Kryosuojaperfuusiossa kaikkea kehon vettä ei korvata kryosuojaliuoksella. Kyse on väkevän kryosuojaliuoksen hallitusta johtamisesta verisuonistoon.
Tavoitteena on estää jään muodostuminen jäähdytyksen aikana ja samalla rajoittaa osmoottista rasitusta, kemiallista myrkyllisyyttä ja mekaanista vauriota.
Miksi kryoprotektantteja tarvitaan
Biologisen kudoksen jäähdyttäminen ilman riittävää suojaa synnyttää tavallisesti jäätä. Jään muodostuminen siirtää vettä ja liuenneita aineita paikasta toiseen, muuttaa kudoksen muotoa ja voi vahingoittaa kalvoja ja solunulkoista rakennetta.
Kryoprotektantit vähentävät jään muodostumista ja tekevät vitrifikaation mahdolliseksi käytännössä saavutettavissa olevilla jäähdytysnopeuksilla.
Vitrifikaatio tarkoittaa amorfisen, lasimaisen aineen muodostumista kristallin sijaan. Se on fysikaalinen tila, ei todiste siitä, että jokainen solu säilyy elinkykyisenä.
Vitrifikaatiota koskevan nykyisen tutkimuksen perustaa loi vuonna 1984 Cryobiology-lehdessä julkaistu tutkimus.
Verisuoniyhteys, huuhtelu ja kierto
Kirurginen reitti riippuu protokollasta ja potilaan tilasta. Suuriin verisuoniin asetetaan kanyylit, joiden kautta perfuusioneste johdetaan elimistöön ja poistetaan siitä.
Ensin verisuonistoon kierrätetään kylmää huuhteluliuosta, joka syrjäyttää veren, auttaa ylläpitämään pH-arvoa ja nestetilavuutta sekä valmistelee verisuonistoa kryoprotektantin lisäämiseen.
Perfuusion alkaessa verisuonisto ei ole välttämättä esteetön. Verihyytymät, turvotus, valtimonkovettumat, vammat ja kuolemanjälkeiset verisuonivauriot voivat heikentää perfuusion onnistumista.
Painetta, virtausta ja lämpötilaa on seurattava yhdessä. Suurempi paine voi parantaa jakautumista, mutta liian suuri paine voi pahentaa turvotusta tai vahingoittaa verisuonia.
Miksi pitoisuutta nostetaan asteittain
Äkillinen altistuminen väkevälle kryoprotektantille synnyttää suuria osmoottisia gradientteja. Solut voivat kutistua nopeasti, ja kudos voi vaurioitua jopa ilman jäätä.
Siksi protokollissa pitoisuutta nostetaan vaiheittain matalassa lämpötilassa. Alempi lämpötila yleensä hidastaa reaktioita ja vähentää myrkyllisyyttä, mutta muuttaa myös viskositeettia ja virtausta.
Sisään johdettavasta nesteestä ja laskimopuolelta poistuvasta nesteestä otettujen näytteiden pitoisuuksia voidaan mitata refraktometrialla. Arvojen lähentyminen viittaa siihen, että perfuusionesteen pitoisuus lähestyy tavoitepitoisuutta.
Se ei todista, että pitoisuus on tasainen kaikessa kudoksessa. Perfuusioneste kulkee verisuonia pitkin, mutta sen jakautuminen eri kudoksiin voi olla epätasaista.
Päätepiste on arvio
Perfuusio päätetään, kun pitoisuutta, lämpötilaa, painetta, virtausta ja altistusaikaa koskevat protokollan tavoitteet on saavutettu tai kun perfuusion jatkamisesta ei enää arvioida olevan hyötyä.
Asianmukainen johtopäätös ei ole ”potilas on täydellisesti vitrifioitunut”. Sen sijaan voidaan todeta: ”Käytettävissä olevat mittaukset tukevat arviota saavutetusta kryosuojauksen tasosta ja kryoprotektantin jakautumisesta.”
Tomorrow.bio tekee kryosuojauksen paikalla ennen pitkää kuljetusta. Sen julkisen prosessikuvauksen mukaan kryoprotektanttia lisätään asteittain vakauttamisen jälkeen.
Optimoidun VM-1-liuoksen käytöstä on myös saatavilla julkinen kuvaus. EBF:n tuore tutkimusraportti käsittelee menetelmien jatkuvaa validointia kuolemanjälkeistä iskemiaa simuloivissa olosuhteissa.
Mikä voi vielä mennä pieleen
Puutteellinen verisuoniyhteys voi jättää joitakin alueita liian vähälle perfuusiolle. Kryoprotektantit voivat olla myrkyllisiä. Lämpötila- ja osmoottiset gradientit voivat vahingoittaa kudosta.
Nämä väistämättömät kompromissit eivät tee perfuusiosta hyödytöntä. Siksi protokollan laatua on arvioitava mittauksin, ei oletusten varassa.
Perfuusion jälkeen potilas siirretään kuljetusta ja hallittua jäähdytystä varten lasisiirtymälämpötilan alapuolelle.
Myöhemmin tehtävällä tietokonetomografiakuvauksella voidaan arvioida kryoprotektantin jakautumista ja jäänmuodostusta, kuten biostaasin laadunvarmistusta käsittelevässä osiossa selitetään.
Yhteenveto Perfuusiossa verenkiertoon johdetaan kryosuojaliuosta, joka syrjäyttää veren ja suojaa kudoksia jäähdytyksen aikana. Toimenpiteessä on sovitettava yhteen jäänmuodostuksen estäminen sekä myrkyllisyyden, osmoottisen rasituksen ja epätasaisen jakautumisen riskit.
Tutustu tähän käytännön työkaluun
Käytä interaktiivista työkalua tarkastelemaan tämän artikkelin kysymystä.
Ladataan interaktiivista työkalua...
Lisää aiheesta