Министерство  здравоохранения Республики Беларусь

УО «Гомельский  государственный медицинский университет»

Кафедра анатомии человека

с курсом топографической анатомии и оперативной  хирургии 
 
 
 
 

Современные достижения трансплантации органов  и тканей 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Гомель 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1. Трансплантация  органов;

2. Пересадка  органов;

3. Клеточная  трансплантация;

4. Стволовые  клетки;

5. Ксенотрансплантация;

6. Искусственные  органы;

7. Искусственное  сердце. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТРАНСПЛАНТАЦИЯ  ОРГАНОВ

     С внедрением трансплантологии значительно продлена жизнь сотням тысяч ранее безнадежных пациентов. Мировая медицинская практика свидетельствует о наличии большого количества больных, страдающих неизлечимыми поражениями внутренних органов, при которых применяются общеизвестные способы лечения, способные, в лучшем случае, лишь временно стабилизировать состояние больных.

     Трансплантология  развивается на основе хирургии, анестезиологии и реанимации, иммунологии, фармакологии, наиболее современных методов диагностики. Благодаря этим достижениям, получили развитие научные методы, позволившие значительно повысить степень биологической совместимости донора и реципиента при трансплантации органов.

     В соответствии с мировой практикой, источником получения донорских  органов, прежде всего, являются умершие, у которых констатирована смерть головного мозга.

     Донорские органы удаляются из организма умершего в процессе сложного хирургического вмешательства, подразумевающего получение  максимально возможного числа трупных  органов, пригодных для пересадки ожидающим трансплантации пациентам (мультиорганное изъятие). В составе мультиорганного изъятия получают сердце, легкие, печень, поджелудочную железу, кишечник, почки. Распределение донорских органов осуществляется региональным центром координации органного донорства в соответствии с общим листом ожидания всех функционирующих в регионе трансплантационных центров на основании показателей индивидуальной совместимости.

     Процедура мультиорганного изъятия органов  отработана мировой трансплантационной практикой. Холодовая перфузия органов консервирующим раствором производится непосредственно в организме умершего, после чего органы изымаются и помещаются в контейнеры, в которых транспортируются в трансплантационные центры. Окончательную подготовку донорских органов к имплантации производят непосредственно в операционной, где находится реципиент.

     Родственная трансплантация стала возможной  благодаря наличию парных органов (почек, легких) и анатомических особенностей некоторых непарных органов человека (печени, поджелудочной железы, тонкого кишечника). Идеологической основой операций у живого донора является сопряжение минимизации донорского риска и получение высококачественного трансплантата. Эти оперативные вмешательства имеют свои особенности: операция проводится у здорового человека; риск развития операционных осложнений влечет за собой угрозу для жизни и здоровья сразу двух людей – донора и реципиента.

     Вероятность возникновения криза отторжения родственного трансплантата весьма мала и может быть спровоцирована лишь самовольной отменой иммунодепрессантов.

     Слово трансплантология происходит от латинского «transplantare» - пересаживать. К началу 20го века создались предпосылки для  выполнения трансплантации органов. Были хорошо изучены анатомия, физиология и доказана возможность их выживания за пределами организма, решена проблема сшивания сосудов, вопросы асептики, антисептики и анестезии.

     Существуют  следующие виды трансплантации:

     Аллотрансплантация - пересадка органов и тканей от одного человека другому по принципу совместимости.

     Аутотрансплантация предполагает пересадку в пределах одного организма.

     Ксенотрансплантация - трансплантация органов, тканей и клеток животных человеку.

     Основными источниками донорских органов  могут быть: умершие, у которых  констатирована смерть мозга, доноры с констатированной биологической смертью, живые лица, состоящие с реципиентом в генетическом родстве.

     Донорские органы удаляются из организма умершего целым комплексом. Суть мультиорганного  донорства заключается в том, что должно быть забрано максимальное число различных органов, пригодных для трансплантации нескольким реципиентам. Вначале удаляются сердце и легкие, затем печень и поджелудочная железа, почки.

