Apabila datang ke pembedahan pemindahan organ, doktor berlumba-lumba sepanjang masa - dan masa tidak berada di pihak mereka.
Satu pasukan klinik perlu terlebih dahulu mengeluarkan organ dari penderma, set tangan berselindung yang menyelaraskan untuk memecah tisu dari badan. Doktor kemudian menyediakan organ yang dituai untuk pengangkutan kepada penerimanya, yang mungkin berjauhan dengan pesawat. Sebaik sahaja organ mencapai destinasi, operasi pemindahan boleh akhirnya bermula; sekali lagi, pakar bedah mesti bekerja dengan cepat untuk memastikan keselamatan pesakit dan daya maju organ.
Huraian ini boleh menjadikan pembedahan pemindahan organ seperti drama TV, dengan kakitangan perubatan berlari melalui koridor hospital yang membawa penyejuk yang penuh dengan bahagian badan. Tetapi semua yang bergegas membangkitkan persoalan yang lebih penting daripada rancangan TV: Berapa lama organ boleh keluar dari tubuh dan tetap sesuai untuk pemindahan?
Ia bergantung kepada organ. Buat masa ini, tetingkap masa boleh antara 4 dan 36 jam. Tetapi suatu hari nanti, para doktor berharap dapat mengekalkan organ selama beberapa minggu pada akhirnya.
Organ di atas ais
Pada tahun 2018, lebih daripada 36,500 pemindahan organ berlaku di A.S. sahaja, menurut United Network for Organ Sharing (UNOS). Setakat ini, buah pinggang adalah organ yang paling sering ditransplantasikan, dengan lebih daripada 21,000 pemindahan yang berlaku tahun lepas. Organ-organ yang paling sering dipindahkan kemudiannya ialah hati, jantung dan paru-paru, dalam urutan itu, diikuti oleh pankreas, usus dan transplantasi multiorgan.
Kebanyakan organ diletakkan dalam "penyimpanan sejuk statik" selepas ia dituai, bermakna organ itu didepositkan dalam ais sejuk yang lebih sejuk, menurut laporan 2019 dalam Journal of International Medical Research.
"Idea asal untuk pemeliharaan sejuk adalah seperti ketika kami meletakkan makanan kami di dalam peti sejuk," kata Dr Mingyao Liu, pengarah Institut Sains Perubatan dan profesor pembedahan, perubatan dan fisiologi di University of Toronto.
Sebelum meletakkan organ dalam simpanan sejuk, doktor mula menghidupkan tisu dengan "penyelesaian pemeliharaan" untuk melindungi organ dari kerosakan akibat sejuk yang melampau, Liu memberitahu Live Science.
Pada suhu badan, sel mengepam bahan kimia masuk dan keluar dari membrannya untuk mengekalkan kepekatan natrium yang rendah dan kepekatan tinggi kalium dalam sel. Tetapi sel-sel yang sejuk tidak dapat mengepam dengan cekap. Bahan kimia bocor melintasi membran mereka, dan dari masa ke masa, sel-sel bocor membengkak dengan cecair yang berlebihan, mengekalkan kerosakan yang serius. Penyelesaian pemuliharaan membantu menunda kerosakan ini dengan mengekalkan paras natrium dan kalium dalam pemeriksaan. Penyelesaian ini juga boleh mengandungi nutrien dan antioksidan untuk mengekalkan sel-sel dan merendahkan keradangan, kata Liu. Dalam kombinasi dengan ais dan penyelesaian yang lebih sejuk, pemeliharaan dapat mengekalkan organ-organ yang dapat bertahan selama berjam-jam selepas menuai.
Pada suhu antara 32 dan 39 darjah Fahrenheit (0 dan 4 darjah Celsius), metabolisme sel jatuh kepada kira-kira 5% daripada kadar normalnya, jadi tisu membakar kedai-kedai tenaga mereka jauh lebih perlahan dan memerlukan kurang oksigen untuk mengekalkan aktiviti mereka. Oleh kerana itu, penyejukan organ membantu menangguhkan permulaan iskemia, suatu keadaan di mana tisu menjadi rosak atau tidak berfungsi akibat kekurangan oksigen.
Meletakkan organ di atas ais juga membentangkan kedai tenaga terhadnya, menghalang metabolisme berbahaya daripada membina dan memecahkan tisu organ, menurut laporan 2018 dalam Yale Journal of Biology and Medicine.
