Meißner, Wassilios: Vergleich verschiedener Konservierungslösungen in der Langzeitperfusion der Leber anhand klinisch-chemischer Parameter

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Kapitel 1. Einleitung

1.1. Entwicklung der Organtransplantation

Mit der Etablierung der Transplantation für solide parenchymatöse Organe wie Leber, Herz, Lunge und Niere ist eine operative Therapie vieler vormals infauster Erkrankungen möglich. Ende des letzten Jahrhunderts reimplantierten Carrel und Guthrie Nieren en bloc in Katzen mit einer Überlebenszeit von drei Wochen. Carrel erhielt für diese Arbeit 1912 den Nobelpreis. Die Herzverpflanzung wurde seit Ende der 40er Jahre experimentell betrieben. Die erste humane Transplantation wurde 1964 durchgeführt (Hardy 1964). Hierbei versagte das transplantierte Schimpansenherz bereits nach einigen Stunden und es dauerte bis 1967 ehe Christiaan Barnard in Südafrika die erste erfolgreiche Herztransplantation am Menschen durchführte. Die erste Lungentransplantation führten Hardy und Webb 1963 durch (Hardy 1963). Der Patient verstarb nach drei Wochen an einem akuten Nierenversagen. Die Transplantation anderer Organe, wie z.B. Pankreas und Dünndarm, hat bisher kaum Bedeutung erlangt. In den 60er Jahren beschrittene Wege der utero-ovariellen Transplantation wurden schon bald verlassen.

Die ersten tierexperimentellen Arbeiten mit dem Ziel einer Lebertransplantation begannen Ende der 50er Jahre mit Welch und Cannon (Cannon 1965, Welch 1955). Die erste Lebertransplantation gelang Starzl 1963 in Denver, Colorado an einem dreijährigen Kind mit Gallengangsatresie (Starzl 1963). 1967 operierte Starzl erfolgreich ein Kind, das vierhundert Tage überlebte. Ein Jahr später wurde in Bonn von Gütgemann die erste Leber in Deutschland transplantiert.

Die Möglichkeiten der Immunsuppression waren bis zum Ende der 70er Jahre auf die Kombination von Azathioprin, Kortikosteroiden und Antilymphozytenglobulin beschränkt. Unterstützend wurde die Drainage des Ductus thoracicus eingesetzt. In der Regel überlebten dreißig Prozent der lebertransplantierten Patienten ein Jahr (Starzl 1981). Mit der klinischen Einführung von Cyclosporin A Anfang der 80er Jahre konnte die 1-Jahresüberlebensrate mehr als verdoppelt werden (Starzl 1985b). Als weiterer kritischer Faktor für den Erfolg von Lebertransplantationen erlangte nun die Konservierung des zu transplantierenden Organs zunehmende Bedeutung.


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1.1.1. Entwicklung der Lebertransplantation

Die Lebertransplantation hat sich dank der Fortschritte auf den Gebieten der Organkonservierung (Belzer 1988), der Immunsuppression (Starzl 1985b), der Verbesserung der chirurgischen Technik (Starzl 1985a) und der Verwendung des extrakorporalen veno-venösen Bypass während der anhepatischen Phase ohne gleichzeitige Antikoagulation (Denmark 1983) als therapeutische Methode etabliert. Im Jahre 1983 wurde anläßlich einer Consensus Development Conference in den USA festgehalten, daß die Lebertransplantation die experimentelle Phase verlassen habe und zu einer therapeutischen Option gereift sei (National Institute of Health 1984). Noch zu dieser Zeit war die Lebertransplantation die letzte therapeutische Option für Patienten mit einer Lebererkrankung im Endstadium, was die Langzeitprognose aufgrund der präoperativen Morbidität schlechter ausfallen ließ als bei den meisten der heute transplantierten Patienten (Shaw 1989). Die Entstehung vieler Transplantationszentren weltweit in den 80er Jahren und eine enorme Zunahme an transplantierten Lebern, beispielsweise in den USA von 184 im Jahre 1980 auf 3056 im Jahre 1992, sind Zeichen der voranschreitenden Entwicklung (Wood 1994). Organisationen wie Eurotransplant, die über nationale Grenzen hinaus agieren, haben sich etablieren können, um möglichst effizient den Organaustausch zwischen mehreren Ländern in Europa über größere Entfernungen zu organisieren. Dieser Verbund setzt sich aus den Ländern Niederlande, Belgien, Luxemburg, Österreich und Deutschland zusammen. Von historischer Bedeutung für die Gründung der Organisation war die Frage nach der Notwendigkeit einer HLA-Kompatibilität beziehungsweise Inkompatibilität zwischen Spender und Empfänger auf das zu transplantierende Organ. Im Jahre 1996 wurden im Eurotransplant-Bereich 934 Lebern transplantiert (Eurotransplant International Foundation 1997).