     Органами, которые можно получить от живого донора, не принося ущерба здоровью, являются почка, фрагменты печени, дистальный фрагмент поджелудочной железы, фрагмент поджелудочной железы, доля легкого. Неоспоримым преимуществом трансплантации от живого донора является возможность планирования сроков операции в зависимости от состояния реципиента, более высокое качество трансплантата.

     Показания к трансплантации специфичны для  того или иного органа. Но противопоказания имеют определенную общность. Они  бывают абсолютные и относительные.

     К абсолютным противопоказаниям относят: не поддающиеся медикаментозному лечению нарушения функций жизненно важных органов; наличие инфекционных процессов, туберкулез, СПИД, онкологические заболевания вне органа, подлежащего трансплантации.

     Относительными  считаются противопоказания, которые  заведомо усложняют техническое выполнение операции.

     Во  избежание отторжения донорского органа в дальнейшем проводится пожизненная  иммуносупрессивная терапия. Выбор  схемы иммуноподавляющего лечения  зависит от качества донорского органа, совпадения по группе крови и тканевой совместимости. Параллельно должна проводиться профилактика осложнений, спровоцированных данной терапией.

     После трансплантации органа человека ждет длительный период реабилитации, придется отказаться от вредных привычек и  соблюдать режим труда и отдыха. 

     ПЕРЕСАДКА ОРГАНОВ

     На  сегодняшний день пересадка органов  является методом выбора в лечении  терминальных стадий заболеваний почек, печени, поджелудочной железы, легких и др. В настоящее время в  мире выполняются тысячи пересадок  различных органов. Трансплантология набирает все большие обороты и превращается в одну из лидирующих областей медицины. С этим связана и проблема постоянно растущего дефицита донорских органов.

     Все больные, которые нуждаются в  пересадке, регистрируются в листе  ожидания. Пациенты, вошедшие в лист ожидания, называются потенциальными реципиентами. После внесения в лист ожидания за пациентом ведется постоянное динамическое наблюдение.

     В современной трансплантологии на первый план выходит пересадка органов  от живых родственных доноров. Являясь одним из эффективных способов увеличения количества донорских органов, в странах с развитой системой трупного донорства она позволяет существенно снизить смертность больных, находящихся в листе ожидания.

     Родственное донорство предполагает изъятие  одного из парных органов (почка) или части органа (печень, легкое) и пересадку ее реципиенту. При этом донор и реципиент должны совпадать по системе HLA, иметь сходную группу крови. Донор должен достичь 18 лет и быть относительно здоровым человеком. Поэтому перед операцией потенциальные доноры проходят тщательное обследование всех органов и систем. Операция может быть выполнена только при условии того, что орган сможет полностью выполнять свои функции. Это значительно повысит шансы на успех операции. Для успешного проведения крайне важен опыт и профессионализм хирургов, наличие специального оборудования. Взятие трансплантата у донора должно соответствовать принципам гуманизма и морали, и контролироваться «Законом о трансплантации органов и (или) тканей человека».

     Пересадка органов от живого донора имеет ряд  преимуществ, таких как отсутствие необходимости в длительном ожидании донорского органа, плановый характер операции. Отмечаются улучшенные непосредственные и отдаленные результаты, при этом назначаются более щадящие режимы иммуносупрессии, направленные на профилактику реакции «трансплантат против хозяина».

     К настоящему времени годичная выживаемость трансплантатов после пересадки  различных органов благодаря  успешной профилактике, диагностике  и лечению ранних послеоперационных осложнений составляет примерно 90%. 

     КЛЕТОЧНАЯ ТРАНСПЛАНТАЦИЯ

     Является  неоспоримым тот факт, что в  современных тенденциях лечения  эндокринологических заболеваний  трансплантация клеток и тканей занимает достойное место. Становятся реальными  шансы на успех в лечении некогда обреченных больных.

