Дослідники американського університету Міннесоти розробили новий спосіб розморожування органів без їх пошкодження. Робота вчених опублікована, а короткий її виклад наводиться в повідомленні університету. Розроблений дослідниками спосіб дозволяє рівномірно прогрівати заморожений орган зі швидкістю від ста до двохсот градусів Цельсія в хвилину. Це в десятки разів швидше сучасних способів розморозки.
Кріогенна заморозка, або кріоконсервація, вважається найбільш перспективним способом зберігати донорські органи. Для заморожування донорські органи поміщають у спеціальний розчин - кріопротектор. Зазвичай він виготовляється на основі гліцерину або пропіленгліколю. Цей розчин попереджає утворення кристалів льоду, здатних пошкодити клітини органу і зробити його непридатним для подальшого використання. Кріоконсервація проводиться при температурі -196 градусів Цельсія в рідкому азоті.
Кріоконсервація поки використовується для заморожування сперми, клітинних культур або перевагоплантаційних ембріонів. Великі органи або живі організми заморожуються відносно рідко, оскільки поки не існує надійного способу їх безпечної розморозки. Справа в тому, що при повільному розморожуванні переохолоджені органи покриваються кристаліками льоду, що пошкоджують тканини. Якщо ж прогрів прискорити, то органи через перепад температур всередині і зовні просто тріскаються.
Новий спосіб, розроблений американськими вченими, передбачає додавання в розчин-кріопротектор наночастинок оксиду заліза, покритого пористим діоксидом кремнію. Цей матеріал здатний швидко нагріватися під впливом електромагнітного випромінювання. Завдяки рівномірному розмішуванню наночастинок у крипротекторі можна забезпечити їх проникнення всередину донорського органу і при розморожуванні швидко і рівномірно прогрівати останній.
Під час експериментів дослідники використовували великі серцеві клапани і кровоносні судини тварин, піддані кріоконсервації в розчині VS55 з додаванням нових наночастинок. Згодом для розморозки використовувалася установка з індукційною котушкою. Потужність установки становила від одного до 15 кіловат і змінювалася зміною індукційної котушки. Кіловатна потужність використовувалася для розморожування зразків у контейнерах об'ємом один мілілітр, а 15-кіловаттна - у 80 мілілітрових контейнерах.
При розморожуванні котушка генерувала електромагнітне випромінювання з частотою від ста до 400 кілогерць. Під час експерименту кріоконсервовані зразки були швидко розморожені. Дослідження за допомогою мікроскопії показало, що зразки не отримали клітинних пошкоджень. Контрольні швидка конвективна і повільна розморозки показали гірші результати, деякі зі зразків були пошкоджені.
Після успішної розморозки зразки були промиті і перевірені на відсутність наночастинок оксиду заліза. Контроль ультразвуковим дослідженням і магнітно-резонансною томографією наночастинок після промивання зразків не виявили.
У лютому минулого року дослідники з компанії 21st Century Medicine зуміли розморозити мозок кролика і свині після кріоконсервації, зберігши при цьому нейронні зв'язки. Для заморозки органів вчені використовували новий метод, що отримав назву альдегід-стабілізованої кріоконсервації. Перед кріоконсервацією в мертвий мозок тварин подавали фіксуючий розчин на основі глутарового альдегіду і кріопротектор з додаванням етиленгліколю. Потім мозок тварин охолодили до _ 135 градусів Цельсія.
Потім дослідники розморозили мозок тварин, видалили фіксуючий розчин і кріопротектор, і проаналізували стан мозку за допомогою електронної мікроскопії. Виявилося, що заморожування і подальше розморожування не вплинуло на мікроструктуру синапсів. Вони залишилися недоторканими. Дослідники вважають, що в перспективі це дозволить проводити кріоконсервацію мозку зі збереженням довготривалої пам'яті.