Kryobeskyttende perfusjon er ikke det samme som å erstatte alle vannmolekyler i en kropp. Det er en kontrollert prosess der en konsentrert løsning fordeles gjennom blodårene.
Målet er å hindre isdannelse under nedkjølingen, samtidig som osmotisk stress, kjemisk toksisitet og mekanisk skade begrenses.
Hvorfor kryoprotektanter er nødvendige
Nedkjøling av biologisk vev uten tilstrekkelig beskyttelse fører som regel til isdannelse. Is omfordeler vann og oppløste stoffer, deformerer vevet og kan skade membraner og ekstracellulær struktur.
Kryobeskyttende midler reduserer isdannelsen og gjør vitrifisering mulig ved oppnåelige nedkjølingshastigheter.
Vitrifisering betyr at det danner seg et amorft fast stoff i stedet for krystaller. Det er en fysisk tilstand, ikke et bevis på at alle celler forblir levedyktige.
Den moderne vitenskapelige forståelsen av vitrifisering bygger blant annet på en artikkel fra 1984 i Cryobiology om vitrifisering.
Tilgang, utvasking og sirkulasjon
Hvilken kirurgisk tilgang som velges, avhenger av protokollen og pasientens tilstand. Store blodårer kanyleres for å etablere innløp og utløp for perfusatvæsken.
Først sirkuleres en kald bæreløsning som fortrenger blodet, bidrar til å stabilisere pH og væskevolum og forbereder sirkulasjonssystemet for kryoprotektanten.
Det ville være misvisende å behandle sirkulasjonssystemet som et urørt utgangspunkt. Eksisterende blodpropper, ødem, aterosklerose, traumer og skader på blodårene etter døden er fortsatt en del av bildet.
Trykk, gjennomstrømning og temperatur må vurderes i sammenheng. Høyere trykk kan gi bedre fordeling, men for høyt trykk kan forverre ødem eller skade blodårene.
Hvorfor konsentrasjonen økes gradvis
En plutselig eksponering for konsentrert kryoprotektant skaper store osmotiske gradienter. Celler kan krympe raskt, og vevet kan skades selv uten isdannelse.
Protokollene øker derfor konsentrasjonen i trinn, samtidig som temperaturen holdes lav. Lavere temperatur reduserer som regel både reaksjonshastighet og toksisitet, men endrer også viskositet og gjennomstrømning.
Prøver fra innløpet og det venøse utløpet kan analyseres med refraktometri. Når verdiene nærmer seg hverandre, tyder det på at den sirkulerende væsken nærmer seg målkonsentrasjonen.
Det beviser ikke at konsentrasjonen er jevn i alt vevet. Perfusatet følger blodårene, men perfusjonen kan være ujevn i ulike deler av karsystemet.
Endepunktet er usikkert
Perfusjonen avsluttes når protokollens mål for konsentrasjon, temperatur, trykk, gjennomstrømning og eksponeringstid er nådd, eller når fortsatt sirkulasjon ikke lenger gir noen nytte.
En nøktern vurdering er ikke at «pasienten er perfekt vitrifisert». Den er at «de tilgjengelige målingene tyder på et bestemt nivå og en bestemt fordeling av kryobeskyttelse».
Tomorrow.bio bruker kryobeskyttelse på stedet før transport over lange avstander. Selskapets offentlig tilgjengelige prosessbeskrivelse opplyser at kryoprotektant tilføres gradvis etter stabilisering.
En optimalisert VM-1-formulering er også offentlig beskrevet. En ny forskningsrapport fra EBF dokumenterer pågående valideringsarbeid etter simulert iskemi etter døden.
Hva kan fremdeles gå galt
Dårlig tilgang til blodårene kan føre til at enkelte områder blir for dårlig perfundert. Kryoprotektanter kan være toksiske. Temperatur- og osmotiske gradienter kan skade vev.
Disse avveiningene er ikke bevis på at perfusjon er nytteløst. Derfor må kvaliteten på protokollen dokumenteres og vurderes, ikke tas for gitt.
Etter perfusjonen følger transport og kontrollert nedkjøling gjennom glassovergangsområdet.
Senere kan CT-avbildning brukes til å undersøke deler av fordelingen av kryoprotektant og eventuell isdannelse, slik dette beskrives i kvalitetskontroller under biostase.
Kort sagt: Ved perfusjon erstattes blodet, samtidig som en kryobeskyttende løsning tilføres gjennom blodårene. Prosedyren må balansere isdemping mot toksisitet, osmotisk stress og ujevn fordeling.
Utforsk dette praktiske verktøyet
Bruk det interaktive verktøyet for å undersøke spørsmålet i denne artikkelen.
Laster inn det interaktive verktøyet ...
Videre lesestoff