられている。具体的には示さないが、肺５００の肺静脈はカニューレ留置されず、むしろ保存チャンバー５３４に直接的に排出されるようになっている。具体的に示すように、保存チャンバー５３４の下部は、採取部分５２２への劣化液体の流れを促進するための弧状面５２６を具備している。
【０１０５】
他の関連態様の場合と同様、オキシジェネーター２０８は、白血球フィルター２５４及び任意に設けられる血液透析フィルター２６４に温度制御酸素富化保存液を送達する第２の再循環ライン２５０を具備している。フィルター２６４の出口は、溶液バッグ２７２、２７４から所定の滴下速度で化学物質溶液を受容する同様の２ポート滴下マニホールド２７０に接続する。次いで、強化保存液媒体は、返送ライン２７６を介してリザーバー２１２に返送される。化学物質溶液の滴下速度も、上記のように、適当なインフュージョンポンプ( 図示せず) によって制御される。
【０１０６】
肺保存回路３０８と関連する封入手段も、シールされた本体部分５３２と保存チャンバー５３４を含むほぼ矩形のプラスチックバッグ５３０を含む。内側ジップロッククロージャー３６６と外側ジップロッククロージャー３６８が保存チャンバー５３４の外周に設けられている。すなわち、これらのクロージャー３６６、３６８は、肺が上記のように挿入され、正しくカニューレ留置されるようにするために、シールされた本体部分５３２についてジップを解除して開放することができるフラップ３７０も形成している。次いで、クロージャー３６６、３６８が、肺を入れて、保存チャンバー５３４を形成するためにシールされる。ヒートシールによって形成されている強化部材３８４が、クロージャー３６６、３６８の末端に置かれている。構造剛性を強化するために、ならびに保存チャンバー５３４の中の残留液体が好ましくない液漏れを起こすのを防止するための一次シール及び二次シールを提供するために、２つのジップロッククロージャー３６６、３６８が設けられている（互いに向き合って）。１対のベントアセンブリー３７２が本体部分５３２の中に一体化されており、両方のジップロッククロージャー３６６、３６８の下方、及び保存チャンバー５３４の中に伸びている。各ベント３７２の上端部は、保存チャンバー５３４との双方向液体交流を可能にするストップコックバルブ３７４を具備している。示すように、気管５０２が、やはり肺保存バッグ５３０と一体的に形成されている換気チューブ及びカニューレ５０４に接続されている。容積調節空気が、適当な換気マシン５０６によって換気ライン５０４に供給される。肺は、かかる肺の肺胞の崩壊を防止するために、適当な換気マシン５０６によって定期的に換気しなければならないため、保存チャンバー５３４によって規定される容積を、肺５００の対応する拡張及び収縮に合わせて拡張及び収縮させる必要がある。すなわち、開放ベント３７２は、保存チャンバー５３４への空気の出入りを可能にする。この拡張及び収縮は、肺を呼吸させるための任意の手段によって、行うことができる。
【０１０７】
肺保存バッグ５３０は、実質的に上記と同様に機能する１つ以上の強化リブ３７６を設けることもできる。また、バッグを１対のバッグハンガー３８２によって水平支持部材から懸垂させる保存バッグ５３０の各コーナーの中にホール３７８が設けられている。この特徴については具体的には示さないが、バッグハンガー３８２は図７〜９に示したように機能するものとする。
【０１０８】
ここで、図１１に移り、本発明の好ましい態様による移動式保存システム５４０を示す。より具体的には、移動式保存システム５４０は、４つのロッキングキャスター５４４を有する本体５４２を具備している。移動式保存システム５４０の一方の側は、保存回路２０２の要素を収納するための保存エリア５４６を具備している。輸送中の保存回路２０２を保護するためのカバー５４８が設けられている。移動式保存システム５４０のもう一方の側は、エレクトロニクス部分５５０を具備している。示すように、エレクトロニクス部分５５０は、バッテリーと無停電電力供給装置（ＵＰＳ）５５４を有する電源５５２、及び電力コンバーター５５６を含む。示すように、ポンプコントローラー５５８が、電源５５２に隣接して設置されており、このものは、遠心ポンプ２３２のコントローラー又はパルスポンプ２８０のコントローラーユニット２８２のいずれかであることができる。加熱/ 冷却コントロールユニット２３６は、電源５５２とポンプコントローラー５５８の上端部に位置することが好ましい。水循環ライン２４０が熱交換器２１０とウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６の間に伸びていることも示した。