Die orthotope Lebertransplantation ist somit zu einer therapeutischen Alternative gereift. Bei konstanten Spenderzahlen warten aber immer mehr potentielle Empfänger auf ein Organ, weshalb der Verteilung der vorhandenen Organe nach der größten Erfolgswahrscheinlichkeit eine große Bedeutung zukommt. Um der zunehmenden Diskrepanz zwischen der Anzahl der Spender und Empfänger zu begegnen, wurden in den letzten Jahren die Spenderkriterien erweitert. Nur dank der dadurch zusätzlich vorhandenen Organspender konnte eine noch größere Diskrepanz zwischen Organbedarf und Organangebot verhindert werden (Alexander 1991).


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1.2. Organkonservierung

Einen großen Anteil an den erzielten Fortschritten in der Lebertransplantation hat die verbesserte Konservierungstechnik. Auch wenn man schon lange wußte, daß Hypothermie den ischämischen Zellschaden durch Reduktion des Zellmetabolismus vermindert (Sicular 1961), dauerte es mehrere Jahre, bevor sich diese Form der Organkonservierung etablierte. In der klinischen Anwendung bedient man sich seit 1963 der von Marchioro et al. zuerst beschriebenen in-situ Abkühlung vor der Organentnahme (Marchioro 1963). Von 1976 an wurde die Eurocollins-Konservierungslösung zur in-situ Abkühlung der Leber am Ende der Spenderhepatektomie und zur anschließenden Kaltlagerung eingesetzt. Es war nun möglich, Organe zwischen nah gelegenen Städten auszutauschen, da die maximale sichere kalte Ischämiezeit auf sechs bis acht Stunden ausgedehnt werden konnte. Dies erforderte jedoch weiterhin den Beginn der Empfängeroperation vor Ankunft des Spenderorgans mit der Konsequenz, gegebenenfalls die Empfängeroperation bei unbrauchbarer Spenderleber abzubrechen.

Die Einführung der Belzer-University of Wisconsin (UW)-Lösung im Jahre 1988 zur Kaltlagerung des Organs zwischen Entnahme und Verpflanzung der Leber war ein wichtiger Schritt in der Geschichte der Lebertransplantation (Belzer 1988). Mit der Lösung können verschiedene Organe wie Pankreas, Nieren, Herz und Leber gleichermaßen konserviert werden, was die Koordinierung zwischen den beteiligten chirurgischen Teams bei der Multiorganentnahme vereinfachte (Hoffman 1988, Makowka 1989, Ploeg 1988, Wahlberg 1987). Einige Transplantationszentren setzen die Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat (HTK)-Lösung klinisch zur Kaltlagerung ein. Im Jahre 1990 wurde das erste Mal über den klinischen Einsatz bei 14 Lebertransplantationen berichtet (Gubernatis 1990).

Durch die Verlängerung der sicheren kalten Konservierungszeit steht mehr Zeit zur Verfügung, den Empfänger optimal auf die Transplantation vorzubereiten. Die Empfängeroperation kann mit ausgeruhtem Personal semielektiv durchgeführt werden (Strasberg 1994). Weiterhin wäre eine bessere immunologische Auswahl des Empfängers mittels prospektivem Crossmatch und HLA-Typisierung möglich, obwohl eine HLA-Inkompatibilität bei der Lebertransplantation nach bisherigen Erfahrungen keinen Einfluß auf das Überleben von Empfänger und Organ hat (Fujita 1997, Nikaein 1994). Zusätzlich ist durch die Verlängerung der sicheren kalten Konservierungszeit die zeitaufwendige


