首次!猪死亡 4 小时后,心脏再次跳动,全身脏器重现活力(2)

2022-08-04 11:43     环球科学

恢复全身的血流

8 月 3 日,就在 Sestan 领导的研究团队发表他们在大脑中的发现 3 年之后,他们又在《自然》发表了一篇重磅论文。这次他们发现,在雌猪(年龄 10~12 周,体重 30~35 千克)死亡 1 小时后,如果通过一种特殊的系统对其进行灌注,不仅能够维持脑细胞的活性,还能让猪体内其他器官中的细胞避免死亡,重新恢复功能。

这个特殊的系统是他们基于 BrainEx 而研发的全身灌注系统OrganEx。OrganEx 组成较为复杂,主要分为 2 个部分:灌注系统和合成的灌注液。灌注系统包括一个与离心泵相连的脉冲产生器、一个自动的血液透析器和药物输送系统。灌注的液体能改善因长时间缺血出现的电解质和代谢失衡。

全身灌注系统 OrganEx 中含有离心泵、脉冲产生器、血液透析器、药物传输系统,以及多个传感器。其中的灌注液主要含有血清蛋白,以及一些液体凝固和保护细胞的药物等。(图片来源于研究论文)

灌注液的主体成分是去除血细胞的血清蛋白液体,其中添加了多种保护细胞的药物成分和肝素(让液体无法凝固)。此外,他们还在这套系统中安装了很多个感受器,能随时监测循环液体的性质,以及其中的代谢物质。

有了这个系统之后,他们就能测试能否缓解在猪死亡时,全身细胞的死亡。研究者首先将猪麻醉,再诱导猪产生心室颤动--这会让这只猪在睡梦中死去。猪死去后,全身血液循环停止。几分钟后,猪就会脑死亡。

实验开始在猪死亡 1 小时后,虽然此前,他们将猪的躯体保存在温暖环境(36 ℃ -37 ℃)下,但此时,它的血液已经开始凝固,出现了微血管功能障碍、全身性炎症以及凝血带来的细胞严重损伤。他们将 OrganEx 连接在猪的股动脉和股静脉上,这套系统会先抽取猪的血液,并与灌注液按 1:1 混合后,对猪进行长达 6 个小时的灌注。

OrganEx 的功能有点像临床上能替代心肺功能的膜氧合系统(ECMO)。在实验中,他们使用ECMO 作为平行对照组,并另外设置 3 个对照组,分别是猪死亡后缺血不久(A 组),缺血 1 小时(B 组)和缺血 7 小时(C 组)。ECMO 主要通过对猪自体的血液进行处理后灌注,在实验中,它能让部分器官充盈起来,但血管中的压力还是过低,无法维持正常的血液循环。

相比于 ECMO(左),OrganEx(右)的效果更好,它能让死去 1 小时的猪体内的血管以及微血管保持充盈状态,能阻止组织继续损伤,帮助其恢复功能。(图片来源于研究论文)

而 OrganEx 的表现则更好,它成功在死去的猪体内建立了正常的血液循环,即使在死亡后几小时,猪的器官和血管依然都充盈着血液,脑部和肾脏中也出现了特征性的血流。这些都显示,在猪体内血液的流动、血压和氧水平恢复了正常。长期缺血带来的代谢性酸中毒和高钾血症已经消除了,且在尸体上出现的躯体僵直和尸斑,也消失了。

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