また、調節酸素タンク１７８が保存エリア５４６の中に固定されている。システムプロセッサー/ コントローラー５６０がウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６の上端部に設けられている。最後に、２チャンネル流量計５６２がエレクトロニクス部分５５０の上端部に一体化されている。移動式保存システム５４０の上端部に固定又は一体化させることができるノートパソコン５６４も示した。パソコン５６４のディスプレイは、システムコントローラー５６０から受信される様々な圧力及びフロー信号を表示している状態で示した。システムコントローラー５６０は、保存、輸送、評価、又は蘇生期間中に記録されるすべてのデータ( フロー、圧力、酸素飽和度、容量、及び心電図（ＥＫＧ）活動) のデジタル保存のためのデータロガー（図示せず）も有している。
【０１０９】
エレクトロニクス部分５５０の内部の要素は、移動式保存システム５４０の動作を監視するための様々なディスプレイも具備している。より具体的には、ウォーターヒーター/ クーラーユニット２３６は、温度ディスプレイ５８６を有する。セントラルプロセッサー/ コントローラー５６０は、セントラルコントローラー５６０によって受信及び/ 又は処理される任意のデータを好ましく表示するための３つのディスプレイ５８８を具備していることが示されている。最後に、流量計５６２は、保存回路２０２を通って流れる保存液媒体の流速を表示するための２つのディスプレイ５９０を具備していることが示されている。また、機械式コントロールアーム５６６がシステムコントローラー５６０から出て、操作されることも示した。
【０１１０】
移動式保存システム５４０の特徴の１つは、ピボットブラケット（pivot bra-cket）５６８とピボット可能に連結されているヒンジアーム５７０を有することである。アーム５７０の外側末端からはロッド又はポール５７２が垂直に伸びている。ポール５７２は、それにクランプ固定された様々な支持ブラケットを有することができる。より具体的には、クランプブラケット５７４はポンプドライバー２３２を支持する。クランプブラケット５７６は、一体化保存コンテナー２０４を支持ずるための半円状部材５７８を具備している。最後に、溶液バッグ２７２及び２７４がそれから懸垂されるように、水平支持部材３８０が設けられている。
【０１１１】
図１１に示した移動式保存システム５４０は必ずしもスケール図面を描く必要はなく、その中に組み込まれた代表的保存回路２０２を含むということにとくに注目すべきである。すなわち、当業者であれば、本明細書で開示する保存回路はいずれのものも、保存エリア５４６の範囲内で構成され、エレクトロニクス部分５５０に接続することができることを認識するであろう。具体的には示さないが、圧力トランスデューサー７２、２５６及びフロープローブ６６、６８によって生成される信号がプロセッサー/ コントローラー５６０及び流量計５６２に接続されることも理解すべきである。また、コントローラー５６０は、メドトロニック社により製造されるような、一体化オンラインヘマトクリット及び酸素飽和度センサーからの様々な信号も受信するものである。また、任意の固体臓器を保存又は維持するためのソフトシェル保存バッグ３６０、４４０、４９０、５３０も、保存エリア５４６の中で構成され、懸垂させてもよい。
【０１１２】
移動式表示システム５４０の中に封入されている電気要素は、専用電源５５２によって電力が供給されるものとする。 開示されるように、電源５５２は、それに封入されている電子装置に応じて、適切な６０/ ５０Ｈｚレベルで汎用１１０/ ２２０Ｖ ＡＣ電力を供給する。電源５５２は、レセプタクルを介して１２〜２４ボルトの範囲のＤＣ電源を受容できるだけでなく、６０/ ５０Ｈｚで１１０/ ２２０ＶのＡＣ電力を受容することもできる。すなわち、電源５５２は、救急車などの陸上交通手段、及び飛行機やヘリコプターなどの航空機に見られる様々な電源から電力を受容することができる双方向ＤＣ/ ＡＣ電力コンバーター５５６も具備している。さらに、電源５５２は、外部電力が利用できないときに、必要なレベルの電力を移動式保存システムに送達するためのＵＰＳ５５４の形での保存エネルギーデバイスのいくつかの型も含むものとする。
【０１１３】