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Prozedur des Anpassens einer adulten Leber an die anatomischen Verhältnisse beim Kind erst möglich geworden (Colombani 1996). Die durch die neuen chirurgischen Techniken der reduced bzw. der split-liver entstandenen Möglichkeiten, wobei entweder die Leber an die Größenverhältnisse des Empfängers angepaßt wird oder eine Leber zwischen zwei Empfängern geteilt wird, müssen nicht auf Kinder begrenzt bleiben (De Ville de Goyet 1995). Die doppelte Anzahl an Organen wäre verfügbar, was bei immer länger werdenden Wartelisten und einer zunehmenden Mortalität der gelisteten Patienten wünschenswert wäre (Eurotransplant International Foundation 1997).

1.2.1. Der hepatische Konservierungsschaden

Im Vordergrund aller Bemühungen, die Organkonservierung weiter zu verbessern, steht das Verständnis vom Konservierungsschaden, der entscheidend die initiale Nichtfunktion und auch eine mögliche spätere Abstoßungsreaktion des Transplantats beeinflußt (Howard 1990). Der Konservierungsschaden läßt sich in die vier Phasen Vorkonservierungs-, Kaltkonservierungs-, Erwärmungs- und Reperfusionsschaden einteilen (Erhard 1994). Ein Vorkonservierungsschaden kann durch leberschädigende Gewohnheiten des Spenders, durch eine traumatische Leberschädigung und durch eine präoperative hypotensive Kreislaufsituation entstehen. Für den Konservierungs-Reperfusionsschaden ist zum großen Teil die Hypothermie während der Kaltkonservierung verantwortlich. Die durch Hypothermie induzierten Effekte spielen sich an den Hepatozyten und an den nicht-parenchymatösen Zellen ab. Das Absenken der Organtemperatur reduziert die zelluläre metabolische Aktivität. Für die Niere konnte bereits Ende der fünfziger Jahre gezeigt werden, daß der Metabolismus weiter aktiv ist (Levy 1959). Dies bedeutet, daß es während der Hypothermie zu einem Substrat- und ATP-Verlust in den Hepatozyten kommt. Die ablaufenden Stoffwechselprozesse verbrauchen mehr Energie als synthetisiert werden kann (Harvey 1988). Eine Bereitstellung von intrazellulärer Energie in Form von ATP kann dann nur über anaerobe Glykolyse erfolgen, was zu einer intrazellulären Azidose führt. Gleichzeitig erfolgt in saurem Milieu die Konversion der Xanthinhydrogenase in ihre oxidierende Form, die Xanthinoxidase (Waud 1976). Die Hypothermie verlangsamt diese Reaktion zwar erheblich, während der Reperfusion mit oxygeniertem Blut kommt es aber zur Bildung von 02-Radikalen mit Auslösung der Entzündungskaskade. Der Substratmangel beeinträchtigt die Funktion der Natrium/Kalium-ATPase. Folglich kommt es zu einer intrazellulären Natrium-Akkumulation mit Verlust des Ladungsgefälles. Cl- strömt in die Zelle, während sich K+ aus der Zelle hinausbewegt. Diese


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Ionenverschiebungen führen zu Wassereinstrom mit Ausbildung eines intrazellulären Ödems, dessen Ausmaß von der Hypothermiesensitivität der Natrium/Kalium-ATPase abhängig ist (Martin 1972).

