Kryoprotektiivinen perfuusio ei korvaa jokaista vesimolekyyliä elimistössä. Se on kontrolloitu yritys jakaa väkevä liuos verisuoniston kautta.
Tavoitteena on estää jään muodostuminen jäähdytyksen aikana samalla rajoittaen osmoottista stressiä, kemiallista toksisuutta ja mekaanisia vaurioita.
Miksi kryoprotektantit ovat välttämättömiä
Biologisen kudoksen jäähdyttäminen ilman riittävää suojaa aiheuttaa yleensä jäätä. Jään muodostuminen uudelleenjakaa vettä ja liuenneita aineita, muodonmuuttaa kudosta ja voi vahingoittaa kalvoja sekä solunulkoista rakennetta.
Kryoprotektiiviset aineetvähentävät jään muodostumista ja mahdollistavat lasittumisen saavutettavissa olevilla jäähdytysnopeuksilla.
Lasittuminen tarkoittaa amorfisen kiinteän aineen muodostumista kiteisen sijaan. Se on fysikaalinen tila, ei todiste siitä, että jokainen solu säilyisi elinkelpoisena.
Nykyaikainen tieteellinen viitekehys alkoi 1984kylmäbiologian artikkelista lasittumisesta.
Pääsy, huuhtelu ja kierto
Kirurginen reitti riippuu protokollasta ja potilaan tilasta. Suuria verisuonia kanuloidaan luodakseen perfuusion tulo- ja poistopisteet.
Kylmä kantaja-aineen liuos kiertää ensin veren poistamiseksi, pH:n ja tilavuuden tukemiseksi sekä verisuoniston valmistamiseksi kryoprotektanttia varten.
Kutsua tätä puhtaaksi kankaaksi olisi harhaanjohtavaa. Olemassa olevat verihyytymät, ödeema, ateroskleroosi, trauma ja post mortem -verisuonivauriot pysyvät osana järjestelmää.
Paineen, virtauksen ja lämpötilan on oltava tarkkailussa yhdessä. Korkeampi paine voi parantaa jakaumaa, mutta liiallinen paine voi pahentaa ödeemaa tai vahingoittaa verisuonia.
Miksi pitoisuus nousee vähitellen
Äkillinen altistuminen väkevälle kryoprotektantille luo suuria osmoottisia gradientteja. Solut voivat kutistua nopeasti, ja kudos voi vaurioitua jään muodostumatta.
Protokollat siis kasvattavat pitoisuutta vaiheittain pitäen lämpötilan matalana. Matalammat lämpötilat yleensä hidastavat reaktioita ja toksisuutta, mutta muuttavat myös viskositeettia ja virtausta.
Tulo- ja laskimopoistovirta -näytteet voidaan mitata refraktometrillä. Yhdenmukaisuus viittaa siihen, että kiertävä neste lähestyy tavoitepitoisuutta.
Se ei todista yhtenäistä pitoisuutta joka kudoksessa. Perfusaatio seuraa verisuonia, ja verisuoniston pääsy voi olla epätasainen.
Päätepiste on arvio
Perfusio lopetetaan, kun protokollan tavoitteet pitoisuudelle, lämpötilalle, paineelle, virtaukselle ja altistusajalle on saavutettu, tai kun verenkierto ei enää ole hyödyllistä.
Rehellinen tulos ei ole ”potilas on täydellisesti vitrifioitunut”. Se on ”saatavilla olevat mittaukset tukevat tiettyä kylmäsuojauksen tasoa ja jakautumista”.
Tomorrow.bio käyttää kenttäkylmäsuojausta pitkien matkojen kuljetusta varten. Sen julkinen prosessikuvaus kertoo, että kylmäsuoja-aine lisätään vähitellen stabiloinnin jälkeen.
Sen käyttämän optimoidun VM-1 -formulaation kuvaus on myös julkisesti saatavilla. ViimeaikainenEuropean Biostasis Foundationin tutkimusraportti dokumentoi jatkuvaa validointityötä simuloidun post mortem -iskemian jälkeen.
Mitä vielä voi mennä pieleen
Huono verisuoniston pääsy voi jättää alueita alittaisiksi. Kylmäsuoja-aineet voivat olla myrkyllisiä. Lämpötila- ja osmoottiset gradientit voivat vahingoittaa kudosta.
Nämä kompromissit eivät ole todiste siitä, että perfuusio olisi turhaa. Ne ovat syy siihen, miksi protokollan laatua on mitattava eikä oletettava.
Perfuusion jälkeen potilas siirtyykuljetukseen ja kontrolloituunlaskeutumiseen lasitransitioon.
Myöhemmin tehty CT-kuvaus voi testata kylmäsuoja-aineen jakautumista ja jään muodostumista, kuten on käsiteltyBiostasis Codex -laadunvalvonnassa.
Lyhyesti: Perfuusio korvaa veren ja veden kryosuojaliuoksella verenkierron kautta. Menettelyyn kuuluu jään muodostumisen eston ja toksisuuden, osmoottisen stressin sekä epätasaisen jakautumisen tasapainottaminen.
Tutustu tähän käytännön työkaluun
Käytä interaktiivista työkalua tarkastelemaan tämän artikkelin kysymystä.
Lataa interaktiivinen työkalu...
Lisälukemista