ここで図１２に移り、保存システム２００及び３００に関連する様々な方法について要約する。下記説明を検討すれば、当業者であれば、開示した方法を成す工程は、本発明の様々な代表的態様によって根拠づけられるということを容易に理解するであろう。要するに、ドナー心臓１２などのドナー臓器はブロック６００で採取される。次に、ドナー臓器は、保存回路２００などの保存回路に接続され、ブロック６０２で示されるように、保存コンテナー２０６の中に置かれる。ブロック６０４では、本発明の保存液媒体が、ドナー臓器の好ましくは動脈である少なくとも１つの大血管に送達される。ブロック６０６では、劣化した保存液媒体がドナー臓器から運び出される。ブロック６０８では、液媒体及び/ 又はドナー臓器の温度が、約２０℃と約３７℃の間の実質的に正常体温の温度に保たれる。ブロック６１０では、保存液媒体の少なくとも一部がオキシジェネーター２０８によって酸素富化される。ブロック６１２では、保存液媒体が上記のようにして濾過される。ブロック６１４では、セントラルコントローラー５６０や流量計５６２などにより、保存液媒体の流速及び/ 又は圧力を測定し、監視することができる。ブロック６１６では、浴浸又は液媒体の中の化学物質溶液を臓器の外部に供給するために、保存液媒体を、ドナー臓器の外部に任意に送達させることもできる。最後に、返送ライン６１８は、本法を反復し、ブロック６０４におけるドナー臓器の大血管への保存液の送達を続けることによって、最大２４時間まで又はそれ以上の時間にわたり保存期間を継続させることができるようにする。
【０１１４】
本発明の液媒体は、全血と保存溶液を含む。上記したように、本発明の組成物、方法及びシステム/ デバイスのあるものは、保存されている１つ又は複数の臓器と適合性のある全血を利用する。基礎試験及び臨床試験により、ドナー又はドナー適合性血液潅流液は、より好適な基質、酸素送達、内因性フリーラジカルスカベンジャー、高力価緩衝液、及び改善されたコロイド浸透圧を供給するため、臨床ドナー心臓保存の代替手段としてより適していることが示されている。保存されている１つ又は複数の臓器において経時的に悪影響を及ぼす可能性のあるある種の要素又は構成成分がすでに除去されている全血を任意に利用することもできる。たとえば、１つの態様においては、本発明において用いる前に、白血球除去フィルターを通過させることによって、全血を処理し、白血球除去血を得る。本発明の目的の１つは、ドナーに最も近い環境を提供することであるため、全血の適合性が高ければ高いほど、保存に成功する可能性が高まるものと思われる。
【０１１５】
液体組成物( 本明細書においては液体又は液媒体ということもある) を形成するために、全血を保存溶液と混合する。かかる液体は、液体又は液媒体が容器に供給され、臓器を浸漬すなわち実質的に取り囲むような、１つ又は複数の特定の主要容器及び/ 又は臓器の外部への送達の前のいずれかの時点で、全血を保存溶液の要素と混合することにより形成してもよい。保存溶液の要素は、単独で又は組み合わせて全血と混合することができる。たとえば、１つの好ましい態様においては、炭水化物、塩化ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、重炭酸イオン、エピネフリン、及びアデノシンを液媒体の形成に先立ち、混合することによって、保存安定性保存溶液プレミックスを形成させる。次いで、全血、上記プレミックス、ならびに、インシュリンなど上記プレミックス中では保存安定的でないその他の望ましい液体成分を、臓器への送達の直前に混合することによって、最終液媒体を形成させる。
【０１１６】
本明細書の液体及び/ 又は臓器保存溶液は、有効量の炭水化物、電解質、ホルモン類、及びその他の静脈内又は直接注射送達のために従来入手可能な薬学的に活性又は有益な薬剤を利用する。本明細書で使用する場合、「有効量」という用語は、保存している１つ又は複数の臓器に対して有益な影響を及ぼすのに十分な量をいう。そのような有益な影響としては、臓器の機能、臓器生存性、インプラント性、移植性の維持、又は上記の任意のものの経時的増大又は向上などが挙げられるが、これらに限定されない。１つの非常に好ましい態様においては、臓器がドナーから摘出されてから２４時間後、より好ましくは摘出から３６時間後、さらに好ましくは摘出から４８時間後、なお好ましくは摘出から７２時間後の移植に耐えるのに十分な生存性が維持される有効量を用いる。
【０１１７】
