Comment mettre un greffon rénal sur machine de perfusion : expérience avec la machine LifePort® Kidney Transporter 1.0

05 octobre 2013

Mots clés : Transplantation, Rein, Machines de perfusion
Auteurs : C. Billault, J. Parra, B. Barrou
Référence : Progrès FMC, 2013, 23, 3, F70-F76
L’utilisation de machines de perfusion pour la préservation des greffons rénaux a fait la preuve de son efficacité dans l’amélioration de la survie des greffons. Elle est obligatoire pour les greffons de donneurs décédés après arrêt cardiaque, et maintenant très fortement conseillée pour les greffons de donneurs dits « à critères élargis », avec la revalorisation récente du « forfait greffe » en cas de perfusion des deux reins d’un tel donneur. La mise en place d’un rein sur machine est une opération simple. Différents types de canules permettent de connecter les greffons, quelle que soit leur anatomie vasculaire. En cas d’arrêt inopiné de la machine, les reins, immergés, sont conservés à 4°C de façon statique, comme s’il avait été décidé de ne pas les perfuser. La machine de perfusion ne doit pas être considérée comme outil de sélection des greffons, même si les paramètres de perfusion peuvent, en complément des critères cliniques et biologiques, aider à la décision de transplanter ou non.


Introduction

Bien que leur invention date des années 1970, l’utilisation des machines de perfusion en transplantation rénale a pris son essor au cours des dix dernières années. L’amélioration de l’ergonomie, la miniaturisation des composants, l’élaboration de machines facilement transportables ont permis la diffusion de la technique et son utilisation en routine. L’apport de la perfusion des reins pendant la phase de préservation par rapport à la conservation statique classique a été démontrée, aussi bien pour les reins de donneurs standard, que pour les reins de donneurs dits « à critères élargis », définis comme des donneurs de plus de 60ans ou de plus de 50ans et présentant au moins deux critères parmi un antécédent d’hypertension artérielle, une créatininémie supérieure à 132μmol/L et un décès par accident vasculaire cérébral , si bien que l’Agence de la biomédecine a obtenu la revalorisation du « forfait greffe » lorsque les deux reins d’un donneur « à critères élargis » sont mis sur machine de perfusion. L’utilisation de telles machines est par ailleurs impérative dans le cadre des prélèvements sur donneur décédés après arrêt cardiaque (DDAC).
Plusieurs machines sont actuellement disponibles en France : les machines LifePort® Kidney Transporter 1.0 et 1.1 de la Société Organ Recovery System (ORS), la machine RM3® de la société Waters Medical Systems, et la machine WAVES® produite par la Société Waters Medical Systems, rachetée par l’institut Gustave Lopez en 2007. D’autres machines sont en attente de mise sur le marché en France. Les principes techniques sous-tendant le fonctionnement de ces machines sont différents.
Il est maintenant établi que la préservation des reins sur machines de perfusion améliore la survie des greffons [1,2]. Les raisons en sont multiples. Une présentation détaillée des principes de fonctionnement pourra être consultée dans l’article en cours de publication dans l’encyclopédie médico-chirurgicale.
Nous utilisons pour notre part la machine LifePort® Kidney Transporter 1.0 depuis juillet 2006, et nous rapportons ici notre expérience pratique avec cette machine.


Présentation de la machine LifePort®

Le LifePort® Kidney Transporter 1.0 est une machine transportable permettant la perfusion hypothermique des greffons rénaux. Elle se compose de trois éléments principaux :
  • la coque de la machine, qui comporte le panneau de commande avec les boutons « Power » (marche-arrêt), « Stop » (arrêt du système de perfusion), « Wash » (mise en circulation du système), « Prime » (purge du système) et « Infuse » (perfusion du greffon), ainsi que les indicateurs de température, d’index de résistance et de pression de perfusion avec les boutons permettant de régler cette dernière. Un écran général indique le statut de la machine, l’état de la batterie et d’éventuels messages d’erreur  ;
    Figure 1 : Machine de perfusion LifePort® Kidney Transporter 1.0 (ORS, États-Unis), sans son couvercle.
  • le bac de réfrigération : celui-ci assure le maintien du greffon et de la solution de perfusion en dessous de 4°C à l’aide de glace pilée et d’eau non stérile ;
  • la cassette de perfusion en elle-même : il s’agit d’un élément à usage unique, comportant le bac dans lequel le rein sera placé ainsi que le circuit de perfusion. La cassette contient elle-même un support amovible dans lequel est placé le rein .
    Figure 2 : Cassette de perfusion dans laquelle est installé le greffon.


