新方法提高复温冷冻组织
明尼苏达大学的领导的一个研究小组,已经发现了一个开创性的过程成功再大规模动物心脏瓣膜及血管保持在非常低的温度。发现是一个主要的进步在拯救数百万人的生命通过增加可用性的器官和组织移植银行通过建立组织和器官。
“这是第一次,任何人都可以扩展到更大的生物系统并演示成功,快,和统一的变暖数百摄氏度每分钟保存组织不会对人体造成任何伤害,”明尼苏达大学的机械工程和生物医学工程教授约翰女孩,这项研究的资深作者。
女孩说,在过去,研究人员只能显示成功约为1毫升的组织和解决方案。本研究尺度50毫升,这意味着有一种强烈的可能性可以扩大到更大的系统,如器官。
目前,超过60%的捐赠心脏和肺的移植必须每年被丢弃,因为这些组织不能被保存在冰超过四个小时。根据最近的估计,如果只有一半的未使用的器官被成功移植,移植等待名单可以在两年内消除。
长期保存方法,像玻璃化,生物样品冷却到一个无冰的玻璃态使用非常低的温度在-160年和-196摄氏度之间已经存在了几十年。然而,最大的问题已经与复温。组织经常遭受重大损失在复温过程中使其不能使用,尤其是在更大的尺度。
在这个新的研究中,研究人员解决这复温问题,开发一个革命性的新方法使用silica-coated氧化铁纳米粒子分散在一个冷冻保护剂的解决方案,包括组织。周围的氧化铁纳米颗粒作为微型加热器组织被激活时使用的电磁波快速和均匀温暖组织速度每分钟100到200摄氏度,比先前的方法快10到100倍。
复温后生存能力和测试,结果表明,没有一个组织损害的迹象,显示与控制样本再慢慢加冰块或那些使用对流变暖。研究人员也能够成功地冲走的氧化铁纳米粒子样品后变暖。
女孩说,发现是他的团队的研究结果在许多不同领域的保护或破坏细胞和组织温度超高或超低温度。
“我们去的限制我们能做什么在高温和非常低的温度在不同的地区,”女孩说。“通常当你去限制时,你最终会发现新的和有趣的东西。这些结果是非常令人兴奋且可以产生巨大的社会效益,如果我们可以有一天银行对移植器官。”
尽管扩大系统来适应整个器官需要进一步优化,作者持乐观态度。他们计划开始啮齿动物器官(比如老鼠和兔子),然后扩大到猪的器官,然后希望人体器官。这项技术也可以应用在低温之外,包括交付致命的热脉冲癌细胞。
参考:
Manuchehrabadi, N。、高、Z。张,J。环,h·L。邵,Q。刘,F。,。女孩,j . c (2017)。改善组织冷冻保存使用感应加热的磁性纳米颗粒。《科学—转化医学》9 (379)。doi: 10.1126 / scitranslmed.aah4586