     Большое значение приобретает пересадка  гормонально-активных клеток или фрагментов той или иной эндокринной железы для восстановления утраченной функции.

     Дело  в том, что продолжительная заместительная гормональная терапия откладывает свой отпечаток на всех органах и системах, ведет к нарушению метаболизма, различным физиологическим расстройствам. В этом случае трансплантат способен восстановить и поддерживать нормальный уровень гормонов в крови, при этом, не угнетая эндокринные железы. Для коррекции эндокринных нарушений возможна трансплантация отдельных гормонпродуцирующих клеток либо участков железы.

     В последние годы одним из вариантов  заместительной терапии при эндокринной  патологии можно считать клеточную  трансплантацию.

     Проводились экспериментальные и клинические  исследования по трансплантации надпочечниковых  желез, яичников, паращитовидной, щитовидной, поджелудочной желез. Наилучшие  результаты достигнуты при трансплантации клеток поджелудочной железы. Во время процедуры больным с сахарным диабетом первого типа пересаживаются клетки вырабатывающие инсулин. В связи с тем, что пересаживаются только клетки поджелудочной железы, операция носит малотравматичный характер. Под контролем ультразвука устанавливают катетер в воротную вену печени, через который в последующем и вводятся клетки. Трансплантат задерживается в печени, где начинает активно кровоснабжаться, и реагирует на колебания уровня глюкозы крови, при этом выделяя достаточное количество инсулина. Реакция на эти изменения появляется практически сразу и на протяжении первых нескольких недель их функция улучшается.

     При трансплантации клеток и тканей эндокринных  желез также остро стоит проблема отторжения. Сверхострое отторжение возникает не так часто, потому как нет сосудистого воссоединения между донорским органом и реципиентом. Но остается вероятность острого отторжения. Пусковым механизмом этой реакции является процесс распознавания трансплантата как чужеродного материала.

     Важнейшим компонентом послеоперационного лечения является назначение особенных комбинаций иммуносупрессивных препаратов. Пациенты, которым выполнена пересадка клеток островков поджелудочной железы, должны в течение всей последующей жизни получать данное лечение для предупреждения отторжения трансплантированных клеток. 

     СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

     Острый  дефицит донорских органов, сложность  и высокая стоимость процесса трансплантации органов, высокий процент  послеоперационных осложнений - все  это обуславливает необходимость  развития новых биотехнологий, таких  как трансплантация клеток и тканей человека. Важно определить приоритетные направления для использования стволовых клеток.

     Основными показаниями к лечению стволовыми клетками являются различные злокачественные  заболевания крови. Также свое применение этот метод нашел в лечении  ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда, заболеваний нервной системы, эндокринной патологии.

     В последние годы осуществляется активный научный поиск в направлении  трансплантации стволовых клеток.

     Основными источниками стволовых клеток являются: при аутологичной трансплантации - это собственные клетки пациента. При аллогенной трансплантации пациенты получают стволовые клетки от близких родственников, из пуповинной крови и плаценты.

     Трансплантация  стволовых клеток возможна с использованием кроветворных, эмбриональных, соматических стволовых клеток.

     Кроветворные  стволовые клетки являются на сегодняшний  день самыми изученными. В организме  взрослого человека большее их количество находится в красном костном  мозге. Богатым источником являются плацента и пуповинная кровь.

     Главной особенностью стволовых клеток является то, что у эмбриональной формы стволовой клетки отсутствует физиологическая специализация. Кроме этого, они имеют ряд особенностей, которые определяют их незаменимую функцию в обеспечении образования органов и систем человеческого организма. Они являются предшественниками различных типов клеток в организме, то есть первым уникальным «стройматериалом», из которого позже формируются другие органы и ткани. Благодаря отсутствию специализации их трансплантация в любой орган позволяет формировать клетки именно этого органа, что открывает перспективы восстановления поврежденных тканей и органов. Однако использование эмбриональных стволовых клеток сопряжено с риском развития существенных побочных эффектов, главным из которых является риск развития опухолевого процесса. Дополнительное ограничение их применения создает проблема иммунного отторжения.

