復活率高於90%!探秘玻璃化冷凍技術

2021-02-22 山東省銀豐生命科學公益基金會

提起組織器官,乃至人體的低溫保存,很多不明就裡的人認為該過程就是直接將組織樣本放進低溫容器,其容易程度就像是將超市買回來的肉丟進冰箱那麼簡單。可事實遠非如此!

在日常生活中,我們會發現,將水果蔬菜放到冰箱,結冰位置會變質變壞。這是因為,水結冰刺破了細胞以及其內容物造成的。而人體內70-80%是水分,如果直接冷凍,同樣會形成冰晶,便失去了保存的意義。

通過科學家的不斷探索,低溫生物學的發展奇蹟般地發現了一種新的低溫保存技術——玻璃化冷凍技術。

玻璃化即是指水或溶液快速降溫達到或低於-100℃~-110℃的溫度範圍時,形成一種高黏度的介於液態和固態之間、非晶體的、透明的玻璃態,其可防止冷凍過程中冰晶的形成。

與此同時,科學家發現一些動物可在冬季經歷零下數十度的低溫將自己冷凍起來,而在春季解凍,且機體沒有任何損傷。根據其中機理,科學家發現了冷凍保護劑,添加了低溫保護劑的溶液也可以通過緩慢的降溫過程玻璃化而避免結冰。

於是,現代意義上的玻璃化冷凍技術產生並被應用於醫學研究之中。科學家將快速冷凍與冷凍保護劑相結合,用高濃度的冷凍保護劑溶液將細胞內水分置換出來,經急速降溫由液態轉化為外形似玻璃狀的非晶體化固體狀態。

目前應用比較成熟的領域有精子、卵子和不同時期胚胎的保存、幹細胞的保存、部分組織和器官的保存。據有關數據顯示,玻璃化冷凍的凍融復活率高於90%。

1998年,玻璃化冷凍技術正式被應用於人體冷凍項目。

當病人被宣布臨床死亡後的5-10分鐘內,人體低溫保存臨床響應程序立即啟動,進行血液和冷凍保護劑的置換,並通過程控降溫,實現降溫過程,最終將志願者保存至零下190℃的液氮罐中進行永久保存。整個過程需要2-3天的時間才能完成。

人體低溫保存,並不是單純的放到液氮中保存這麼簡單,更重要的是「低溫保存的活性和功能」,其本質是專業性、科學性和嚴謹性。而這也是銀豐生命延續計劃不斷探索和追求的使命。

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