КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 23-25-10013

НазваниеНовая технология длительного нормотермического кондиционирования донорского сердца ex vivo с использованием транспортного контейнера.

РуководительЖульков Максим Олегович, Кандидат медицинских наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирская обл

КонкурсКонкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение актуальной биомедицинской и биотехнической проблемы – разработку новой технологии длительного нормотермического кондиционирования донорского сердца, а также создание автономного транспортного контейнера нормотермической аутоперфузии донорского сердца ex vivo. Стратегия, направленная на сокращение потребности в донорских органах за счет использования трансплантатов от доноров с расширенными критериями, доказала свою безопасность и была оформлена в виде протоколов в Австралии, Бельгии, Нидерландах, Испании, Великобритании и США. Использование доноров из отдалённых регионов стало возможным благодаря значительному прогрессу в области кондиционирования донорских органов, в частности, благодаря развитию систем перфузии. Несмотря на то, что фармакохолодовая защита является стандартом консервации уже через четыре часа функция трансплантата может быть скомпрометирована особенно у пациентов старшей возрастной группы (Costanzo M.R. et al., 2010). По данным J. Kobashigawa et al., ишемия, превышающая 4 часа, значительно увеличивает риск первичной дисфункции трансплантата, которая связана с 8% смертностью через 30 дней и повышенной смертностью через 5 и 15 лет после трансплантации (Kobashigawa J. et al., 2016). Теплая перфузия сердца ex vivo является альтернативным методом сохранения трансплантата, позволяющим улучшить функцию донорского органа, расширить пул доноров, пренебрегая временем, необходимым на транспортировку органа от донора к реципиенту (Sáez DG et al., 2014). На сегодняшний день система TransMedics (Массачусетс, США - CTM) является единственным коммерчески доступным устройством для транспортировки донорского сердца в нормотермическом перфузионном состоянии. Однако, стоимость аппарата и расходного материала практически исключает их использование в РФ. С целью ликвидировать отставание России в данном направлении высокотехнологичной кардиохирургической помощи необходима разработка адекватного по цене отечественного устройства длительного кондиционирования донорского сердца и технологии его применения, не уступающих по характеристикам зарубежным аналогам. Цель проекта заключается в реализации оригинальной концепции использования фундаментальных физиологических законов ауторегуляции сердечной деятельности на основе разработанного транспортного контейнера. Однако, для успешной реализации инновационных концептов необходимо решить ряд фундаментальных вопросов, сведения о которых отсутствуют в литературе: вопрос об оптимальных параметрах качественного состава перфузата, оптимальном освобождении рециркулирующего перфузата от токсических продуктов клеточной жизнедеятельности путем использования современных диализных экстракорпоральных технологий, тщательной проработки хирургической техники эксплантации функционирующего сердечно-легочного комплекса. Большой раздел исследований связан с экспериментальным моделированием и биоинжинирингом: расчеты конструкции транспортного контейнера и технологических решений поставленных задач. В связи с этим в состав научной группы входят представители, имеющие большой опыт успешного решения междисциплинарных проблем: специалисты в области хирургии и трансляционной медицины, а также прикладной механики и математического моделирования. Верификация разработанного транспортного контейнера, методики консервации и хирургической техники оперативного вмешательства будут выполнены путем комплексной доклинической оценки на соответствие стандартов ГОСТ ISO 10993-4-2011, ГОСТ 27422-87 и ГОСТ 23498-79, включая протоколы гуманного обращения с животными в рамках Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 18.03.1986).

Ожидаемые результаты
В результате реализации проекта будет решен ряд фундаментальных научных задач, актуальных для мировой биомедицинской науки. Полученные результаты могут стать основой технологий, перспективных для внедрения в реальный сектор экономики и практическое здравоохранение. Впервые будет реализована концепция автономного существования сердечно-легочного комплекса ex vivo как метод длительного нормотермического кондиционирования донорского трансплантата путем аутоперфузии. Возможность пролонгированного наблюдения и динамического мониторинга функционального статуса донорского органа позволит провести широкий скрининг параметров, обеспечив оптимальное соответствие реципиента донору. Такой подход в полной мере отвечает задачам персонализированной медицины. Кроме того, возможность длительного поддержания нормотермической перфузии за счет собственных физиологических свойств трансплантата позволит значительно сократить технологическую загруженность разрабатываемого транспортного контейнера, что, несомненно, отразится на экономических преимуществах устройства. Учитывая, что в проекте предусмотрена тщательная биоинженерная проработка концепта с привлечением методов численного моделирования, а также комплексная доклиническая оценка разработанного устройства, вероятность его востребованности отечественными производителями не вызывает сомнений. Помимо этого, в ходе реализации проекта предполагается решить ряд фундаментальных задач. Впервые будет определен оптимальный качественный состав перфузата, позволяющий обеспечить автономное дожитие сердечно-легочного комплекса. Впервые будут определены основные критические условия качественного функционирования трансплантата ex vivo. Будут предложены новые биоинжиниринговые решения конструкции транспортного контейнера, позволяющие использовать любые логистические схемы доставки донорского органа, в том числе воздушным видом транспорта. С целью точного прогнозирования функционального исхода трансплантации будет разработан протокол оценки качества трансплантата с использованием лабораторного, ультразвукового, рентгенконтрастного и электрофизиологического методов исследования, что позволит значительно увеличить донорский пул за счет органов, полученных от доноров с расширенными критериями. Будут выполнены технические и доклинические испытания разработанной модели транспортного контейнера и хирургической техники эксплантации органокомплекса. Актуальность решения проблемы вытекает из того, что заболевания системы кровообращения являются ведущей причиной смертности населения во всем мире (Чазова И.Е., с соавт.,2015). На настоящий момент проблема нехватки донорских органов остается нерешенной (Thomas M.S. et al., 2013). Учитывая географические расстояния и трудности логистики, в большом количестве случаев приходится отказываться от использования донорского органа, при потенциальном времени доставки более 4 часов (Киряев А. с соавт., 2018). Разработка экономически выгодного и эффективного способа сохранения жизнеспособности донорского сердца позволит кратно увеличить число трансплантаций сердца, а значит снизить затраты на дорогостоящие устройства вспомогательной поддержки кровообращения, уменьшить расходы на консервативное лечение хронической сердечной недостаточности, увеличить продолжительность жизни пациентов трудоспособного возраста, снизить степень инвалидизации населения. Таким образом, ожидаемые результаты проекта будут иметь как мировую новизну, так и высокую прикладную значимость. Разработка новой методики пролонгированного кондиционирования донорского сердца через решение актуальных фундаментальных вопросов биоинжиниринга и трансляционной медицины при переводе ее в реальный сектор экономики позволит увеличить доступность персонализированной высокотехнологичной помощи пациентам с терминальной стадией хронической сердечной недостаточности, ликвидировав отставание не только на территории Новосибирской области, но и Российской Федерации в целом по данному направлению сердечно-сосудистой хирургии. Решение фундаментальных задач, в полной мере соответствующих мировому уровню, помимо накопления новых знаний, позволит создать предпосылки для последующих прикладных разработок.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