Préparation de la machine

La préparation de la machine doit être entreprise avant l’extraction des reins car il faut cinq à dix minutes pour qu’elle soit à 4°C. Elle est réalisée par les infirmières de bloc opératoire et/ou l’équipe de coordination, en dehors du champ opératoire.


Branchement de la machine

Les batteries confèrent une autonomie théorique de 24heures. Cependant, il est préférable de les conserver branchées sur le secteur en dehors des périodes de transport, pour préserver la durée de vie des batteries.


Préparation du bac de refroidissement

Celui-ci est rempli de glace pilée, additionnée d’eau glacée et non de serum physiologique qui accélérerait la fonte de la glace. L’adjonction d’eau est primordiale car elle permet de combler les espaces restants entre les morceaux de glace et d’assurer une meilleure descente en température. Ni la glace ni l’eau n’ont besoin d’être stérile. Le bac de réfrigération doit être complètement rempli afin de permettre d’atteindre des températures inférieures à 8°C, température au-dessus de laquelle la machine ne démarrera pas. Il est ensuite placé dans la machine.


Préparation de la cassette

La cassette stérile à usage unique est remise à l’opérateur. Elle se compose de plusieurs parties : un couvercle extérieur non stérile, un couvercle intérieur qui restera stérile, un support amovible pour le rein, avec un filet de maintien, le bac dans lequel le support se place, enfin, une partie latérale articulée par rapport au bac comporte le circuit de perfusion lui-même et le connecteur du capteur.
L’opérateur ouvre les deux couvercles et retire le support, qui sera nécessaire lors de la préparation du greffon. La cassette est ensuite remplie à l’aide d’une poche de la solution KPS-1 maintenue à 4°C. L’opérateur referme les deux couvercles puis remet la cassette à la panseuse circulante, l’extérieur n’en étant alors plus stérile, afin qu’elle l’installe sur la machine. Il est très important de bien veiller à ne pas faire d’erreur sur le type de liquide utilisé. Les liquides à composition intracellulaire (comme le Viaspan®) ont une concentration en K+ trop élevée et entraînent un vasospasme ; la solution SCOT15® a une concentration en PEG de 15g/L, qui en fait tout son intérêt en préservation statique mais est trop élevée pour la préservation dynamique sur machine. Nous l’utilisons comme solution de rinçage en sortie de machine pour bénéficier de ses propriétés d’immunoprotection [3–5].


Mise en route du circuit de perfusion

La cassette est installée sur la machine, à l’intérieur du bac de réfrigération, les deux couvercles étant fermés. La partie articulée externe s’insère sur des charnières fixées sur la coque de la machine. Une fois mise à plat, la partie articulée est maintenue par un levier rabattu au-dessus de celle-ci. Le capteur est connecté à la cassette en le vissant sur son connecteur.
La machine est ensuite allumée. La mise en route du circuit n’est possible qu’une fois la température de la solution inférieure à 8°C. Cette « pseudo-panne » est fréquente, et nécessite pour être évitée que la machine soit préparée suffisamment à l’avance. Une fois cette température atteinte, la mise en route se fait grâce au bouton « Wash ». La solution circule alors dans les lignes de perfusion, permettant le débullage du circuit pendant le temps de la préparation du greffon. Le debullage est facilité par inclinaison de la machine de quelques degrés dans les différents plans.


Préparation du greffon

La préparation du greffon est identique à celle communément pratiquée lors des prélèvements multi-organes, le dégraissage de la périphérie du rein afin de repérer d’éventuelles tumeurs étant indispensable, tout en restant à distance du hile. Il est nécessaire de disséquer les vaisseaux sur les deux premiers centimètres. La connexion se faisant uniquement au niveau artériel, plusieurs cas sont à considérer : présence ou absence de patch, artères unique ou multiples.


