Regeneracja wątroby ze sprzężoną filtracją plazmową i adsorpcją dla pozaustrojowej detoksykacji wątroby (HERCOLE)

CPFA pozwala na poprawę ciśnienia krwi i odpowiedzi zapalnej w przebiegu sepsy i niewydolności wielonarządowej. Ten pozaustrojowy system detoksykacji został opracowany w celu nieswoistego usuwania większych mediatorów podczas ogólnoustrojowego stanu zapalnego za pomocą obwodu pozaustrojowego składającego się z filtra plazmowego, wkładu z żywicą i wysokoprzepływowego dializatora. Obecnie odbywa się to za pomocą pięciopompowego leczenia modułowego składającego się z filtra plazmowego i następującej po nim absorpcji na nieselektywnym wkładzie z żywicy hydrofobowej oraz końcowego przejścia rekonstytuowanej krwi przez wysokoprzepuszczalny hemofiltr polieterosulfonowy, w którym zachodzi wymiana konwekcyjna stosować w trybie postdylucji. Ronco i in. w 2002 roku porównali leczenie CPFA z ciągłą hemodiafiltracją żylno-żylną (CVVHDF) u 10 pacjentów dotkniętych wstrząsem septycznym. Pacjenci przeszli 10-godzinną CPFA i zaobserwowano wzrost ciśnienia tętniczego krwi oraz istotne zmniejszenie dawki noradrenaliny w porównaniu z ciśnieniem tętniczym krwi i dawką noradrenaliny uzyskaną przy leczeniu CVVHDF. Formica i in. w 2004 roku potwierdzili te wyniki stosując 100 terapii CPFA u 12 pacjentów dotkniętych wstrząsem septycznym z ostrym uszkodzeniem nerek lub bez niego. Przeżycie pacjentów po 28 dniach wyniosło 90%, a po 90 dniach 70%. Mao i in. porównali również CPFA z hemofiltracją o dużej objętości i wykazali, że CPFA zwiększa stosunek cytokin przeciwzapalnych i prozapalnych; CPFA wzmocnił ekspresję ludzkiego antygenu leukocytarnego (HLA) klasy II na monocytach i poprawił odpowiedź leukocytów na zapalenie, mierząc wytwarzanie przez leukocyty czynnika martwicy nowotworów-alfa. Ostatnio Livigni i in. w imieniu włoskiej grupy ds. oceny interwencji w medycynie intensywnej terapii przeprowadzono randomizowane badanie kontrolowane, w którym wzięło udział 330 dorosłych pacjentów ze wstrząsem septycznym, z których 192 losowo przydzielono do grupy, w której CPFA została dodana do standardowej opieki lub nie. CPFA miała być wykonywana codziennie przez 5 dni, trwając co najmniej 10 h/dzień. Badanie przerwano, ponieważ prawie 50% pacjentów nie mogło dokończyć leczenia z przyczyn technicznych (głównie koagulacja). W badaniu zaobserwowano, że pacjenci z największą ilością leczonego osocza wydawali się mieć większą przeżywalność. Technikę poddano dalszym modyfikacjom w celu poprawy aspektów technicznych i antykoagulacji, a obecnie trwa nowe badanie z wysoką dawką osocza > 0,18 l/kg mc./dobę.

Jeśli chodzi o usuwanie toksyn wątrobowych, zależy to od zdolności układu detoksykacji do usuwania toksyn związanych z albuminami na drodze adsorpcji. Adsorpcja polega na konsolidacji na powierzchni materiału stałego cząsteczek unoszących się w płynie po dopasowaniu płynu do ciała stałego. Konsolidacja jest spowodowana słabymi wiązaniami, jak w przypadku Van der Waalsa i wiązaniami hydrofobowymi. Selektywność adsorpcji występuje wtedy, gdy cząsteczki albuminy z łatwością przechodzą przez sorbent, podczas gdy sorbent wciąga toksyny przenoszone przez albuminę do porów sorbentu. Toksyny wątrobowe są często hydrofobowe i mają masę cząsteczkową < 1000 daltonów (bilirubina = 406 daltonów, kwas cholowy = 283 daltonów, kwas chenodeoksycholowy = 272 daltonów). Struktura albuminy składa się z 3 domen, co umożliwia wielowiążący transport białek. Jeśli chodzi o bilirubinę, jej wiązanie z białkami jest fizjologicznym mechanizmem ochronnym zapobiegającym dyfuzji wolnej bilirubiny i jej toksyczności w tkankach ludzkich. Ilość produkowanej bilirubiny wynosi około 300 gr/dzień. Cząsteczką najściślej związaną z albuminą jest bilirubina niezwiązana: ilość bilirubiny niezwiązanej niezwiązanej z albuminą wynosi < 0,1%. Bilirubina niezwiązana jest obecnie uważana za bilirubinę „pośrednią”, ponieważ daje pośrednią reakcję ze standardowymi odczynnikami diazowymi. Bilirubina sprzężona wiąże się również z albuminami, ale ze zmniejszonym powinowactwem. Wiązanie albumina-bilirubina występuje za pomocą sił kowalencyjnych lub niekowalencyjnych. Dwa miejsca wiązania bilirubiny na albuminie wykazują różną stałą asocjacji (Ka). Miejsce pierwotne ma wysokie powinowactwo, jego Ka wynosi 55-68 mikromoli/L i może związać tylko 1 mol bilirubiny. Miejsce wtórne ma niskie powinowactwo, jego Ka wynosi 4,4-5,0 mikromol/L i może wiązać więcej niż 1 mol bilirubiny. Potrzebna jest przerwa między 20 a 50 ångstremów między albuminą a sorbentem, aby przenieść bilirubinę z albuminy do sorbentu.

Skuteczność CPFA w zakresie adsorpcji bilirubiny opiera się na hydrofobowych matrycach kopolimeru polistyren-diwinylobenzen we wkładzie z żywicy, które mają średnie rozmiary porów 30 nanometrów. Harm i in. donoszą, że hydrofobowy kopolimer polistyren-diwinylobenzen we wkładzie z żywicy CPFA (kopolimer typu B: średnia średnica 128 mikronów, wielkość porów 30 nanometrów i powierzchnia właściwa 700 m2/g żywicy) wiąże większą ilość bilirubiny niż ilość bilirubiny związanej z testowane inne rodzaje matryc kopolimerowych polistyren-diwinylobenzen (kopolimer typu A: średnia średnica 120 mikronów, wielkość porów 15 nanometrów i powierzchnia właściwa 900 m2/g żywicy; kopolimer typu C: średnia średnica 37 mikronów, wielkość porów 100 nanometrów i powierzchnia właściwa 200 m2/gr żywicy).

Niewielu autorów in vivo oceniło zdolność neutralnej żywicy styrenowej CPFA do adsorpcji bilirubiny. Caroleo i in. opisali pierwszy przypadek usunięcia toksyn wątrobowych za pomocą CPFA u pacjenta z ostrą niewydolnością wątroby w wyniku wstrząsu kardiogennego. Maggi i in. opisali 2 kolejne przypadki usunięcia bilirubiny u 2 pacjentów z opóźnioną czynnością przeszczepu po przeszczepie wątroby. Pacjenci uzyskali 40% redukcję bilirubiny po 3 zabiegach z CPFA trwających 3 godziny każdy.