本発明の液媒体及び/ 又は保存溶液に用いることができる構成成分の例としては、炭水化物（グルコース、デキストロース）；電解質（ナトリウム、カリウム、重炭酸塩、カルシウム、マグネシウム）；抗生物質及び抗微生物剤（グラム陰性及びグラム陽性菌、たとえば２５０，０００〜１，０００，０００単位、好ましくは２５０，０００単位のペニシリン）；ホルモン類（インシュリン、エピネフリン）；内因性代謝物質又は内因性代謝物質の前駆物質（アデノシン、Ｌ- アルギニン）；脂肪酸（飽和及び不飽和、単鎖及び長鎖）；及び従来の薬学的に活性な薬剤（ヘパリン、ニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、カルシウムチャンネルブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、補体、抗補体、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、抗真菌薬、抗ウイルス薬、ステロイド類、ビタミン類、酵素、補酵素、など）；及びその他の従来、溶液の送達、生物学的利用性、又は安定性を補助する際に静脈内投与又は直接的注射に使用されている物質などが挙げられるが、これらに限定されない。ｐＨを調節したり、溶液を安定化させたり、粘性を調節したりなどする他の構成成分も用いることもできる（当業者によって認識されるように）。
【０１１８】
以下の表は、前記濃度の１つ以上において、液体及び/ 又は臓器保存溶液中で、単独又は組み合わせて使用することができるより詳細な様々な構成成分を列挙したものである。示した濃度は好ましい濃度であって、Ｐ＝で示される濃度は少なくとも１つの非常に好ましい濃度であることに注意されたい。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
【表２】
【０１２１】
【表３】
【０１２２】
【表４】
【０１２３】
【表５】
【０１２４】
【表６】
【０１２５】
【表７】
【０１２６】
【表８】
【０１２７】
【表９】
【０１２８】
本発明によれば、正常体温の温度状態かつ正常又はほぼ正常な機能状態で臓器を保存することができるため、本発明の組成物及び方法は、ラクトビオネート、ペンタフラクションなどの非代謝性インペルメントなど、低体温コールド保存溶液中で用いられる薬剤を実質的に含んでいないことが好ましい。
【０１２９】
好ましい態様においては、保存溶液及び/ 又は液媒体は、約７. ３５〜約８．５、より好ましくは約７. ４〜約７．６、さらに好ましくは約７. ４〜約７. ５のｐＨに保たれる。
【０１３０】
本発明の組成物、方法、及びシステム/ 装置は、正常又はほぼ正常な機能状態で長時間にわたり臓器を保存することができるという点でとくに有用である。それらは、これを正常体温の温度又は実質的に正常体温の温度で達成することができる。本明細書で使用する場合、正常体温の温度又は実質的に正常体温の温度とは、好ましくは約２０℃〜約３７℃、さらに好ましくは約２５℃〜約３７℃の温度範囲をいう。臓器移植技術の範囲に入らない正常体温の温度とは通常、約３７℃をいうが、臓器保存技術では、低体温という用語は通常は２０℃未満、より一般的には約４℃未満をいうため、当業者であれば、正常体温の温度又は実質的に正常体温の温度とは、移植用に保存されている臓器に適用する場合は、幾分異なる意味を有すると解するであろう。
【０１３１】
大幅に長期にわたり好適な条件下で臓器を保存することができるという重要利点以外にも、本発明の他の１つの重要な利点として、臓器を機能状態で保存することができるために、移植前に、はるかに容易かつ完全に臓器の検査や評価を行えることが挙げられる。たとえば、保存臓器に対して下記の検査を実施して、移植前の生存性や機能を評価することができる。
【０１３２】
心臓： 心拍数、律動、及びかかる臓器伝導系の生存性を評価するための連続ＥＫＧ測定；壁運動、弁コンピテンス、及び心筋機能( 駆出分画ＥＦなど) を評価するための心エコー測定；圧力、心拍出量、及び冠流の測定；酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる代謝評価；血液生化学的指標（電解質など）、クレアチニンホスホキナーゼ（ＣＰＫ）、全血算（ＣＢＣ）の測定；及び変力剤及び代謝強化剤に対する心筋機能の評価。
【０１３３】
腎臓： 腎臓の尿排出量の連続測定；腎臓の機能評価としての尿中ナトリウム排泄量の測定；腎臓の濃縮機能を評価するための尿浸透圧の測定；血清中及び尿中血液尿素態窒素（ＢＵＮ）及びクレアチニン３の測定、腎臓の構造的統合性を評価するための超音波分析；酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる保存臓器の代謝評価；及び血液生化学的指標（電解質など）、全血算（ＣＢＣ）の測定。
【０１３４】
肝臓： 胆汁産生量（肝細胞生存性の指標）の連続測定；肝機能の血液学的検査（ＬＦＴ）値（ＡＳＴ、ＡＬＴ、アルカリホスフェート、アルブミン、ビリルビン（直接及び間接））の測定；血液中フィブリノーゲン値（肝細胞の凝固因子産生能力の指標）の測定；肝臓の肝実質細胞、肝内及び肝外胆汁ツリーを評価するための肝臓の超音波分析；及び酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる肝臓の代謝評価。
