Coque réfrigérante en transplantation rénale. Evaluation thermométrique d'un prototype
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ARTICLES ORIGINAUX Progrès en Urologie (1996), 6, 25-29
Coque réfrigérante en transplantation rénale.
Evaluation thermométrique d’un prototype
François DESGRANDCHAMPS (1), Michel EUGENE (2), Yan TUCHSCHMID (1) , Fernand MULLER (3) ,
Pierre TEILLAC (1), Jean-Marie IDATTE (4), Alain LE DUC (1)
(1) Service d’Urologie, Hôpital Saint-Louis, Paris (2) Laboratoire de RMN et exploration fonctionnelle, Hôpital Saint-Louis, Paris
(3) Société Electrolux, Vianden, Luxembourg, (4) Service de Néphrologie, Hôpital Saint-Louis, Paris
Communication présentée à la Société Française d’Urologie le 17 mars 1995
Le but de cette étude a été d’évaluer in vitro, et in vivo
RESUME chez le porc, les caractéristiques thermométriques de
ce nouveau système de réfrigération.
Nous avons mis au point un système de réfrigération
du greffon rénal dans le but de supprimer la secon-
de période d’ischémie chaude que représente le MATERIELS ET METHODES
temps d’anastomoses vasculaires au cours d’une
transplantation rénale. Il s’agit d’un système auto- Cahier des charges d’un système de réfrigération en
nome et indépendant formant une coque autour du transplantation rénale
greffon. Le froid est obtenu au moment de l’utilisa-
tion du système, par réfrigération d’une éponge Pour supprimer l’ischémie chaude du temps d’anasto-
Multitherm® contenue dans l’épaisseur de la coque. moses vasculaires, un système de réfrigération doit
Les caractéristiques thermométriques d’un prototy- maintenir la température du rein à moins de 10°C pen-
pe ont été évaluées in vitro et in vivo sur le porc. Ce dant au moins 1 heure [9]. Il doit conserver le rein au
système a permis de conserver le rein à moins de froid sans risquer de provoquer des gelures de surface.
10°C pendant 1 heure sans entraîner de risque de Il doit être simple d’utilisation, c’est-à-dire, autonome,
lésion de la surface du rein. De futures applications sans fil ni tube le reliant à un élément en dehors du
humaines sont prochainement envisageables. champ opératoire, indépendant de l’attention de l’opé-
Mots clés : Transplantation rénale, ischémie chaude, tubulopa -
rateur, et aisément maniable. Enfin, son efficacité doit
thie. être constante et reproductible, quel que soit l’environ-
nement thermique.
Progrès en Urologie (1996), 6, 25-29.
La coque réfrigérante
Pour répondre à ces conditions, le système de réfrigé-
Pendant le déroulement d’une transplantation rénale, le ration que nous avons mis au point est formé de deux
rein, initialement conservé à 4°C, est exposé à un
réchauffement progressif dans le champ opératoire. Le hémi-coques qui s’adaptent autour du rein par deux
aimants. Leur forme a été obtenue par moulage à partir
temps qui sépare la sortie du rein de son container réfri-
gérant, du rétablissement de la vascularisation rénale, d’un rein de cadavre. Une échancrure est ménagée sur
représente la seconde période d’ischémie chaude. En leur bord interne. Les deux échancrures du bord inter-
pratique, le temps d’ischémie chaude correspond au ne des deux hémi-coques ménagent, une fois réunies,
temps de revascularisation, c’est-à-dire au temps un orifice en regard du hile du rein, par lequel les vais-
d’anastomoses vasculaires. L’ischémie chaude provo- seaux et l’uretère font protrusion (Figure 1).
quant des lésions tubulaires aiguës [1, 5], il a été mon- Les hémi-coques, de 1 cm d’épaisseur, sont faites de
tré qu’un temps d’anastomoses vasculaires de plus de polyester rigide biocompatible. Elles contiennent une
45 minutes au cours d’une transplantation rénale est un éponge Multithermy(® imbibée d’eau et un treillis
facteur de non reprise immédiate de fonction du gref- métallique qui garanti un espace entre l’éponge et leurs
fon rénal [4] et peut être responsable d’une réduction parois (Figure 2).
de survie du greffon à 1 an [8].