Présence d’un patch aortique

Il s’agit du cas le plus simple. On utilise alors des connecteurs appelés « Seal-Ring® » permettant de conserver le patch. Ceux-ci existent en deux tailles : 7×20mm et 10x35mm. Ces connecteurs se composent de deux parties articulées, une partie inférieure trouée par laquelle passe l’artère et le patch et une partie supérieure bombée à laquelle sont connectée les entrée et sortie du système de perfusion. On attire le patch à travers la partie trouée à l’aide d’une pince à disséquer, en situant l’artère au milieu de l’orifice, et en prenant garde à éviter toute traction sur l’artère, puis on referme la partie bombée par-dessus. Un joint permet d’assurer l’étanchéité du système. Celle-ci devant être parfaite, il est préférable de ne retailler le patch qu’une fois en place dans le système : un patch trop petit risque d’entraîner un défaut d’étanchéité. Il est donc fondamental d’avoir correctement taillé le patch rénal en regard de l’ostium de l’artère mésentérique supérieure (AMS). Trop souvent, le coup de ciseau est donné trop près de l’ostium de l’artère rénale (AR) pour rester à distance de l’ostium de l’AMS. C’est une erreur, d’une part, car l’ostium de l’AMS est plus large que celui de l’AR, d’autre part, l’AMS, lorsqu’elle est utilisée (avec le greffon hépatique en présence d’une artère hépatique droite ou avec le greffon pancréatique), est prélevée sur un patch commun avec le tronc cœliaque, qui est donc toujours de grande taille. Le Seal-Ring® est ensuite maintenu fermé à l’aide de deux petites lanières trouées enroulées autour des extrémités, en tension, et maintenues par des ergots . Si le rein présente plusieurs artères suffisamment proches sur le même patch aortique, il est possible de les inclure toutes dans le même Seal-Ring®, éventuellement en choisissant le Seal-Ring® de grande taille. En cas de patch très athéromateux, il peut être difficile d’obtenir une bonne étanchéité au niveau du Seal-Ring® on peut alors passer un lacs ou un gros fil « en huit » autour du Seal-Ring®, pour augmenter la pression entre les deux mâchoires du Seal-Ring®. Les deux parties du Seal-Ring® peuvent également être désolidarisées, ce qui permet de retourner l’une des mâchoires et peut faciliter la mise en place.
Figure 3 : Canule artérielle type Seal-Ring®, placée sur le patch artériel.
Figure 4 : Renforcement de la pression des mords de la canule : lorsque le patch est athéromateux, la force de serrage obtenue par les languettes en caoutchouc peut être insuffisante. Une astuce consiste à passer un gros fil ou un lacs tissu (de préférence car inextensible) en huit autour de la canule et de le serrer jusqu’à obtention de l’étanchéité.


Absence de patch aortique

L’artère doit alors être intubée directement par une canule mâle dont il existe trois diamètres : 3, 5 et 8mm. Contrairement au Seal-Ring®, cette canule n’est pas autostatique et une ligature est nécessaire pour maintenir l’artère. Si cette ligature est réalisée au fil, elle risque d’endommager les parois de l’artère, si bien que celle-ci devra être recoupée avant l’implantation. Afin d’éviter de raccourcir trop les vaisseaux, il est possible de réaliser cette fixation à l’aide de lacs en tissu, larges. Ceux-ci ne sont pas noués autour de l’artère mais décrivent simplement un tour mort ; un fil est ensuite noué autour des deux chefs du lacs au ras de l’artère, permettant de maintenir celui-ci. Les lacs employés doivent être le plus large possible afin de ne pas traumatiser l’artère. L’inconvénient de ces canules est le risque de lésions endothéliales au contact de la canule. Pour cette raison, une nouvelle canule vient d’être mise sur le marché : Universal Seal-Ring® en 3, 5, 7 et 9mm . L’ostium de l’artère est maintenu ouvert par quatre points cardinaux de prolène 6 ou 7/0, fixés à des ergots. La canule est munie d’une loupe qui permet d’inspecter l’ostium de l’artère après fermeture de la canule. Ce système présente l’avantage de ne pas faire pénétrer de parties mâles dans la lumière de l’artère.
Figure 5 : Nouvelle canule en cas d’artère sans patch : Universal Seal-Ring® : à gauche en position ouverte, à droite en position fermée. Il existe quatre petits ergots pour accrocher des points de prolène 7/0 et maintenir ouverte la lumière de l’artère.