Antara organ yang sering ditransplantasikan, jantung kehilangan daya maju yang paling pantas apabila disimpan dalam keadaan yang lebih sejuk, kata Dr Brian Lima, pengarah pembedahan jantung di Hospital North Shore University di Manhasset, New York. Secara idealnya, hati tidak boleh diletakkan dalam penyimpanan sejuk statik selama lebih dari 4 hingga 6 jam, katanya. Pada markah 4 jam, fungsi sel jantung mula gagal dan kemungkinan bahawa organ akan rosak pada penerimanya meningkat secara dramatik. Kegagalan organ transplantasi, yang dikenali sebagai disfungsi rasuah utama, adalah "komplikasi yang paling ditakuti" yang berkaitan dengan pemindahan organ pepejal, kata Lima.
"Jantung ... paling sensitif kepada kekurangan aliran darah," kata Lima. "Buah pinggang, sebaliknya, sangat berdaya tahan." Ginjal yang ditanam boleh kekal berdaya tahan selama 24 hingga 36 jam dalam simpanan sejuk, lebih lama daripada mana-mana organ transplant teratas yang lain. Paru boleh kekal berdaya tahan selama 6 hingga 8 jam, kata Lima, dan hati boleh kekal dalam simpanan sejuk selama 12 jam, kata Dr. James Markmann, ketua Bahagian Transplantasi di Massachusetts General Hospital di Boston.
Kaedah alternatif
Walaupun teknologi rendah, kaedah ais sejuk "menawarkan cara yang mudah dan berkesan untuk memelihara dan mengangkut organ" dan telah digunakan secara meluas sejak tahun 1960-an, menurut laporan 2018 oleh Liu. Tetapi teknik itu tidak tanpa kelemahannya. Bukan sahaja organ-organ dalam simpanan sejuk kehilangan daya maju dalam beberapa jam, tetapi juga, doktor tidak mempunyai cara untuk menilai kualiti organ-organ yang sejuk, kata Liu.
Pada asasnya, tiada ujian objektif boleh memberitahu doktor jika organ masih berfungsi apabila organ yang bersangkutan duduk dalam keadaan dingin yang dingin, metabolisme sel yang berliku-liku dalam gerakan perlahan. Walau bagaimanapun, satu alternatif untuk penyimpanan sejuk membolehkan doktor memeriksa organ sebelum dipindahkan, dan pilihan ini tidak lama lagi akan menjadi lebih biasa, kata pakar kepada Live Science.
Kaedah pemeliharaan alternatif ini, yang dikenali sebagai perfusi, melibatkan mengaitkan organ yang dituai ke mesin yang mengepam cecair oksigen dan cecair yang kaya nutrien melalui tisu organ, seperti yang dilakukan jantung dalam badan, menurut laporan 2018 dari jurnal Yale . Semasa dipasang ke mesin, sebagai organ memetabolisme tenaga dan mengeluarkan sisa, kedai gula diisi semula dan metabolit toksiknya dibersihkan.
Sebelum pakar bedah menuai organ, jantung penderma berhenti mengepam darah oksigen ke tisu untuk tempoh masa, yang menyebabkan kerosakan. Menempatkan organ dalam mesin perfusi mungkin memberikan tisu peluang untuk pulih, kata Markmann. Di samping itu, doktor boleh mendaftar masuk organ dengan memantau tahap laktat metabolit yang beredar dalam sistem, katanya. Sel menggunakan laktat semasa fungsi metabolik normal, jadi "jika organ berfungsi dengan baik, laktat perlu dibersihkan" dari masa ke masa, kata Markmann.
"Lactate adalah metabolik metabolik yang paling baik untuk pernafasan melalui badan," tetapi ia masih berfungsi sebagai langkah yang lebih baik berbanding dengan mengamati organ berhampiran dengan beku sebelum pemindahan, kata Lima. Bergantung kepada organ, doktor juga boleh menilai kesihatan tisu dengan pengukuran lain, seperti pengeluaran hempedu oleh hati.
Bolehkah perfusi menyimpan organ yang sihat untuk lebih lama?
Sesetengah sistem perfusi masih memerlukan organ yang disejukkan sebagai sebahagian daripada proses pemuliharaan, tetapi dalam tempoh 20 tahun yang lalu, beberapa kumpulan penyelidikan telah memilih untuk memelihara organ dan memanaskan tisu dengan darah hangat. Pada suhu antara 68 dan 92 F (20 dan 33 C), organ terasing berfungsi seperti yang mereka lakukan di dalam tubuh manusia. Kedua-dua sistem perfusi sejuk dan hangat kini banyak digunakan di Australia dan U.K. tetapi kebanyakan peranti ini kekal dalam percubaan klinikal di A.S.