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Schädigungsmechanismen scheint es besonders an den Sinusendothelien weitere zu geben, die zum Teil perfusionsbedingt sind (Bell 1997). Dabei korreliert die Toleranz der kalten Ischämie mit dem Ausmaß der nach der Konservierung noch vorhandenen Adhäsion der Hepatozyten mit den Sinusendothelzellen (McKeown 1988). Die Hypoxie während der Ischämie spielt bei Anwesenheit von freigesetzter Glukose aus den Hepatozyten wegen der hohen glykolytischen Kapazität der Endothelzellen keine entscheidende Rolle. Vielmehr kommt es während der Reperfusion zur Adhärenz von Leuko- und Thrombozyten am Endothel, die wahrscheinlich durch Mediatoren der Kupfferschen Sternzellen vermittelt wird, wobei Sinusendothelzellen und Hepatozyten ebenfalls in der Lage sind, Mediatoren zu synthetisieren. Mehrere experimentelle Studien konnten solch eine Adhärenz mit einem Absinken der Thrombozyten- (Bell 1994, McKeown 1988) bzw. Lymphozytenzahl (Clavien 1991) im Reperfusat belegen. Die Konzentration der Transaminasen im Serum und der Prothrombinzeit korrelieren mit der Stärke der Adhärenz der Thrombo- und Granulozyten mit den Sinusendothelzellen (Schwartz 1990). Die am Sinusendothel haftenden neutrophilen Granulozyten setzen daraufhin Proteasen und Sauerstoffradikale frei, die ihrerseits die Entzündungskaskade durch Inaktivierung von z.B. Endothelium Derived Growth Factor (EDRF), Superoxiddismutase, Katalase und anderen Antiproteasen weiter stimulieren (Reilly 1991). In der Folge kommt es zu einer Beeinträchtigung der Mikrozirkulation und Schädigung der Sinusendothelien mit Ablösung der Sinusendothelzellen von der extrazellulären Matrix (Holloway 1990). Die Glykogenreserven der Leber beeinflussen zusätzlich das Ausmaß der Schädigung (Morgan 1991). Die Vorschädigung der Leber während der Kaltkonservierung durch die beschriebenen Mechanismen entscheidet zu einem großen Teil über das Ausmaß des Konservierungsschadens, der während der Reperfusion entsteht und als “reperfusion injury“ bezeichnet wird.

Die Länge der warmen Ischämiezeit zwischen Kaltkonservierung und Reperfusion hat ebenfalls einen negativen Einfluß auf die spätere Organfunktion (Cisneros 1991, Kamiike 1988).


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1.2.2. Konservierungslösungen

Durch die Konservierungslösungen soll in der ischämischen Phase die intra- und extrazelluläre Azidose vermindert werden, die Volumenverhältnisse aufrechterhalten werden, die Energiereserven unter anaeroben Bedingungen ausgenutzt werden, Prozesse, die nicht der Aufrechterhaltung der Zellfunktion dienen reversibel gehemmt werden und die Integrität der Zellstrukturen, die für die Funktionsaufnahme des Implantats nach Reperfusion verantwortlich sind, gewährleistet werden.

Die für die Nierentransplantation schon seit Jahrzehnten verwendete Euro-Collins (EC)-Lösung wurde 1979 in die Lebertransplantationsmedizin eingeführt. Hiermit konnten erstmals Konservierungszeiten bis zu neun Stunden erreicht werden (Benichou 1977).

Im Jahre 1986 entwickelte die Arbeitsgruppe um Belzer und Southard die University of Wisconsin-Konservierungslösung. Nach tierexperimenteller Erprobung fand sie zuerst Anwendung bei der Nieren- und Pankreastransplantation (D’Alessandro 1989). Aber auch für die Lebertransplantation gelang nach kurzer Zeit eine Verminderung des Konservierungsschadens mit einer sicheren Konservierungszeit von 24-30 Stunden in der tierexperimentellen (Jamieson 1988a) und 20 Stunden in der humanen Anwendung (Kalayoglu 1988). Aufgrund der Erkenntnisse über die Pathophysiologie des Konservierungsschadens werden als wichtige Bestandteile dieser Konservierungslösung hochenergetische Phosphate zur Regeneration von ATP eingesetzt. Dies geschieht mit dem Ziel das Ausmaß der intrazellulären Azidose, des hypothermiebedingten Zellödems und die Menge der während der Reperfusion frei werdenden Sauerstoffradikale zu reduzieren. Antioxidativ wirkende Substanzen wie Allopurinol und Glutathion sollen die Bildung von Sauerstoffradikalen und Mediatoren mildern. Im Gegensatz zur EC-Lösung, die zur Organkonservierung bei der Nierentransplantation eingesetzt wird, enthält die UW-Lösung keine Glukose. Dadurch soll die Laktatazidose mit Entstehung saurer Valenzen vermieden werden. Das impermeable Disaccharid Lactobionat und Raffinose verhindern zuverlässig das Zellödem, was die UW-Lösung anderen Konservierungslösungen überlegen macht (Yu 1990). Zusätzlich soll HAES für eine Stabilisierung des onkotischen Druckes und des extrazellulären Raumes sorgen, was nicht unwidersprochen ist (Isai 1990). Für die Wirkung der Bestandteile wird ein Summationseffekt postuliert (Southard 1990).