Artères multiples éloignées ou sans patch

En cas d’artères multiples éloignées ou sans patch, l’utilisation d’un Seal-Ring® unique n’est pas possible. Chaque artère est alors conditionnée séparément, soit par un Seal-Ring®, soit par une canule, puis les différents éléments reliés entre eux à l’aide de tubes connecteurs. Ceux-ci sont souvent longs, et la disposition harmonieuse des artères pour la perfusion peut alors s’avérer minutieuse. Les artères polaires de petit calibre loin situées peuvent s’avérer être impossibles à perfuser si elles n’acceptent pas les canules mâles les plus fines.
Il est conseillé de vérifier l’étanchéité de la jonction artère – canule à l’aide d’une seringue de 20cm2, avant de mettre la cassette dans la machine. Attention de ne pas injecter sous pression trop forte.
Une fois la ou les artères équipées d’un système de branchement au circuit, le rein est posé sur le support amovible. Afin de permettre une bonne perfusion, le rein doit impérativement être posé avec la veine sur le dessus, et non contre le fond du support (pour ne pas risquer de compromettre le drainage du rein). Le Seal-Ring® ou la canule principale est inséré sur un support vertical dont la hauteur est réglable, permettant d’éviter toute traction ou toute coudure sur l’artère. Le filet de protection est alors rabattu sur le rein et attaché et maintient le rein en place. Il ne doit pas être trop serré car le rein va légèrement augmenter de volume lors de la perfusion .
Figure 6 : Greffon rénal placé sur son support. La hauteur du Seal-Ring® peut être réglée en hauteur dans le sens de la flèche, de manière à disposer l’artère harmonieusement, en évitant coude et traction excessive.


Connexion du rein sur la machine

La panseuse circulante remet alors à l’opérateur le champ stérile spécial permettant d’installer le rein sur la machine sans faute d’asepsie. Elle retire ensuite le couvercle extérieur de la cassette, puis l’opérateur installe le champ stérile et ouvre le deuxième couvercle en le gardant stérile. Le champ recouvre toute la machine mais le panneau de commande reste parfaitement visible et actionnable par l’opérateur à travers le champ. Le support avec le greffon est alors placé dans le bac de la cassette, partie verticale du côté du circuit de perfusion, où il baigne dans la solution à 4°C. La circulation de celle-ci est alors stoppée à l’aide du bouton « Stop », après qu’on s’est assuré qu’il n’y a plus de bulles d’air dans le circuit. Il ne faut pas arrêter le circuit par le bouton « Power » sous peine de devoir recommencer toute la procédure et surtout de générer un nouveau dossier informatique au réallumage de la machine.
On relie ensuite l’entrée du Seal-Ring® ou de la canule au circuit de perfusion à l’aide d’un tuyau connecteur solidaire du circuit, et l’autre extrémité du Seal-Ring® ou de la canule est ouverte (retrait d’un bouchon). La perfusion est reprise pour purger le système à l’aide du bouton « Prime ». Il est important, en cas d’utilisation d’un Seal-Ring®, de purger celui-ci intégralement des bulles d’air pouvant se trouver au dome de la partie bombée en l’inclinant vers le haut. Cette phase permet aussi de s’assurer de l’absence de fuites au niveau de la connexion artérielle ; si l’étanchéité n’est pas bonne, il est nécessaire de refaire celle-ci. La sortie du Seal-Ring® ou de la canule est alors refermée, ce qui doit entraîner un arrêt de la pompe (test d’hyperpression). Toutes les connexions une fois établies, on règle la pression de perfusion du rein à 35mmHg et la perfusion est débutée en appuyant sur le bouton « Infuse ». On vérifie qu’au bout de quelques secondes de perfusion le liquide revient bien par la veine rénale ; celui-ci se teinte généralement au cours de la perfusion, témoignant du lavage complémentaire du rein et donc d’une bonne circulation. La cassette est alors refermée, d’abord avec le premier couvercle stérile puis le deuxième non stérile, et le couvercle de la machine est enfin refermé.


