哺乳動物的血液將氧氣和營養輸送到身體的器官和細胞。但如果血流停止，這些細胞會迅速死亡，器官也會受損。

將器官和組織移出體內，可以延緩這種死亡，為器官移植爭取時間。然而，在心臟停止泵血幾分鐘後儲存整個器官系統可能是一個挑戰。

現有的方法包括所謂的“體外膜氧合系統（ECMO）”，該系統將血液泵入機器，去除其中的二氧化碳，同時新增氧氣。雖然，它的目的是平衡氣體，但每一分鐘的延遲也都會導致損害的產生。

為了解決這個問題，一種新的系統已經被證明可以恢復死豬的一些器官、細胞和分子功能，並儲存它們的組織，即使是在心臟驟停一小時後才開始治療。

研究人員採用了一種名為“BrainEx”的現有技術，該技術已被證明能在死後數小時恢復豬大腦的某些功能。他們的新系統被稱為“OrganEx”，可用於大型哺乳動物的全身。

OrganEx 有兩個組成部分：機器和流體。

機器與迴圈系統相連。它會產生類似於心跳的脈衝，並給液體充氧，類似於ECMO。它與眾不同的地方在於，它添加藥物來幫助血液迴圈和防止凝血。該機器還包括一些重要的迴圈特徵的感測器，如新陳代謝，血紅蛋白，壓力和流量。

它以 1：1 的比例泵入與動物自身血液混合的合成液體，透過死亡動物的整個身體。

與血液不同，這種液體不是由細胞組成的，儘管它的設計是為了保護細胞免受傷害，並將氧氣和藥物帶到全身。

上圖：心臟心電圖示蹤（上）、肝臟白蛋白免疫染色（中）和腎臟肌動蛋白（下）的代表性影象。左邊的影象代表接受對照灌注的器官，而右邊的影象代表接受 OrganEx 技術灌注的器官。

該系統在心臟驟停1小時後的豬身上進行了測試，

並在對照組中進行了測試，對照組在血流停止後立即測試了器官功能，以及1小時和7小時後進行了測試。在保持體溫的情況下，組織繼續以受控的速度處理燃料和產生廢物。

該實驗共使用了100頭豬（家豬），包括那些在發表實驗之前用於開發系統的豬。

研究人員發現，OrganEx 可以保持組織的完整性，減少細胞死亡，並恢復心臟、大腦、肝臟和腎臟等重要器官的某些分子和細胞過程。

OrganEx 的表現全面優於ECMO。經新系統治療的器官，較少受到出血或組織腫脹的影響，研究人員觀察到特定器官和細胞型別修復過程的基因表達模式。研究小組還檢查了大腦細胞的結構，這些細胞通常會因缺血而受損。

所有治療組的腦細胞數量都減少了，除了使用 OrganEx 的組，

在大腦的某些部分，細胞受到的損害很小，在前額葉皮質，細胞已經恢復到與沒有暴露在熱缺血中的組相似的水平。

實驗成功的一個主要測試是，器官功能的恢復。

採用連續腦電圖儀測定腦功能。科學家們堅持將他們檢測到的大腦功能和電活動區分開來，因為電活動表明了某種程度的生命（因為在臨床環境中，腦死亡是死亡的主要定義）。

雖然在 OrganEx 組中，腦死亡持續存在，但在向頸部的頸動脈注射造影劑（用於在成像中顯示更多細節）後，豬屍體顯示出一些頭部和頸部的運動，頸動脈將血液輸送到大腦和頭部。在注射了鎮靜劑的活體動物或 ECMO 組中，則沒有出現這種運動。

研究人員寫道：“需要深思熟慮的評估來闡明為什麼只有在 OrganEx 組注射造影劑後才會出現頭頸部運動。”他們不確定發生這種情況的原因，但表示，這表明運動功能輸出被保留了下來，至少在“脊髓頸髓或其根部”。

在心臟方面，心電圖檢測到一些自發活動，在 OrganEx 組可見一些左心室細胞的收縮，而 ECMO 組未見。其他器官，如肝臟和腎臟，也顯示出一些功能恢復的關鍵跡象。

雖然，這個系統在人類身上的測試還很遙遠，但研究人員相信，OrganEx 在人類器官移植方面有巨大的潛力。他們希望這將縮短用於移植的器官的儲存時間，例如，可以將器官運送到更遠的距離，送到有需要的接受者手中。

研究人員寫道：“這些發現突出了哺乳動物身體在血液流動中斷後部分恢復的能力，這可能會增加器官移植的可用性，這是以前沒有得到重視的。”

然而，研究小組表示，“為了充分了解 OrganEx 在死亡或血液迴圈中斷後幫助細胞恢復的潛力”，還需要進一步的研究。

這項研究發表在《自然》雜誌上。

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