     Соматические  стволовые клетки находятся в  различных органах и тканях и  обладают мощными регенеративными  способностями. Их можно обнаружить в костном мозге, коже, мышцах, роговице, сердце, кишечнике. Практически все стволовые клетки взрослого организма способны давать начало клеткам разного типа.

     Применение  стволовых рассматривается сегодня  в качестве наиболее перспективной  стратегии клеточной терапии. 

     КСЕНОТРАНСПЛАНТАЦИЯ

     Трансплантация  органов, тканей и клеток от человека человеку - эффективный, а иногда и  единственный способ лечения неизлечимых  болезней, таких как терминальная стадия хронической сердечной, почечной, печеночной недостаточности, а также перспективный метод выбора при лечении других заболеваний, например сахарного диабета. Успехи клинической трансплантологии сегодня очевидны, но строго ограничены нехваткой донорского материала.

     Ксенотрансплантация – трансплантация органов, тканей и клеток животных человеку. В случае успеха ксенотрансплантации можно было бы обеспечить трансплантатом людей, которые в настоящее время находятся в листе ожидания сердца, почки и т.д. и не могут получить ожидаемый орган.

     Ксенотрансплантация – любая процедура трансплантации, имплантации или инфузии в организм человека: живых клеток, тканей или органов от живого источника нечеловеческого происхождения (животного).

     На  разных этапах проводилось большое  количество экспериментов, но ни одно исследование не привело к результатам, которые могли бы служить достаточным основанием для перехода к клиническим испытаниям.

     Животные - потенциальный источник неограниченного  числа органов, тканей и клеток ксенотрансплантации  – могут решить проблему нехватки донорских органов во всем мире, однако только в том случае, если будут решены основные проблемы ксенотрансплантации.

• Несостоятельность трансплантата, невозможность обеспечения адекватной функции. Органы животного не могут иметь запаса прочности и долговечности, чтобы поддерживать функции человеческого органа, и физиология животных отлична от физиологии человека.
• Отторжение чужеродного материала. Даже если сверхострое отторжение преодолено путем генетической модификации или созданием барьера, развитие клеточного или хронического отторжения все еще приводит к неудачам.

     Однако  в настоящее время наибольшую опасность представляет передача инфекции от животного человеку. Все трансплантаты  несут риск передачи серьезной инфекции от донора реципиенту. Более того, риск передачи инфекционного агента животного пациенту с несостоятельностью иммунитета, может вызывать новые инфекции, которые могут передаваться более широкому кругу людей.

     Из-за вышеуказанных рисков клинические  испытания ксенотрансплантации  должны эффективно регулироваться. Все процедуры ксенотрансплантации в отсутствие эффективного регулирования в стране должны быть запрещены. 

ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНЫ

     Идеи  о замене больных органов здоровыми  возникли у человека еще несколько  веков назад. Но несовершенные методы хирургии и анестезиологии не позволяли осуществить задуманное. В современном мире трансплантация органов заняла достойное место в лечении терминальных стадий многих заболеваний. Были спасены тысячи человеческих жизней. Но проблемы возникли с другой стороны. Катастрофический дефицит донорских органов, иммунологическая несовместимость и тысячи людей в листах ожидания того или иного органа, которые так и не дождались своей операции.

     Ученые  всего мира все чащи задумывались над созданием искусственных  органов, которые могли бы заменить настоящие по своим функциям, и в этом направлении были достигнуты определенные успехи. Нам известны искусственные почка, легкие, сердце, кожа, кости, суставы, сетчатка, кохлеарные импланты.

     Один  из самых необходимых искусственных  органов — это почка. В настоящее время сотни тысяч людей в мире для того, чтобы жить, должны регулярно получать лечение гемодиализом. Беспрецедентная «машинная агрессия», необходимость соблюдать диету, принимать медикаменты, ограничивать прием жидкости, потеря работоспособности, свободы, комфорта и различные осложнения со стороны внутренних органов сопровождают эту терапию.