Viele weitere Modifizierungen der UW-Lösung wurden seit 1988 vorgenommen. Eine Lösung auf der Basis der HTK- und UW-Lösung brachte nach 24- und 30- Stunden


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Kaltkonservierung von Rattenlebern signifikant bessere Ergebnisse als die Standard-UW-Lösung (Sumimoto 1991). Diese Ergebnisse ließen sich bei Kontrollexperimenten an Hunden nicht bestätigen (Sumimoto 1992). Andere mit der UW-Lösung verglichene neue Konservierungslösungen konnten sich in der klinischen Routine nicht durchsetzen (Badger 1990, Mears 1992).

Obwohl die UW-Lösung als die Lösung der ersten Wahl für die Leberkonservierung bezeichnet wird (D’Alessandro 1990), wird aufgrund ihres hohen Handelspreises auch weiterhin nach anderen Möglichkeiten der Organkonservierung gesucht, beispielsweise ermöglicht das Freispülen (”Flush“) der Leber während der Spenderhepatektomie eine kostensparende Kombination mit anderen Lösungen. (Bell 1994, Garcia-Valdecasas 1992).

Seit Anfang der 60er Jahre beschäftigte sich Bretschneider mit der Suche nach einer kardioplegischen Lösung (Bretschneider 1980). Nach Entdeckung der Pufferwirkung der Aminosäure Histidin wurde die HTK-Lösung entwickelt, klinisch eingeführt und erstmals während einer Operation am offenen Herzen zur Kardioplegie verwandt. In den nachfolgenden Jahren fand die Konservierungslösung Anwendung bei Herz- und Nierentransplantationen. Die Basis dieser Konservierungslösung ist der niedrige Elektrolytgehalt, der eine hohe Konzentration des Histidin/Histidin-HCl-Puffers bei Isoosmolalität ermöglicht. Tryptophan soll einen unkontrollierten Einstrom von Histidin in die Hepatozyten verhindern. Ketoglutarat dient als Metabolit des aeroben Stoffwechsels. Der erste Einsatz in der Leberchirurgie erfolgte 1988 während einer ex-situ Operation (Pichlmayr 1988). Tierexperimentell konnte im gleichen Jahr gezeigt werden, daß eine sichere Kaltkonservierungszeit zwischen 22 und 24 Stunden möglich ist (Lamesch 1990). Wenig später gelang auch klinisch die Kaltkonservierung über 20 Stunden in der humanen Lebertransplantation (Erhard 1993, Gubernatis1991).

Neben dem Einsatz von Konservierungslösungen während der Organentnahme und zur Kaltkonservierung gibt es Lösungen, wie z.B. Carolina Rinse zum Freispülen der Leber vor der Reperfusion. Dieses Freispülen wird als Rinse bezeichnet und soll eine bessere Organfunktion und eine geringere Rate an initialer Nichtfunktion ermöglichen (Takei 1991). Es verhindert zusätzlich eine mögliche systemische Hyperkaliämie und die systemische Wirkung von Adenosin mit möglichem Herzstillstand. Später konnte gezeigt werden, daß eine simultane Reperfusion der Arteria hepatica und der Vena portae mit Blut der Perfusion mit Carolina Rinse oder Ringer-Laktat-Lösung überlegen ist (Post 1995).


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1.2.3. Problem der initialen Nichtfunktion

Die initiale Nichtfunktion bleibt trotz aller Fortschritte ein entscheidenes Problem der humanen Lebertransplantation. Ihre Häufigkeit beträgt immer noch 2-12% (D’Alessandro 1991, Ploeg 1993, Stratta 1990, Todo 1989).

