[Перевод] Новая технология для сохранности и трансплантации органов
Проблема трансплантируемых органов — это сроки хранения и пригодности для жизни. Когда человек умер, есть лишь небольшое окно, чтобы извлечь, законсервировать и охладить орган. И то, он будет пригоден для пересадки лишь малое время. Новая технология помогает эффективнее сохранять драгоценные части тел.
Организм человека таит немало возможностей и потенциала. Речь не только в ценности органов, как может показаться из названия статьи) Речь о том, как человек может использовать свой потенциал в достижении целей. Подробнее об этом рассказывают материалы телеграм канала. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!
Ценность замороженных органов в способности их разогреть
Новый двухэтапный процесс строится вокруг хладагента и технологии размораживания. Его преимущество в том, что орган можно интенсивнее заморозить, а после хранения эффективно разморозить и использовать для пересадки.
Тонкости пересадки
Золотой стандарт для сохранения органов перед трансплантацией — это статическое хранение органа в холоде, в которое входит промывание органа консервирующим раствором при температуре от нуля до 4 °C. После чего орган погружают в консервирующий раствор той же температуры. Однако этот метод создает очень короткое окно для трансплантации, в зависимости от типа органа. Возможно, развитие этой технологии даст шанс на пересадку мозга, но не в человека, а в компьютерный кластер.
Витрификация предлагает способ долгосрочного и безопасного хранения органов. В отличие от обычного замораживания, которое заставляет жидкость переходить в кристаллическое состояние, витрификация использует криопротекторный агент для сохранения жидкостей в стекловидном, аморфном состоянии, когда температура падает и молекулы замедляются.
Проблема в том, что для предотвращения образования кристаллов льда необходим равномерный и быстрый нагрев. Исследователи из университетов Миннесоты и Калифорнии в Риверсайде разработали двухэтапный метод безопасного и быстрого размораживания и повторного нагревания органов с использованием наноразмерных магнитных стержней.
Железо и органы
Исследователи продемонстрировали, что кластеры наночастиц оксида железа, подвергнутые воздействию переменного магнитного поля, генерируют достаточно тепла для быстрого размораживания тканей животных, хранящихся при температуре -150 °C в растворе, содержащем криопротектор и наночастицы. Как? Воздействие на электропроводящий материал, такой как оксид железа, быстропеременного магнитного поля приводит к возникновению в материале вихревых токов. Сопротивление, которое ощущают вихревые токи, сосредоточенные на поверхности материала, вызывает джоулевый или резистивный нагрев.
Хотя предыдущий эксперимент был успешным, исследователи были обеспокоены тем, что неравномерное распределение наночастиц в тканях может привести к локализованным «горячим точкам», что приведет к повреждению тканей и токсичности, вызванной расплавленным криопротекторным агентом. Поэтому они добавили второй шаг.
Двухэтапный процесс повторного нагревания витрифицированных органов с использованием наномагнитных стержней.
Исследователи протестировали новый метод на тканях животных. Ткани сперва погрузили в раствор, содержащий наночастицы оксида железа Fe3O4 и SiO2, покрытых кремнием, затем ткани поместили в криопротектор, после чего заморозили жидким азотом. Как и прежде, ученые использовали переменное магнитное поле для быстрого повторного нагрева тканей. Но на этот раз, когда образцы приближались к точке плавления криопротектора, исследователи применили к образцу горизонтальное магнитное поле, которое прерывало наночастицы, перестраивая их и замедляя выработку тепла.
Исследователи отметили, что в областях тканей с большим скоплением наночастиц нагревание замедлялось быстрее всего, что развеяло их опасения по поводу развития опасных горячих точек. После тестирования двухэтапного процесса на сонных артериях свиньи более 80% клеток оставались жизнеспособными после повторного нагревания в течение нескольких минут, что говорит о том, что процесс был быстрым и безопасным.
Исследователи говорят, что возможность тонкой настройки разогрева тканей с помощью такой процедуры приближает нас к долгосрочному сохранению органов и, как они надеются, к возможности проводить больше спасающих жизни пересадок органов.
Больше материалов про грань науки и технологий — читайте в сообществе. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!