     Искусственная вентиляция легких (ИВЛ) – эффективное  средство интенсивной терапии, обеспечивающее газообмен, имеет все необходимые  режимы для обеспечения различных вариантов вентиляции легких. Но как самостоятельное лечение малоэффективно, все достоинства этого метода проявляются в комплексной терапии основного заболевания. При длительном применении также возможно развитие различных осложнений.

     Принципы создания искусственного сердца были разработаны В. П. Демиховым еще в 1937 г. С течением времени это устройство претерпело колоссальные преобразования в размерах и способах использования Искусственное сердце – механический прибор, который временно берет на себя функцию кровообращения, в случае если сердце пациента не может полноценно обеспечивать организм достаточным количеством крови. Существенным его недостатком является потребность в постоянной подзарядке от электросети.

     Все эти устройства можно рассматривать как временную меру, пока пациент ждет орган для пересадки. Все они далеки от совершенства и доставляют больному массу неудобств.

     Идеальный искусственный орган должен соответствовать  следующим параметрам:

• его можно имплантировать в организм человека;
• он не имеет сообщения с окружающей средой;
• изготовлен из легкого, прочного, обладающего высокой биологической совместимостью материала;
• долговечный, выдерживающий большие нагрузки;
• полностью моделирует функции естественного аналога.

     В начале XXI века возникли предпосылки появления принципиально новых подходов к восстановлению функций жизненно важных органов, основанных на технологиях клеточной и тканевой хирургии.

ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ

     Каждый  год на планете от сердечно-сосудистых заболеваний умирает около 17 миллионов человек. Трансплантация сердца является наиболее высокоэффективным способом лечения больных с хронической сердечной недостаточностью, не отвечающей на медикаментозную терапию в конечной стадии заболевания. Это направление успешно развивается во всем мире. Однако проблема пересадки сердца состоит в дефиците донорских органов. В связи с этим в настоящее время в клиническую практику внедрены устройства механической поддержки сердца.

     Искусственное сердце – механический прибор, который  временно берет на себя функцию кровообращения, в случае если сердце пациента не может полноценно обеспечивать организм достаточным количеством крови.

     Потребность в этом устройстве возникает при  различных тяжелых заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Длительное время пациент может находиться с этим аппаратом в ожидании трансплантации сердца.

     Использование искусственного сердца увеличивает  шансы пациента на более качественный подбор донорского органа. В таких  условиях операции по пересадке станут более надежными и результаты их улучшатся.

     На  сегодняшний день ведется большое  количество научно-технических разработок по усовершенствованию искусственного сердца. В идеале для постоянного  использования оно должно соответствовать  следующим параметрам: иметь небольшие  размеры, обеспечивать адекватный выброс крови, в зависимости от нужд человека, изготовляться из долговечных, гипоаллергенных материалов, не разрушать клетки крови, не образовывать тромбы.

     Искусственное сердце работает от внутреннего аккумулятора, заряжать который можно от электросети без нарушения целостности кожи. Наличие такого источника питания делает пациента на некоторое время свободным в перемещениях. Контроль над функцией сердца осуществляется внутренним анализатором. Система приспосабливается к изменению объема перекачиваемой крови в зависимости от потребностей организма, Имеется активная мониторинг-система, обеспечивающая эффективную обратную связь и сигнал в случае возникших сбоев в работе прибора. Искусственное сердце покрыто специальной тканью, позволяющей избежать его отторжения иммунной системой организма.

     Пройдут годы, и новые технологии позволят искусственному сердцу работать не хуже донорского и миллионы людей поверят  в мечту о спасении.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. С.В. Петров «Общая хирургия» - СПб.:  Издательство «Лань» 1999,  стр. 627-641;

2. http://transplantation.eurodoctor.ru/;

3. П.Р. Солтоски «Секреты кардиохирургии» - М.: МЕДпресс-информ  2005,  стр. 194-197.