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目的针对提高供体器官质量,从供体器官质量评估、供体维护与抢救、肝脏离体维护与修复三个方向出发,建立无心跳脑死亡动物模型、体外肺膜氧合维护的无心跳脑死亡动物模型,进一步向临床转化,开展体外肺膜氧合维护器官捐献供体的临床试验,并使用基于体外肺膜氧合技术的肝脏常温携氧灌注系统离体修复肝脏损伤。方法(1)新西兰兔15只,随机分为实验对照组(对照组)、脑死亡4h组(BD4h组)及脑死亡8h组(BD8h组),每组5只。对照组维持麻醉8小时,钻孔开颅置入10号Foley球囊导管后不加压,BD4h、BD8h组使用缓慢加压法建立脑死亡模型,复制脑死亡后分别维持4h、8h,监测脑死亡建立过程中平均动脉压(mean arterial pressure, MAP)、心率(heart rate, HR)、呼吸频率(respiratory rate, RR)变化及撤除抢救措施后MAP、HR值变化,记录停止抢救至心脏死亡时间。评价无心跳脑死亡动物模型肝肾功能变化。(2)长白猪10头,30-40Kg,随机分为实验组和对照组,麻醉后使用缓慢加压法建立脑死亡模型,撤除生命支持,建立无心跳脑死亡供体30min热缺血模型。经右侧髂动、静脉,置入动、静脉插管,连接ECMO体外循环管道。经左侧髂动脉,置入球囊导管至膈肌平面。启动ECMO建立再循环,灌注腹腔器官。同时调节循环酸碱度及电解质平衡。监测并记录循环流量、腹腔器官灌注压、静脉血气、电解质、转氨酶、胆汁量等指标。对照组心脏停跳后原位冷灌注,UW液中冷储存肝脏。组织切片HE染色观察病理改变。(3)建立ECMO临床供体维护标准流程,使用ECMO对循环衰竭的脑死亡供体进行呼吸循环支持、对心脏死亡供体建立腹腔器官原位灌注。记录ECMO供体支持过程中的循环参数及血气分析结果,随访供体器官移植后肝肾移植疗效。对比分析经ECMO维持的循环衰竭供体与经升压药维持的循环衰竭供体来源肝肾移植效果。(4)比较冷保存与常温携氧灌注对肝脏移植中肝脏离体保存效果的临床随机对照研究。在评估临床肝脏供体、受体符合移植要求后,签署参与临床试验的同意书,肝脏将被随机分配到以冷保存或常温携氧灌注作为离体保存及转运的维护方式中,然后进行肝脏移植,评价移植后效果。结果(1)脑死亡组颅内加压后,平均动脉压明显上升(p<0.001)；脑死亡组在停止抢救后0.5min、3min、6min时MAP、HR均低于对照组,差别有统计学意义；停止抢救后,4h组心脏存活16.20±5.80min,8h组心脏存活15.20±3.11min,差别无统计学意义。(2)热缺血30min后,肝脏呈现明显的乌黑淤血外观,病理切片显示肝窦扩张,血细胞淤滞,红细胞聚集。循环血液血气分析显示严重酸中毒。启动ECMO再循环后,循环流量能够维持在1L/min,肝脏逐渐恢复鲜红色,病理切片显示肝窦扩张消失,淤滞的血细胞被驱散。循环中AST明显升高至(226.0±28.0)U/L,4hr后下降至(150.0±30.0)U/L。平均胆汁分泌量7.75mL/h。(3)经ECMO维持21例供体,包括19例DBD供体,1例DCD供体和1例DBCD供体。其中,ECMO维持循环衰竭DBD供体18例,与升压药维持的40例循环衰竭DBD供体比较,DBD-药物组的术后原发性无功能发生率为10%(2/20),DBD-ECMO组为O。BD-ECMO组的供肾肾移植术后尿量明显多于DBD-药物组。DBD-ECMO组肾移植受体血肌酐清除较DBD-药物组快。DBD-ECMO组肾移植术后移植物功能延迟恢复发生率明显低于DBD-药物组。肾移植术后第1天超声检查显示,DBD-ECMO组的肾固有动脉的血流量比DBD-药物组高,阻力指数比DBD-药物组低。2011年、2012年的器官捐献成功率分别为47.8%及51.9%。开始使用ECMO维护公民逝世后器官捐献供体后,在2013年器官捐献成功率增长至63.3%,并在2014年增长至84.6%。(4)经过随机分组,20例肝移植纳入常温携氧灌注组,其中10例供体来源为DBD (DBD-NMP组),10例为DCD来源(DCD-NMP组)；20例肝移植纳入冷保存组,其中9例为DBD来源(DBD-CS组),11例为DCD来源(DCD-CS组)。DCD组肝脏在常温携氧灌注15min、1h时间点pH值明显比DBD组低(P<0.05),呈酸中毒表现,在灌注结束前升高至7.30±0.11。DCD组肝脏在常温携氧灌注15min、1h时间点血糖明显高于DBD组(P<0.05),在灌注结束前降至(11.4±5.3)mmol/L。常温携氧灌注明显延长了肝脏体外保存时间。DCD-NMP组肝移植术后第1、3天血清AST明显低于DCD-CS组。术后ICU停留时间明显低于DCD-CS组。DCD来源的肝脏,经冷保存后器官弃用率为45%(5/11)；经常温携氧灌注后器官弃用率为10%(1/10)。结论(1)渐进式颅内加压诱导脑死亡后,通过呼吸机辅助呼吸及血管活性药物等措施,维持8h脑死亡机体血流动力学稳定。但肝肾功能质量随时间延长逐渐变差。脑死亡后,心脏功能未随时间的延长而衰退。停止抢救后,MAP、HR呈渐进性下降。(2)使用ECMO对无心跳脑死亡供肝原位灌注,可对心脏停跳30min热缺血肝脏具有修复作用,降低灌注血液中转氨酶水平,病理上修复肝脏损伤。(3)使用ECMO在适当的时机介入,辅助DBD循环及氧合功能,恢复DCD供体腹腔再循环,可减轻供体器官的缺血缺氧损伤,并能准确评价器官功能,为提高器官捐献成功率、提升供体器官质量提供重要手段。(4)肝脏常温携氧灌注系统为评价离体肝脏功能及损伤提供新途径。其中,灌注血液的pH、血糖、乳酸水平可反应肝脏功能,具有直观、方便检测的优点。肝脏常温携氧灌注为离体器官提供了一个稳定的维护环境,可延长肝脏离体保存时间。常温携氧灌注可降低DCD供肝肝移植受体再灌注综合症发生率及移植肝原发性无功能发生率、缩短ICU停留时间、降低术后血清AST水平,进而提高DCD供肝使用率,对扩大供肝来源起到重要作用。