Eine initiale Nichtfunktion kann eine sofortige Retransplantation nach sich ziehen, die ein erhebliches Risiko für den Empfänger darstellt und zusätzlich in einer Zeit immer engerer Budgetierung hohe Kosten verursacht. Ploeg (Ploeg 1993) differenziert weiter zwischen einer initialen Nichtfunktion, die immer eine Retransplantation nach sich zieht und einer initial eingeschränkten Funktion (”initial poor function“), die ein Grenzfall zwischen einer möglichen späteren Funktionsaufnahme der Leber und einer notwendigen Retransplantation ist. Zusammen bestimmen beide die Häufigkeit der initialen Dysfunktion (”primary dysfunction“). Um vor einer Lebertransplantation entscheiden zu können, ob ein Organ nach der Reperfusion seine Funktion aufnehmen wird oder nicht, sind dem Chirurgen bisher nur wenige Mittel an die Hand gegeben. Bis heute gibt es keine zuverlässige Methode, die Funktion der Spenderleber nach der Verpflanzung vorauszusagen. Oft entscheidet der makroskopische Eindruck der Leber oder das subjektive Gefühl des Entnahmeteams, ob eine Spenderleber für transplantabel gehalten wird. So zeigte sich, daß die Aufenthaltsdauer des Spenders auf der Intensivstation (Mor 1992), die Begrenzung des Alters des Spenders auf 50 Jahre und das Heranziehen der Todesursache sich nicht als Prädiktoren einer initialen Nichtfunktion eigneten (Jonas 1994). Diese Ergebnisse blieben nicht unwidersprochen (Haller 1995, Ploeg 1993). Dabei ist die Häufigkeit der initialen Nichtfunktion in engem Zusammenhang mit der Dauer und Qualität der Organkonservierung zu sehen (Furukawa 1991, Haller 1995). Die routinemäßige Leberbiopsie ist wenig hilfreich. Es konnte zwar gezeigt werden, daß in der Leberbiopsie pathologisch veränderte Lebern mit einer höherem Rate an initialer Nichtfunktion einhergingen (D’Alessandro 1991). Eine Aussage über die spätere Funktion eines nicht pathologisch veränderten Organs ist jedoch kaum möglich (Markin 1990). Ob andere Methoden wie zum Beispiel die Bestimmung der hepatischen Proteinsyntheserate (Matsui 1994) oder die kostenintensive und nicht überall verfügbare 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie in Zukunft die Abschätzung einer initialen Nichtfunktion erleichtern können, bleibt abzuwarten (Matsunami 1990). Vielversprechende Ansätze, wie der schnell durchzuführende Monoethylglycinexylidid (MEGX)-Test (Oellerich 1989) haben keine entscheidende Bedeutung in der Voraussage einer initialen Nichtfunktion


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erlangt (Dette 1997). Auch die Berechnung des hepatischen Energiestatus durch Messung der energiereichen Adeninnukleotide (Katz 1994, Lanir 1988) konnte sich in der klinischen Routine bisher nicht durchsetzen.

1.3. Versuchsmodell

Tierexperimentell wurden bei der Nieren- (Ackerman 1966, Belzer 1967) und der Lebertransplantation (Brettschneider 1968) von der Kaltlagerung abweichende Konservierungsverfahren mit einer kontinuierlichen Perfusion des Organs zwischen Entnahme und Verpflanzung bereits in den 60er Jahren beschritten. Da derzeit eine längere Konservierungszeit bei der Kaltlagerung mit einem deutlich höheren Risiko einer initialen Nichtfunktion einhergeht (Ploeg 1993), könnte durch eine Verlängerung der kalten Ischämiezeit möglicherweise die Rate der initialen Nichtfunktion vermindert werden und eine bessere Organqualität bei gleicher Konservierungszeit erzielt werden. Im Hundetiermodell konnte mit der kontinuierlichen Perfusion der Niere die Konservierungszeit auf fünf Tage ausgedehnt werden (McAnulty 1989). Erste vielversprechende Ergebnisse wurden bereits für die kontinuierlichen Perfusion der Leber erzielt (Pienaar 1990). Mit der klinisch etablierten Kaltkonservierung der Leber in UW-Lösung konnten Hundelebern zwischen 24 (Nagao 1992) und 48 Stunden (Jamieson 1988a) erfolgreich konserviert werden. Neuere experimentelle Daten mit einer modifizierten Kaltlagerung in UW-Lösung, bei der alle Gefäße nach dem Freispülen verschlossen wurden, gehen von einer erfolgreichen Kaltlagerung über 48 Stunden aus (Zhu 1995). Mit der HTK-Lösung gelang tierexperimentell eine Kaltlagerung über 24 Stunden (van Gulik 1993). In der klinischen Anwendung sind Konservierungszeiten von über 20 Stunden für beide Lösungen beschrieben (Gubernatis 1991, Todo 1989). Trotz der Fortschritte in der Langzeitkonservierung ist bei einer Konservierungszeit von mehr als 24 Stunden mit einer höheren Rate an postoperativen Komplikationen zu rechen (Furukawa 1991). Somit sind weitere Verbesserungen notwendig, um diese auf ein Minimum zu reduzieren.

