Technieken die levens kunnen redden

De medische wereld wordt de laatste jaren geconfronteerd met een toenemend tekort aan donororganen, vooral bij levertransplantatie. Hierdoor sterven patiënten op de wachtlijst, nog voor een geschikt donororgaan voor hen kan gevonden worden. In 2009 bijvoorbeeld, stierven 522 patiënten in de Eurotransplant regio wachtend op een donorlever. Wetenschappers zijn op zoek naar oplossingen om dit tekort een halt toe te roepen.

De goede bewaring van de beperkte hoeveelheid potentiële donororganen vormt hierbij een groot probleem. Het is van cruciaal belang dat de lever zo goed mogelijk bewaard blijft voor deze opnieuw ingeplant wordt. De bestaande bewaringsmethode is zo belastend voor het orgaan, dat de meeste levers zelfs niet in aanmerking komen. Onderzoekers werken momenteel aan een betere bewaringsmethode, wat het aantal beschikbare levers drastisch zou kunnen verhogen. Eén van de onderzoekers is Charlotte Debbaut van de vakgroep Civiele Techniek.

Bewaring van donororganen

"Om een lever te bewaren, wordt deze momenteel meestal steriel verpakt en nadien op ijs gelegd. Dit lijkt echter niet de beste methode: het orgaan wordt niet doorbloed en er worden geen zuurstof of voedingsstoffen toegevoerd. Daarom werd een alternatieve techniek ontwikkeld, namelijk 'hypothermische machineperfusie' (HMP). Bij deze techniek wordt de lever via 2 pompjes doorstroomd met een koude vloeistof, die voedingsstoffen, zuurstof en medicatie kan aanvoeren. Verder kunnen tijdens de HMP metingen uitgevoerd worden, die informatie bieden over de levensvatbaarheid van de lever."

"Hoewel met HMP reeds veelbelovende resultaten behaald werden, zijn er ook problemen met deze methode. Deze hangen grotendeels samen met de complexe anatomie en bloedcirculatie van de lever. De grootste vraag is momenteel dan ook welke de optimale HMP-parameters zijn om voldoende en homogene doorstroming te bekomen zonder orgaanschade te veroorzaken. Er is dus meer inzicht nodig in wat er zich precies afspeelt binnenin de lever. Om dit te kunnen onderzoeken werken we binnen een multidisciplinair team van ingenieurs, artsen en dierenartsen aan modellen van de bloedcirculatie doorheen de lever."

Onderzoek naar bloedcirculatie van donorlevers

Om meer inzicht te krijgen in de bloedcirculatie doorheen de humane lever, stelden de onderzoekers een mathematisch stromingsmodel op.

"Om het model te kunnen oplossen hadden we nood aan gedetailleerde anatomische data. Eerst maakten we afgietsels van de bloedvaten van een lever. In een tweede stap werden de leverafgietsels met een hoge resolutie micro-CT-scanner ingescand. Dan werden de beelden verwerkt en werd voor iedere vaatboom een 3D-reconstructie berekend. Zo konden we uiteindelijk de nodige anatomische data verzamelen. Met deze data is het mogelijk om de bloedstroming doorheen de lever te simuleren in een computermodel (door bvb. uit te gaan van de analogie tussen de stroming van bloed door een bloedvat en de elektrische stroom doorheen een elektrisch circuit). Eens het model opgesteld is, is het mogelijk om drukken, debieten en snelheden te voorspellen doorheen de gehele lever, en dit zowel voor de natuurlijke bloedstroming of HMP als voor bepaalde ziektebeelden.
Op deze manier zijn we dus in staat om verschillende bewaar- en doorstromingsscenario’s van de lever te simuleren, en HMP te optimaliseren. We hopen alvast om zo een steentje te kunnen bijdragen tot de betere bewaring van donororganen. Deze modellen vormen ook de basis van gerelateerd onderzoek naar andere transplantatietechnieken, zoals bvb. levende donor levertransplantatie waarbij met een levende donor wordt gewerkt die een deel van de eigen lever afstaat."

Info

Ir. Charlotte Debbaut
Vakgroep Civiele Techniek
Onderzoeksgroep IBiTech-bioMMeda
Charlotte.Debbaut@ugent.be
www.biommeda.ugent.be