Surveillance

Nous ne disposons pas de données scientifiquement établies pour décider d’accepter ou rejeter sur les seuls paramètres de perfusion. Des résistances élevées sont prédictives de reprise retardée de fonction (et pas de non-fonction primaire). Il est toutefois probable que l’on ait intérêt à perfuser les reins avec des pressions aussi basses que possible et pendant une durée minimale de quatre heures. Nous avons établi un protocole de surveillance des paramètres de perfusion et d’adaptation de la pression de perfusion qui est progressivement ramenée de 35 à 20mmHg .
Figure 7 : Protocole de surveillance de la perfusion d’un greffon rénal sur LifePort® Kidney Transporter 1.0.
La machine LifePort® est conçue de telle sorte qu’en cas d’anomalie ou d’arrêt de la perfusion, les reins se retrouvent en situation de préservation statique à 4°C classique, assurant leur protection même en cas de défaillance mécanique. Plusieurs anomalies et messages d’erreur peuvent survenir :
  • problème de température : la machine s’arrête si la température de la solution devient supérieure à 8°C et se met en alarme au-dessus de 5°C. Il est alors nécessaire, le plus souvent, de recharger la machine en eau et parfois en glace ;
  • problème de circulation de la solution : la machine affiche alors un message d’erreur « Check tubing » : cette anomalie se présente généralement dès le début de la perfusion, avant que la cassette n’ait été refermée. Il faut alors arrêter la perfusion, vérifier le placement de toutes les tubulures pour qu’il soit harmonieux sans coudure, et relancer la perfusion ;
  • présence d’air dans le circuit : la machine annonce alors un message d’erreur « Purge bubbles ». Si cela intervient en tout début de perfusion, il faut déconnecter le rein puis recommencer le débullage de la machine. Si ce message survient en cours de perfusion, il peut s’agir de toutes petites bulles n’ayant pas été rassemblées dans le piège à bulles du circuit. On peut alors précautionneusement « bercer » la machine en l’inclinant latéralement d’un côté puis de l’autre jusqu’à ce que les bulles soient prisonnières dans le piège à bulles ;
  • résistances hautes : lors de l’initiation de la perfusion, certains reins présentent ponctuellement des indices de résistance très élevés, dépassant parfois 2.

À ce stade, la machine se met en alarme, tout en tentant de continuer la perfusion des reins. Il faut tout d’abord s’assurer que la veine du greffon a bien été positionnée vers le dessus. En dehors de cette éventualité, dans la grande majorité des cas, les indices de résistance diminuent ensuite spontanément, témoignant de l’ouverture du lit microvasculaire du rein. La machine continue cependant d’afficher le même message d’erreur, alors que les indices de résistance ont diminué. Il n’y a alors pas de mesure particulière à prendre.


Lors de la transplantation

Au moment de la préparation du greffon, le rein doit être extrait dans des conditions d’asepsie parfaites. Il faut faire attention à ce stade à ne pas renverser de solution sur les écrans de contrôle de la machine, ce qui les endommagerait à la longue. Le plus simple est de protéger la machine avec un champ adéquat, ou de retirer l’ensemble de la cassette de perfusion de la machine de façon non stérile avant d’ouvrir les deux couvercles et d’extraire le rein.


Conclusion

L’utilisation des machines de perfusion des greffons rénaux est amenée à se généraliser dans les années à venir. La connexion du greffon à la machine est un geste simple, et qui doit s’intégrer en routine dans les temps du prélèvement multi-organes. La machine permet la surveillance de nombreux paramètres au cours de la perfusion mais il est important de noter qu’aucun de ceux-ci n’est prédictif de la fonction du greffon et qu’ils ne doivent donc pas être utilisés comme critères uniques pour rejeter ou accepter un greffon rénal.
Les points à retenir
La machine de perfusion doit être préparée au cours du prélèvement en amont de son utilisation afin de purger le système et de permettre la descente en température de la solution.
Le rein doit être non seulement dégraissé mais les vaisseaux disséqués sur quelques centimètres afin de permettre le bon branchement des canules.
Il existe plusieurs systèmes permettant de raccorder les reins à la machine quelle que soit l’anatomie vasculaire.
Les paramètres mesurés par la machine permettent une surveillance de l’évolution du rein mais ne doivent pas être utilisés seuls comme éléments pour décider de réaliser ou non la greffe.


Déclaration d’intérêts

C. Billault et J. Parra déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article. B. Barrou : conférences : invitations en qualité d’intervenant pour ORS.