【０１３５】
膵臓： 膵液量の連続測定と化学分析；膵臓の生存性を評価するための血清中アミラーゼ及びリパーゼ値の測定；構造構成及び膵管統合性、直径、並びに耐性を評価するための超音波分析；膵臓の内分泌機能を評価するための血清中インシュリン値及びグルコースの測定；及び酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる膵臓の代謝評価。
【０１３６】
小腸： 生存腸管筋肉及び神経の伝導の目安となる腸管蠕動運動の肉眼的観察；腸管の血液供給と生存性を評価するための腸管色の肉眼的観察；酸素供給量、酸素消費量、及び酸素要求量を計算することによる代謝評価；及び血液生化学的指標（電解質など）、全血算（ＣＢＣ）の測定。
【０１３７】
本発明の組成物、方法及びシステム/ 装置を用いることにより、臓器を機能状態で摘出し、処理することもできる。たとえば、抗新生物剤などの細胞傷害性治療剤若しくはベクターを、単離状態で臓器に送達させることができる。また、移植前に、たとえば遺伝子治療など、当業者により認識される他の治療プロトコルを臓器に適用してもよい。また、採取した死体臓器を蘇生させ（通常は死後１０〜６０分以内）、臓器の生存性をたとえば上記方法によって分析してもよい。
【０１３８】
上記説明は、本発明の具体的態様について開示し、説明したものである。当業者であれば、上記説明ならびに添付図面及び請求の範囲から、請求の範囲で規定する発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更、修飾及びバリエーションを行うことができることを容易に認識するであろう。
【０１３９】
本発明の態様として、以下のものが挙げられる。
［１］（ａ）(i) 臓器適合性の全血又は白血球除去全血及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する、前記臓器を入れるための封入手段；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するための送達手段；
（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すための手段；
（ｄ）前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御手段；
（ｅ）前記液媒体の圧力を制御するための圧力制御手段；
（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を酸素富化するための酸素富化手段；
（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するための濾過手段；
（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御手段；並びに
（ｉ）マンニトール、デキストロース、塩化ナトリウム、塩化カリウム、インシュリン、塩化カルシウム、重炭酸ナトリウム、モノカルボキシル脂肪酸及びエピネフリンからなる群より選ばれる化学物質の供給手段、
を含んでなる、移植前の保存期間に保存、蘇生又は評価の必要なヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム。
［２］前記液媒体が、前記臓器の外部を取り囲むものである、［１］記載のシステム。
［３］前記システムが、さらに前記液媒体を前記臓器から分離するための分離機を含むものである、［１］記載のシステム。
［４］前記液媒体送達手段が、遠心ポンプを含むものである、［１］記載のシステム。
［５］前記液媒体送達手段が、パルスポンプを含むものである、［１］記載のシステム。
［６］前記酸素富化手段が、膜オキシジェネーターを含むものである、［１］記載のシステム。
［７］前記システムが、さらに移動式のエネルギー保存及び供給手段を含むものである、［１］記載のシステム。
［８］前記システムが、それ自体で独立した、かつ移動式である［７］記載のシステム。
［９］さらに、前記システムに電力を供給するための再充電式電源を含む［１］記載のシステム。
［１０］採取臓器が、心臓、腎臓、肝臓、膵臓、肺、小腸、血液運搬管及び筋遊離皮弁からなる群より選ばれるものである、［１］記載のシステム。
［１１］前記臓器が、前記保存期間に機能状態に維持されているものである、［１０］記載のシステム。
［１２］前記臓器が心臓である［１０］記載のシステム。
