Математическая модель охлаждения донорской почки при бесперфузионной гипотермической консервации

В связи с растущим количеством больных, нуждающихся в трансплантации, остро стоят вопросы, связанные с изъятием, временной консервацией и последующей имплантацией различных донорских органов. Неправильное охлаждение может привести к увеличению вероятности повреждения органа и последующего отторжения его при трансплантации. На сегодняшний день более подробно исследован только процесс теплопередачи при охлаждении тонких образцов почечной ткани.

Цель исследования — разработать математическую модель охлаждения донорской почки и сравнить получаемые с ее помощью результаты с экспериментальными.

Материалы и методы. Разработана математическая модель охлаждения донорской почки. Для сравнения результатов расчета, получаемых с ее помощью, с экспериментальными данными создана мобильная экспериментальная установка.

Результаты. Представленная модель достаточно адекватно описывает процесс охлаждения почки. Полученные с ее помощью значения коэффициентов пористости ξ=0,00248 и теплопроводности λ=0,55 Вт/(м·К) можно использовать при разработке новых методов охлаждения. Отмеченное расхождение между экспериментальными и расчетными результатами можно объяснить недостаточным учетом в модели особенностей строения почки и влияния этих особенностей на структуру течения охлаждающей жидкости.

1. Yarlagadda S.G., Klein C.L., Jani A. Long-term renal outcomes after delayed graft function. Adv Chronic Kidney Dis 2008; 15(3): 248–256, https://doi.org/10.1053/j.ackd.2008.04.005.
2. Callaghan C.J., Harper S.J., Saeb-Parsy K., Hudson A., Gibbs P., Watson C.J., Praseedom R.K., Butler A.J., Pettigrew G.J., Bradley J.A. The discard of deceased donor kidneys in the UK. Clin Transplant 2014; 28(3): 345–353, https://doi.org/10.1111/ctr.12319.
3. Лихванцев В.В., Мороз В.В., Гребенчиков О.А., Горо­ховатский Ю.И., Заржецкий Ю.В., Тимошин С.С., Ле­виков Д.И., Шайбакова В.Л. Ишемическое и фар­мако­логическое прекондиционирование. Общая реанима­то­логия 2011; 7(6): 59–65.
4. Шумаков В.И., Штенгольд Е.Ш., Онищенко Н.А. Кон­сер­вация органов. Под ред. Петровского Б.В. М: Медицина; 1975.
5. Хубутия М.Ш., Журавель С.В., Романов А.А., Гон­чарова И.И., Пинчук А.В. Ранняя оценка функции по­чечного аллотрансплантата в периоперационном периоде методом микродиализа. Трансплантология 2014; 1: 20–23.
6. Hosgood S.A., Barlow A.D., Dormer J., Nicholson M.L. The use of ex-vivo normothermic perfusion for the resuscitation and assessment of human kidneys discarded because of inadequate in situ perfusion. J Transl Med 2015; 13(1): 329, https://doi.org/10.1186/s12967-015-0691-x.
7. Karangwa S.A., Dutkowski P., Fontes P., Friend P.J., Guarrera J.V., Markmann J.F., Mergental H., Minor T., Quintini C., Selzner M., Uygun K., Watson C.J., Porte R.J. Machine perfusion of donor livers for transplantation: a proposal for standardized nomenclature and reporting guidelines. Am J Transplant 2016; 16(10): 2932–2942, https://doi.org/10.1111/ajt.13843.
8. Gok M.A., Bhatti A.A., Asher J., Gupta A., Shenton B.K., Robertson H., Soomro N.A., Talbot D. The effect of inadequate in situ perfusion in the non heart-beating donor. Transpl Int 2005; 18(10): 1142–1146, https://doi.org/10.1111/j.1432-2277.2005.00164.x.
9. Mergental H., Perera M.T., Laing R.W., Muiesan P., Isaac J.R., Smith A., Stephenson B.T., Cilliers H., Neil D.A., Hübscher S.G., Afford S.C., Mirza D.F. Transplantation of declined liver allografts following normothermic ex-situ evaluation. Am J Transplant 2016; 16(11): 3235–3245, https://doi.org/10.1111/ajt.13875.
10. Davenport A. The brain and the kidney — organ cross talk and interactions. Blood Purif 2008; 26(6): 526–536, https://doi.org/10.1159/000167800.
11. Пашинян Г.А., Назаров Г.Н. Биофизические ме­тоды исследования в судебной медицине. Ижевск: Экспертиза; 1999.
12. Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические ха­рак­теристики тканей человека. Киев: Наукова думка; 1990.
13. Куликов В.А., Сяктерев В.Н. Система для измерения теплопроводности биологической ткани. Вестник ИжГТУ 2012; 4(56): 116–118.
14. CHAM / Products, 2013. URL: www.cham.co.uk.

Bukharov A.V., Martynyuk A.Р., Ginevskiy A.F., Bukharova М.А., Gulyaev V.A. A Mathematical Model of Donor Kidney Cooling in Hypothermic Non-Perfusion Preservation. Sovremennye tehnologii v medicine 2019; 11(2): 123, https://doi.org/10.17691/stm2019.11.2.18