Afin d’éviter le réchauffement du rein en cours de
transplantation, nous avons mis au point un système de Manuscrit reçu le 17 avril 1995, accepté : octobre 1995.
réfrigération du rein destiné à être utilisé pendant le Adresse pour correspondance : Dr. F. Desgrandchamps, Service d’Urologie,
temps d’anastomoses vasculaires. Hôpital Saint-Louis, 1, avenue Claude Vellefaux, 75475 Parix Cedex 10.
25Préparation des coques: avant leur utilisation, deux et poursuivi de façon continue pendant 1 heure. Les
hémi-coques sont disposée dans une cloche sous vide. moyennes et écarts types des températures obtenues
Le vide provoque une évaporation de l’eau contenue ont été comparées par un test de Student.
dans l’éponge. De ce fait, l’éponge gèle après 10
minutes de dépression (Système Electrolux®). Un ori-
fice est ménagé dans la paroi externe de chaque hémi- RESULTATS
coque pour que la vapeur d’eau dégagée au cours de ce
refroidissement puisse être évacuée. La vapeur d’eau Thermométrie in vitro
est absorbée sur un coussin de zéolithe artificielle
(Figure 3) . Les résultats représentés dans la figure 4 expriment la
moyenne et l’écart type des variations de température
Lorsque l’éponge est gelée, la pression est rétablie et enregistrées à la surface et dans le parenchyme rénal au
les deux hémi-coques sont sorties de la cloche pour être cours des 3 tests in vitro. Pour une température initiale
utilisées. La réunion des deux hémi-coques maintenues de 5°C, la température du parenchyme rénal protégé
par leurs aimants crée une chambre froide dont les par la coque réfrigérante ne s’est élevée que lentement
parois ne sont pas gelées. Le rein à transplanter est logé pour n’atteindre 10°C qu’après 60 minutes. La tempé-
dans cette enceinte. rature de la surface du rein est toujours restée au dessus
de 0°C, en ne dépassant 10°C qu’après 25 minutes, et
Thermométrie in vitro en restant inférieure à 15°C après 60 minutes. Dans les
mêmes conditions, mais sans coque, les températures
Les capacités thermométriques de la coque ont été éva- de la surface et du parenchyme rénal se sont élevées
luées in vitro sur un rein de cadavre lavé par du liquide rapidement, dépassant 10° dès la dixième minute, et
de Collins, et réfrigéré à 4°C. atteignant respectivement 35 et 32°C après 60 minutes.
Un thermocapteur a été introduit dans le parenchyme, et Thermométrie in vivo
deux autres thermocapteurs ont été appliqués sur les
faces antérieure et postérieure du rein. Le rein a été alors La température de départ se situait autour de 15°C avec
isolé dans une chambre à 37°C saturée d’eau, et une une dispersion en rapport avec le lavage, mais dès la
thermométrie continue a été réalisée pendant 70 dixième minute, il existait une différence significative
minutes. entre les reins protégés par la coque, et les reins non
Ce test a été réalisé successivement avec et sans coque protégés (p=0,002).
réfrigérante, le rein testé étant réfrigéré à 4°C entre les La coque a même permis de refroidir les reins, puisque
tests. L’ensemble de l’évaluation a été répété 3 fois. d’une température de départ située autour de 15°C, les
reins ont été amenés et maintenus à une température
Thermométrie in vivo inférieure à 10°C pendant 1 heure. A l’opposé, la tem-
pérature des reins sans coque s’est élevée rapidement,
Les capacités thermométriques de la coque ont été éva- dépassant 25°C dès la 20ème minute, et atteignant
luées in vivo sur le porc. 30°C en fin d’étude.
