Naujas atradimas išsprendžia didžiausią kriogeninio užšaldymo problemą: galėsime saugiai užšaldyti ir atšildyti net ir smegenis, išsaugant ilgalaikę atmintį

Minesotos universiteto (JAV) mokslininkai sukūrė naują sušaldytų organų atšildymų būdą. Mokslininkų darbas publikuotas Science Translational Medicine, o esmė trumpai išdėstyta universiteto pranešime. Sukurtu būdu organus galima tolygiai atšildyti sušaldytus organus 100 – 200 °C/min sparta. Tai dešimtis kartų sparčiau už dabar naudojamus atšildymo metodus.

Kriogeninis užšaldymas, arba kitaip kriokonservacija, laikomas perspektyviausiu donorų organų išsaugojimo būdu. Prieš sušaldymą donorų organai sudedami į specialų skystį – krioprotektorių. Dažniausiai jis būna gaminamas iš glicerino ar propilenglikolio. Šis tirpalas neleidžia formuotis vandens ledo kristalams, kurie gali pažeisti organo ląsteles ir jis taptų nebetinkamas persodinimui. Kriokonservacija vykdoma -196°C, skystame azote.

Kriokonservacija kol kas naudojama spermos, ląstelių kultūrų arba neimplantuotų embrionų saugojimui. Stambūs organai arba gyvi organizmai užšaldomi gan retai, nes kol kas nėra patikimo ir saugaus jų atšildymo būdo. Mat lėtai atšildant, peršaldyti organai pasidengia audinius pažeidžiančiais ledo kristalėliais. Atšildant sparčiau, organai dėl temperatūrų skirtumo tarp vidaus ir išorės paprasčiausiai suskyla.

Naudojant naująjį amerikiečių mokslininkų sukurtą būdą, į krioprotektoriaus tirpalą pridedama geležies oksido, padengto porėtu silicio dioksidu. Veikiama elektromagnetinės spinduliuotės, ši medžiaga sparčiai šyla. Kadangi nanodalelės krioprotektoriuje pasiskirsčiusios tolygiai, jos patenka į organo vidų ir taip užtikrina spartų ir tolygų jo pašildymą.

Eksperimentams tyrėjai naudojo gyvūnų stambius širdies vožtuvus ir kraujagysles, kriokonservuotus VS55 tirpale, į kurį pridėjo naujų nanodalelių. Atšildymui naudotas įrenginys su indukcine rite. Įrenginio galia buvo nuo 1kW iki 15kW ir buvo keičiama, keičiant indukcines rites. Kilovato galia naudota vieno mililitro talpos konteineriuose esančių pavyzdžių atšildymui, o 15 kilovatų — 80 mililitrų talpos konteineriuose.

Atšildymui naudoto elektromagnetinio spinduliavimo dažnis – 100 – 400 kHz. Eksperimento metu pavyzdžiai buvo sparčiai atšildyti. Tyrimai mikroskopu parodė, kad pavyzdžių ląstelės nebuvo pažeistos. Kontrolinio spartaus konvekcinio atšildymo ir lėto atšildymo rezultatai buvo prastesni ir kai kurie bandiniai buvo pažeisti.

Po sėkmingo atšildymo bandiniai buvo praplauti ir patikrinta, ar neliko geležies oksido nanodalelių. Kontroliniais patikrinimais ultragarsu ir magnetino rezonanso tomografija praplautuose organuose nanodalelių neaptiko.

Pernai metų vasarį 21st Century Medicine kompanijos tyrėjai sugebėjo atšildyti triušio ir kiaulės smegenis, išsaugodami neuronų ryšius. Organų užšaldymui mokslininkai naudojo naują metodą, pavadintą aldehid-stabilizuota kriokonservacija. Prieš kriokonservaciją, į negyvas smegenis buvo tiekiamas fiksuojantis glutaraldehido pagrindu sukurtas tirpalas ir etilenglikolio pagrindu pagamintas krioprotektorius. Paskui gyvūnų smegenys buvo atšaldytos iki -135 °C.

Po to tyrėjai atšildė gyvūnų smegenis, pašalino fiksuojantįjį tirpalą, krioprotektorių ir elektroniniu mikroskopu išanalizavo smegenų būseną. Paaiškėjo, kad užšaldymas ir atšildymas sinapsių mikrostruktūros nepakeitė. Jos liko nepakitusios. Tyrėjai mano, kad ateityje bus galima atlikti smegenų kriokonservaciją, išsaugant ilgalaikę atmintį.

V. Syčev

nplus1.ru