2018年，美國有超過1000人在等待肝移植時去世，部分原因是標準儲存方法只能讓捐贈者的肝臟在體外存活約24小時。但現在，醫學工程領域的一項壯舉是，科學家們開發出一種機器，可以讓肝臟功能保持一週或更長時間。該技術尚未用於人體移植，但代表了器官儲存領域的飛躍。
許多捐贈者的肝臟不符合移植標準，因為它們太老、脂肪過多或已損壞（例如，由於心臟驟停）。研究人員表示，這種新裝置可以讓肝臟存活足夠長的時間來自我修復——它們在體內可以在一定程度上做到這一點——並讓醫生有時間更好地評估器官的狀況。“我們決定[研究肝臟]一週，因為這是接受部分器官切除的患者肝臟再生所需的時長，”蘇黎世大學醫院外科和移植科主任、描述這項研究的論文的資深作者皮埃爾-阿蘭·克拉維恩說。他說，這種儲存技術尤其可以使一些肝癌患者受益，他們可以將自身肝臟的非癌變部分儲存下來，以備日後重新移植，從而規避與組織排斥相關的問題。
儲存捐贈者肝臟的標準方法是用冷溶液沖洗，然後放在冰上，它們可以在冰上保持12到18小時的活力。最近，科學家們開發出一種在不冷凍肝臟的情況下對其進行冷卻的方法，可以將時間延長到27小時。但克拉維恩說，這仍然不足以讓受損的肝臟自我修復。
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這種新機器透過模仿人體的主要特徵來爭取關鍵時間。該裝置以精確控制的壓力和氧氣水平將血液泵入器官——這一過程稱為灌注。糖溶液為流經肝臟的紅細胞提供能量，並注射胰島素和胰高血糖素以維持葡萄糖水平。透析裝置去除廢物並保持電解質平衡。放置在肝臟下方的可膨脹氣球模擬呼吸期間膈肌的運動，從而防止器官因持續壓力而造成組織損傷。
研究人員在使用人體肝臟之前，先使用豬肝開發和改進了他們的裝置。他們成功地儲存了總共八個健康的豬肝一週，並將其中三個成功移植到活豬體內，這些豬在手術後存活下來。移植後，灌注肝臟的損傷標誌物水平與在移植前在冰上儲存數小時的五個肝臟相當。
然後，該團隊用10個人體肝臟測試了該機器，這些肝臟因器官質量差而被多家歐洲移植中心拒絕。肝臟損傷可以透過一種稱為損傷相關分子模式 (DAMP) 的蛋白質的增加來衡量；在實驗中的 10 個肝臟中，有 6 個在機器中一段時間後顯示 DAMP 和其他損傷跡象有所減少。“我們現在可以考慮將受損的人體肝臟用於移植，而不會危及患者的生命，”克拉維恩說。他和他的同事在今年一月發表在《自然·生物技術》雜誌上的文章中描述了他們的工作。
“這是一項非常出色的研究，”哈佛醫學院的外科醫生和生物工程師 Korkut Uygun 說，他沒有參與這項新研究。“從臨床角度來看，[讓肝臟存活] 僅僅多幾個小時就會有幫助。” Uygun 說，這項研究的最大侷限性在於，只有 60% 的肝臟在機器上放置一週後仍保持穩定——如果它們是健康的肝臟，“40% 的失敗率在移植領域是不可接受的。” Uygun 也不相信該機器實際上可以實現肝臟再生，而不僅僅是儲存肝臟。“再生是一件困難的事情，”他說。“潛力是巨大的，但我們需要更多的時間來證明這一點。”
奧地利因斯布魯克醫科大學移植和肝膽外科主任 Stefan Schneeberger 說，新發現的意義可以用一個詞概括：時間。“這是技術首次允許器官儲存一週的例子。這堪稱一個里程碑，”Schneeberger 說，他沒有參與這項研究。他說，沒有太多證據表明該機器可以改善肝臟的質量，而真正的“再生”可能還需要更長的時間——但這仍然是最終目標。
儘管結果令人鼓舞，但研究人員尚未證明儲存下來的肝臟的長期功能。Schneeberger 說，下一步是在大型動物身上進行移植生存實驗。如果這些實驗成功，他們將使更多肝臟可用於移植到在等待名單上優先順序較低的人體患者身上——克拉維恩說，這最早可能在今年發生。他補充說，將來，這種新機器理論上可以用於儲存其他器官，例如心臟或腎臟。