Trois porcs de 50 Kg environ ont été utilisés (Souche
Seghers Hybrid). Après anesthésie générale et intuba- DISCUSSION
tion trachéale, les deux reins ont été exposés par une
laparotomie médiane. Trois thermocapteurs ont été mis La seconde période d’ischémie chaude est un facteur
en place dans chaque rein. Deux thermocapteurs ont été d’altération de fonction des greffons rénaux. Pour la
fixés aux face antérieure et postérieure, et un thermo- réduire, les équipes de transplantation rénale utilisent
capteurs a été introduit dans le parenchyme rénal. actuellement des systèmes plus ou moins reproduc-
tibles d’un patient à l’autre, dont l’efficacité thermo-
Les artères et veines rénales ont été clampées élective- métrique est réduite (par exemple verser régulièrement
ment. Par une artériotomie transversale, les deux reins du sérum glacé sur le greffon entouré d’un champ), ou
ont été lavés in situ par du Collins à 4°, jusqu’à ce que qui peuvent endommager la surface du greffon (par
le retour veineux, récupéré par une courte phlébotomie, exemple entourer le greffon de glace dans une enve-
soit clair. Une coque réfrigérée a été mise en place loppe de plastique souple ou un tube de jersey), et qui
autour du rein gauche, le rein droit servant de contrôle. dans tous les cas dépendent de l’attention de l’opéra-
Les anses intestinales ont été réintégrées, et les deux teur pour le renouvellement régulier du système de
berges de la paroi abdominale ont été rapprochées. réfrigération [3].
L’enregistrement de la température a alors été débuté, Le premier système autonome et indépendant de pro-
26Figure 1. Coque en place autour du rein (cadavre). Figure 2. Vue en coupe longitudinale d’une hémi-coque,
montrant dans son épaisseur, l’éponge Multitherm® (flèche
pleine) et la grille métallique (flèche creuse).
Figure 3. Schéma général du système de refroidissement des
coques.
1 : Coque en place sur son support. L’éponge qu’elle contient
est imbibée d’eau. L’eau s’évapore sous l’effet de la dépres -
sion et gèle.
2 : Coussin de zéolithe qui absorbe la vapeur d’eau dégagée.
3 : Enceinte de dépression, couvercle amovible posé sur le
coussin de zéolithe.
4 : Pompe à vide.
Les flèches représentent les mouvements de vapeur d’eau, et
le sens de la dépression.
Figure 4. Résultats : thermométrie in vitro.
Figure 5. Résultats : thermométrie in vivo.
27tection du greffon contre la seconde période d’ischémie De la même façon, l’exposition du champ opératoire
chaude a été décrit en 1963 [6], consistant en un isole- peut être améliorée en piégeant la graisse péri-hilaire
ment du greffon par une enveloppe de néoprène. Ce sous la coque.
système ne garantissait une température inférieure à La mise en oeuvre de ce système de réfrigération est
10°C que pendant 30 minutes. Depuis, plusieurs sys- simple, et ne nécessite que 10 minutes d’attente. Cette
tèmes ont été proposés dont la conception et la mise en
attente pourrait trouver sa place pendant le temps de
oeuvre étaient souvent complexes, et qui n’ont pas eu préparation du greffon au début de la transplantation.
d’applications cliniques [2, 7].
Après l’étape d’évaluation thermométrique pure déjà
Le système de réfrigération que nous proposons est un réalisée, l’intérêt des coques dans la prévention de la
système de réfrigération actif, simple d’utilisation. Il tubulopathie post-transplantation sera étudiée au cours
s’agit d’un système autonome, sans fil ni tube le reliant à d’une prochaine étude expérimentale. Après cette étape
une structure hors du champ opératoire, indépendant de indispensable, et pour de futures applications cliniques,
l’attention de l’opérateur, et facile à mettre en place grâce trois tailles de coques seront disponibles pour s’adapter
aux deux aimants qui solidarisent les deux hémi-coques. au volume du rein à transplanter. Il s’agira de coques à
Les caractéristiques thermométriques de ce système usage unique, livrées stérilement sur un plateau à poser
montrent qu’il n’induit pas de risque de gelure de la directement sur la pompe à vide. La pompe à vide et le
surface du rein, dont la température une fois dans la coussin de zéolithe seront fournies par le constructeur
coque reste constamment au dessus de 0°C. Le simple (Société Electrolux®). Le surcoût entraîné par l’utilisa-
stockage des coques au froid avant leur utilisation pour- tion de ce système devra être rapporté aux économies
rait permettre de geler l’éponge Multitherm® qu’elles qu’il pourrait permettre en réduisant le nombre de dia-
contiennent, mais ne permettrait pas d’obtenir une sur- lyses post-opératoires immédiates dues à la tubulopa-
face non gelée, exposant ainsi à un risque de lésions de thie induite par la seconde période d’ischémie chaude.
la surface du greffon.