Nach 24 Stunden Kaltlagerung mit UW-Lösung ist nur ein geringer Konservierungsschaden zu erwarten, während nach 48 Stunden ein reproduzierbarer und ausgedehnter Konservierungsschaden mit Freisetzung großer Mengen an intrazellulären Enzymen und einer Reduktion der Gallesekretion entsteht (Jamieson 1988b). Wir wählten deshalb für alle Versuchsgruppen eine Kaltkonservierungszeit von 44 Stunden, die


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zwischen 24 und 48 Stunden liegt und einen ausgeprägten, jedoch nicht irreversiblen Konservierungsschaden in erwarten läßt, um Unterschiede zwischen den einzelnen Versuchsgruppen deutlicher darzustellen.

Für unsere Untersuchung entschieden wir uns für das experimentelle Großtiermodell am Schwein. Dies ermöglicht die Beobachtung langzeitkonservierter Organe, die den humanen anatomischen und physiologischen Verhältnissen am ehesten entsprechen.

Als Versuchsmodell nutzten wir das von P. Neuhaus modifizierte Modell der extrakorporalen Perfusion (Neuhaus 1982). Dieses Modell ermöglicht eine gute Simulation der intraabdominellen Druckverhältnisse, die sich im Wechselspiel zwischen Inspiration und Exspiration ergeben. Durch die wechselnden Druckverhältnisse und die freie Aufhängung der Leber in der mit Wasser gefüllten Kammer ist eine maximale Perfusion bis in die Peripherie der Leber gewährleistet. Dies vermeidet das Auftreten von Teilthrombosen mit nachfolgender Störung der Organperfusion und des Funktionsverlusts.

In unserem Versuchsmodell erfolgte im Gegensatz zu anderen (Pienaar 1990) die Reperfusion ebenfalls ex-vivo in der nach Neuhaus modifizierten Kammer. Die Konservierungslösung wurde entfernt und gegen bei der Hepatektomie gewonnenes Eigenblut ausgetauscht.

1.4. Fragestellung und Zielsetzung

Mit unserer Untersuchung sollten die Fragen beantwortet werden, ob im Vergleich zu der etablierten Kaltlagerung mit der kontinuierlichen Kaltperfusion über mehr als 40 Stunden mit anschließender Warmperfusion ein geringerer Konservierungsschaden entsteht, und ob eine Abschätzung des Konservierungsschadens des Organs ex-vivo mittels unserer Versuchsapparatur ohne anschließende Transplantation möglich ist. Dabei wurden die bei der Lebertransplantation zur Organkonservierung eingesetzten UW- und HTK-Lösungen zur Kaltperfusion verwendet und mit der Kaltlagerung mit UW-Lösung verglichen.

Weiterhin sollte geklärt werden, ob unser Versuchssystem tauglich ist, eine bisher unbekannte Konservierungslösung, die vorher nur in Zellkultur bzw. am Nager untersucht wurde, ohne Transplantationsversuch im Großtiermodell verläßlich zu testen. Exemplarisch untersuchten wir die kontinuierliche Kaltperfusion mit der Gerlach-FU-Lösung mit der Fragestellung, ob im Vergleich mit der kontinuierlichen Perfusion mit UW-Lösung ein ähnlicher oder geringerer Konservierungsschaden entsteht.


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Der Konservierungsschaden wurde zu definierten Meßzeitpunkten mittels laborchemischer und hämodynamischer Parameter, sowie der Messung der Gallsesekretion und der Lebergewichtszunahme quantifiziert.
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