［１３］前記心臓が拍動状態に維持されているものである、［１１］記載のシステム。
［１４］前記封入手段が、さらに
（ａ）特定の物質を前記液媒体から除去するための濾過材；並びに
（ｂ）気泡を再循環液媒体から除去するための消泡スクリーン、
を含むものである、［１］記載のシステム。
［１５］前記封入手段がソフトシェルバッグである［１］記載のシステム。
［１６］前記ソフトシェルバッグが、
（ａ）少なくとも１つの動脈フィッティング；
（ｂ）少なくとも１つの静脈フィッティング；
（ｃ）内側のジップロッククロージャー；
（ｄ）外側のジップロッククロージャー；
（ｅ）前記臓器を含む前記ソフトシェルバッグの内側領域から、前記ソフトシェルバッグの外側に伸びるベントアセンブリー；並びに
（ｆ）前記ソフトシェルバッグを固定支持構造に保持する手段、
を含むものである、［１５］記載のシステム。
［１７］（１）代謝性炭水化物；
（２）塩化ナトリウム；
（３）カリウム；
（４）カルシウム；
（５）マグネシウム；
（６）重炭酸イオン；
（７）エピネフリン；並びに
（８）アデノシン；
を含有してなり、非代謝性インペルメントを実質的に含有しておらず、さらにｐＨが約７．４〜約８．５である、機能状態でのヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存のための臓器保存溶液。
［１８］前記溶液が、さらにヘパリン、ニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、カルシウムチャンネルブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、抗真菌剤、抗ウイルス剤、抗細菌剤、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、ステロイド、ビタミン類及びそれらの混合物からなる群より選ばれる薬学的に活性な薬剤を含有してなるものである、［１７］記載の溶液。
［１９］前記液がさらにインシュリンを含むものである［１８］記載の溶液。
［２０］前記溶液がさらに補体中和剤を含むものである［１８］記載の溶液。
［２１］前記代謝性炭水化物が、デキストロース、グルコース、及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである、［１８］記載の溶液。
［２２］前記溶液が、さらに少なくとも１つの脂肪酸を含むものである［１８］記載の溶液。
［２３］（ａ）保存の必要な臓器を提供する工程；
（ｂ）前記臓器のための封入手段を提供する工程；
（ｃ）(i) 前記臓器適合性の全血又白血球除去全血；及び
(ii)(a) 代謝性炭水化物；
(b) 塩化ナトリウム；
(c) カリウム；
(d) カルシウム；
(e) マグネシウム；
(f) 重炭酸塩；エピネフリン；及びインシュリン
を含有してなる保存溶液、
を含有してなる保存液媒体を提供する工程；
（ｄ）前記臓器が約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持されている間に、前記封入された機能性臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達する工程、
を含む、移植前の保存期間における機能状態でのヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存方法。
［２４］前記媒体がヘパリンを含むものである［２３］記載の方法。
［２５］前記媒体が、さらにニトログリセリン、ＡＣＥ阻害剤、ベータブロッカー、カルシウムチャンネルブロッカー、細胞保護剤、抗酸化剤、抗真菌剤、抗ウイルス剤、抗細菌剤、免疫抑制剤、非ステロイド系抗炎症剤、ステロイド、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる薬学的に活性な剤を含む、［２３］記載の方法。
［２６］前記媒体が、さらに少なくとも１つの脂肪酸を含む［２３］記載の方法。
［２７］前記方法が、さらに前記液媒体を前記臓器の外部に送達する工程を含む［２６］記載の方法。
［２８］前記方法が、前記臓器由来の代謝産物が前記液媒体に蓄積した際に、前記液媒体を濾過するさらなる工程を含む［２３］記載の方法。
［２９］前記方法が、さらに前記液媒体の少なくとも一部を酸素富化する工程を含む［２３］記載の方法。
［３０］前記方法が、さらに前記液媒体の流量を測定する工程を含む［２３］記載の方法。
［３１］前記方法が、さらに前記液媒体の圧力を測定する工程を含む［２３］記載の方法。
［３２］前記採取臓器が、心臓、腎臓、肝臓、肺、膵臓、小腸、血液運搬管、及び筋遊離皮弁からなる群より選ばれる、［２３］記載の方法。