Les résultats in vitro et in vivo montrent qu’il existe CONCLUSION
une réduction significative du risque de réchauffement
du greffon lorsqu’il est entouré d’une coque réfrigéran- La coque réfrigérante peut représenter un système effi-
te. La différence des capacités de durée de maintien cace et reproductible de suppression de la seconde
d’une température en dessous de 10°C entre les tests in période d’ischémie chaude durant une transplantation
vitro et in vivo s’explique par des environnement ther- rénale. Il s’agit d’une voie de recherche innovante pour
miques différents. In vitro l’évaluation a été faite dans laquelle les applications humaines doivent passer par
une enceinte à 37°C, ce qui représente des conditions une évaluation prochaine des prototypes déjà dispo-
d’environnement plus sévères que celles d’un champ nibles.
opératoire, conditions reproduites dans l’étude in vivo,
où la température ambiante est inférieure. Remerciements:
Il est probable que de tels résultats puissent être repro- Nous remercions la Société Electrolux, 4 rue de la Frontière. L-
duits chez l’homme compte tenu des similitudes de 9412 Vianden, Luxembourg, pour la préparation des prototypes
volume et de structure entre le rein de porc et les reins et leur soutien technique.
humains.
La coque réfrigérante représente un système fiable et
reproductible de suppression de la seconde période REFERENCES
d’ischémie chaude durant une transplantation rénale. 1. BUSING M., HOPT U.T., SCHARECK W. et al. Ultrastructural
Son volume peut constituer un handicap. Il est défini changes of different preserved kidney allografts before and after
par la nécessité actuelle d’une épaisseur de 1 cm de reperfusion. Transpl. Proc., 1990, 22, 448-449.
chaque hémi-coque, comprenant l’épaisseur minimale 2. CREAGH T., BROE P., McLOUGHLIN F. et al. A new renal cooling
d’éponge Multitherm® pour une autonomie de 1 heure, device. Br. J. Surg., 1988, 75, 1258-1260.
et un espace d’évaporation d’eau matérialisé actuelle- 3. GILL I.S., MUNCH L.C., LUCAS B.A. Use of a stockinette to mini-
ment par une grille métallique incorporée dans chaque mize warm ischemia during renal transplant vascular anastomoses.
hémi-coque. De nouveaux prototypes sont en cours J. Urol., 1994, 152, 2053-2054.
d’élaboration pour réduire l’épaisseur des coques en 4. HALLORAN P., APRILE M., FAREWELL V.Ontario Renal
gardant la même autonomie. Transplant Research Group : Factors influencing early renal func-
tion in cadaver kidney transplants. Transplantation, 1988, 45, 122-
La structure rigide de la coque peut permettre à l’aide, 127.
pour améliorer l’exposition du champ opératoire, de 5. JABLONSKI P., HOWDEN B.O., RAE D.A. et al. An experimental
maintenir le rein en position, sans contact direct avec le model for assessment of renal recovery from warm ischemia.
greffon. Transplantation, 1983, 135, 198-204.
286. MARKLAND C., PARSON F.M. Preservation of kidneys for hemo-
transplantation. Br. J. Urol., 1963, 35, 457-480.
7. MULLER G.H., HOPT U.T., KISTELER D. et al. A technique to
avoid ischemia time in renal transplantation. Langenbecks Arch.
Chir., 1984, 364, 524-525.
8. SANFILIPPO F., VAUGHN W.K., SPEES E.K. et al. The detrimen-
tal effects of delayed graft function in cadaver donor renal trans-
plantation. Transplantation, 1984, 38, 643-646.
9. STEPHENSION R.N. A cooling jacket to reduce renal damage during
transplantation. Br. J. Urol., 1993, 71, 384-387.
____________________
SUMMARY
Thermometric evaluation of a prototype cooling shell in
renal transplantation.
We have developed a cooling system for renal transplants desi -
gned to eliminate the second period of warm ischaemia corres -
ponding to the vascular anastomosis phase of renal transplanta -
tion. This is an autonomous and independent system which forms
a shell around the transplant. Following application of the sys -
tem, cooling is achieved by refrigeration of a Multitherm® spon -
ge contained in the wall of the shell. The thermometric charac -
teristics of a prototype were evaluated in vitro and in vivo in
pigs. This system allows the kidney to be preserved at a tempe -
rature of less than 10°C for 1 hour without inducing any risk of
lesions of the renal surface. Human applications should be deve -
loped in the near future.
Key words : Renal transplantation, hot ischaemia, tubulopathy.
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