Walau bagaimanapun, satu sistem perfusi di A.S. menjadi berita utama pada bulan Disember sebagai sebahagian daripada pemindahan jantung pertama. Doktor di Pusat Perubatan Universiti Duke di Durham, Carolina Utara, mengeluarkan jantung pesakit selepas ia berhenti berdetak; mereka pada dasarnya "reanimated" organ menggunakan sistem perfusi hangat, CNN melaporkan. Biasanya, hati dikeluarkan dari penderma otak yang mati sebelum organ berhenti berdetak, untuk mengelakkan kerosakan yang teruk dari iskemia. Doktor sebelum ini "mengimbangi" hati kanak-kanak di A.S., tetapi mereka tidak pernah menggunakan sistem pada organ dewasa. Di negara-negara yang menggunakan sistem selama bertahun-tahun, kumpulan penderma hati yang dapat diterima telah berkembang sekitar 30% hingga 40%, kata Lima.
"Jika itu diterjemahkan ke Amerika Syarikat, kita bercakap mengenai nombor besar, besar," tambahnya.
Dr. Jacob Schroder, seorang pembantu profesor pembedahan Duke University dan salah seorang ahli bedah yang membantu melakukan pemindahan jantung mercu tanda kepada CNN bahawa penggunaan sistem di seluruh negara boleh "meningkatkan jumlah penderma dan jumlah pemindahan sebanyak 30%."
Walaupun kolam penderma boleh berkembang, adakah keadaan organ dapat bertambah baik? Setakat ini, beberapa kajian telah secara langsung membandingkan storan yang lebih sejuk untuk perfusi, tetapi anekdot, organ-organ perfusi umumnya kelihatan lebih baik.
Contohnya, dalam satu percubaan yang membandingkan sistem perfusi hati untuk simpanan sejuk standard, doktor menolak hanya 16 orang yang telah diperkaya, berbanding 32 yang berasal dari penyejuk, dan organ-organ perfusi kelihatan kurang rosak, menurut Stat News. Liu berkata bahawa dia melihat aliran yang sama dalam kerja sendiri dengan pemindahan paru-paru. Liu dan rakan-rakannya mengembangkan "sistem perfusi ex vivo" untuk paru-paru; sebelum pengenalannya, kurang daripada 20% daripada paru-paru penderma telah berjaya dipindahkan di hospital universitinya. Sekarang, program ini telah meluaskan aktivitinya sebanyak 70%, "dengan hasil yang sangat baik," menurut laporan 2018.
Biasanya, paru-paru tetap tersambung ke sistem perfusi selama 4 hingga 6 jam, tetapi kerja-kerja eksperimen dengan organ-organ haiwan menunjukkan bahawa paru-paru yang sempurna dapat kekal berdaya untuk 12 hingga 18, dan bahkan mungkin sehingga 36 jam, kata Liu. Beliau menambah bahawa, suatu hari nanti, satu organ boleh dimakan selama berminggu-minggu. Semakin lama organ-organ itu boleh ditinggalkan pada sistem, semakin lama ahli klinik perlu membaiki tisu yang rosak. Liu dan rakan-rakannya kini menyiasat bagaimana keradangan dan kematian sel boleh dihalang dalam paru-paru yang diperap. Tetapi pada masa akan datang, mungkin organ-organ boleh dirawat dengan terapi gen atau terapi sel stem ketika disambungkan ke mesin perfusi, katanya.
Buat masa ini, bagaimanapun, kebanyakan organ yang disumbangkan masih pergi ke penerima mereka yang terletak di dalam penyejuk ais lebur. Mengapa?
"Secara jujur, halangan itu adalah kos," kata Lima. Sistem pernafasan untuk satu organ boleh menelan kos beberapa ribu ringgit, yang jelas melepasi harga penyejuk standard, katanya. Memandangkan beberapa kajian telah membandingkan perfusi kepada penyimpanan sejuk standard, tidak ada "data bumi-menghancurkan" wujud yang dapat meyakinkan hospital untuk membuat suis di seluruh negara.
Tetapi berdasarkan kejayaan transplantasi jantung Duke baru-baru ini, Lima berkata perfusi tidak lama lagi akan menjadi standard penjagaan.