［３３］保存される臓器が心臓である［３２］記載の方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）(i) 臓器適合性の全血又は白血球除去全血及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する、臓器用コンテナー；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するための送達ライン；
（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すためのライン；
（ｄ）前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御デバイス；
（ｅ）前記液媒体の圧力を制御するための圧力コントローラー；
（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を、酸素及び二酸化炭素により酸素富化するための酸素富化デバイス；
（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するためのフィルター；
（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御デバイス；並びに
（ｉ）マンニトール、デキストロース、塩化ナトリウム、塩化カリウム、インシュリン、塩化カルシウム、重炭酸ナトリウム、モノカルボキシル脂肪酸及びエピネフリンからなる群より選ばれる化学物質の供給手段、
（ｊ）前記送達ライン、前記液体を運び出すためのライン、前記温度制御デバイス、前記圧力コントローラー、前記酸素富化デバイス、前記フィルター及び前記フロー制御デバイスは、前記臓器を機能状態かつ生存状態に維持するために、ドナーの生理系をシミュレートするものである、
を含んでなる、移植前の保存期間に保存、蘇生又は評価の必要なヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム。
【請求項１】
（ａ）(i) 臓器適合性の全血又は白血球除去全血及び(ii)保存溶液を含有してなる液媒体と交流する、臓器用コンテナー；
（ｂ）前記臓器の少なくとも１つの大血管に前記液媒体を送達するための送達ライン；
（ｃ）前記臓器から前記液媒体を運び出すためのライン；
（ｄ）前記臓器の温度を約２０℃〜約３７℃の正常体温の温度に維持するための温度制御デバイス；
（ｅ）前記液媒体の圧力を制御するための圧力コントローラー；
（ｆ）前記液媒体の少なくとも一部を、酸素及び二酸化炭素により酸素富化するための酸素富化デバイス；
（ｇ）前記液媒体から好ましくない濾液を除去するためのフィルター；
（ｈ）前記液媒体の少なくとも一部の流れを制御するためのフロー制御デバイス；並びに
（ｉ）マンニトール、デキストロース、塩化ナトリウム、塩化カリウム、インシュリン、塩化カルシウム、重炭酸ナトリウム、モノカルボキシル脂肪酸及びエピネフリンからなる群より選ばれる化学物質の供給手段、
（ｊ）前記送達ライン、前記液体を運び出すためのライン、前記温度制御デバイス、前記圧力コントローラー、前記酸素富化デバイス、前記フィルター及び前記フロー制御デバイスは、前記臓器を機能状態かつ生存状態に維持するために、ドナーの生理系をシミュレートするものである、
を含んでなる、移植前の保存期間に保存、蘇生又は評価の必要なヒト採取臓器又はヒト適合性採取臓器の保存システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１５７３７４（Ｐ２０１１−１５７３７４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６４４８（Ｐ２０１１−６６４４８）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【分割の表示】特願２０００−５１２４０７（Ｐ２０００−５１２４０７）の分割
【原出願日】平成１０年９月２３日（１９９８．９．２３）
【出願人】（５０５２８９５４６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【分割の表示】特願２０００−５１２４０７（Ｐ２０００−５１２４０７）の分割
【原出願日】平成１０年９月２３日（１９９８．９．２３）
【出願人】（５０５２８９５４６）
【Ｆターム（参考）】
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