Kryopreservering blir ofte fremstilt som et spørsmål om enten eller: Enten lyktes bevaringen, eller så gjorde den ikke det. I virkeligheten finnes det et bredt spekter av bevaringskvalitet, og noen få konkrete hindringer avgjør hvor godt et tilfelle lykkes.
Ingen av dem er mystiske. Hvert av dem er et konkret ingeniørproblem, og det arbeides med løsninger for dem alle.
Hindringene, i den rekkefølgen de oppstår
De fem hindrene under er en rekkefølge snarere enn en liste. Hvert av dem følger det forrige, og en svikt tidlig i forløpet gjør hvert senere ledd verre.
Tid, fordi iskemien aldri stanser
Fra det øyeblikket hjertet stopper, utsettes hjernen for iskemi. Alle pasienter opplever noe av dette. Det eneste spørsmålet er hvor mye.
Uten et standbyteam til stede kan et tilfelle innebære timer med kald iskemi, som igjen er innledet av varm iskemi, som er langt mer ødeleggende.
I dag forsøker fagfeltet å tallfeste skaden med mål som S-MIX, i stedet for bare å beskrive den med ord. Tidsbruken er den klart viktigste enkeltfaktoren for kvaliteten, og hele kappløpet mot celleforfallet handler om å redusere den.
Manglende reperfusjon, problemet forsinkelsen skaper
Iskemi etterlater en ettervirkning. Når vev har vært uten oksygen en stund, er det ofte ikke nok å bare presse væske gjennom det igjen.
Mikrosirkulasjonen lar seg ofte ikke gjenopprette uten videre. I studier av forsinket perfusjon klarte verken blodfortynnende midler gitt på forhånd eller trombolytiske legemidler gitt etterpå å gjenopprette blodgjennomstrømningen.
Blokkeringen skyldes altså ikke først og fremst blodkoagulering. Den er strukturell: Endotelcellene sveller inn i blodårene, væske i vevet rundt presser sammen kapillærene, og blodcellene blir stive nok til å tette den gjenværende åpningen.
Hvis perfusjonsvæsken ikke når jevnt ut i vevet, blir deler av hjernen ubeskyttet, uansett hvor god væsken ellers er.
Is, og kroppens mest ubeleilige egenskap
Menneskekroppen består av rundt 60 % vann, og vann utvider seg med rundt 9 % når det fryser, og danner is hovedsakelig i rommene mellom cellene.
Iskrystallene kan knuse cellene mekanisk og trekke vann osmotisk ut av dem. Å hindre dette er hele grunnen til at man bruker vitrifisering i stedet for frysing.
Men vitrifisering fungerer bare så godt som fordelingen av kryobeskyttelsesmiddelet i vevet. Der stoffet ikke når frem, kan is likevel dannes.
Toksisitet, balansen mellom to typer skade
Stoffene som forhindrer isdannelse, er giftige ved de konsentrasjonene som kreves, og vevet kan også ta skade av selve nedkjølingen underveis.
Konsentrasjonen må være høy nok til å oppnå vitrifisering, og lav nok til å unngå forgiftning. Nedkjølingen må være rask nok til å unngå isdannelse, og kontrollert nok til å unngå termisk stress.
Å gjøre dette handlingsrommet større har vært et hovedmål gjennom flere generasjoner av utvikling av perfusjonsløsninger, og mye av prosedyrenes historie handler om nettopp dette.
Sprekkdannelse ved den dypeste kulden
Vitrifisert vev er i en glassaktig tilstand, og denne tilstanden kan sprekke ved høy termisk belastning.
Nedkjøling helt ned til -196°C kan gi mikroskopiske sprekker, så nedkjølingen gjennomføres så gradvis som tidsskjemaet tillater.
Dette er en av grunnene til at fagfeltet utvikler lagring ved mellomtemperatur, der pasientene holdes under glassovergangstemperaturen, men ved høyere temperatur enn flytende nitrogen.
Hvorfor kvaliteten faktisk varierer fra person til person
Når disse faktorene ses i sammenheng, blir én ubehagelig konsekvens tydelig. To medlemmer som inngår samme avtale, kan få en målbart forskjellig bevaringskvalitet.
Forskjellen ligger sjelden i selve protokollen. Den ligger i omstendighetene protokollen måtte fungere under.
Ved et forventet dødsfall, med standby på plass, kan nedkjølingen starte sekunder etter hjertestans. Ved et dødsfall uten vitner, langt fra et team, kan nedkjølingen ikke starte like raskt.
Enkelte dødsfall krever obduksjon ved lov, og enkelte utelukker bevaring helt. Dette er beskrevet i når kryopreservering ikke er mulig.
Transport kan føre til flere timers forsinkelse. Derfor er logistikk og byråkrati tekniske utfordringer, ikke bare administrative forhold.
Denne variasjonen kan ikke møtes med ett generelt markedsføringsløfte. Løsningen er måling, åpenhet og kvalitetskontrollrutiner som registrerer hva som faktisk skjedde i hvert enkelt tilfelle.
Et medlem har krav på å få opplyst de faktiske målingene, også når resultatet er nedslående.
Hva som faktisk blir bedre
Hvert ledd i kjeden er et aktivt forskningsområde, og ingen av de fem står der de sto for et tiår siden.
Kryobeskyttelsesløsningene er mindre giftige. Beredskapsteamene og prosedyrene gjør at behandlingen kan nå pasienten raskere. Vurderingen har gått fra generelle beskrivelser til konkrete måltall.
Lagring ved mellomtemperatur angriper sprekkdannelsen direkte, og lagringsanlegget er bygget for å holde forholdene stabile i tiår.
Dette arbeidet er beskrevet i videreutviklingen av fagfeltet og i våre forsknings- og utviklingsinitiativer.
Det som ikke har endret seg, er problemets natur. Målet er å nå pasienten raskt, gjenopprette blodsirkulasjonen, fordele kryobeskyttelsesmiddelet jevnt, vitrifisere uten unødig toksisitet og kjøle ned uten sprekkdannelse.
Hvert av disse leddene er fortsatt et punkt der bevaringen kan svikte, og resultatet bestemmes av det svakeste leddet, ikke det sterkeste.
Kort fortalt: Bevaringskvaliteten avhenger av å begrense iskemi, gjenopprette blodsirkulasjonen, fordele kryobeskyttelsesmiddelet jevnt, kontrollere toksisitet, unngå isdannelse og håndtere termisk stress. Svakhet i ett eneste ledd kan forringe resultatet.
Utforsk dette praktiske verktøyet
Bruk det interaktive verktøyet for å undersøke spørsmålet i denne artikkelen.
Laster det interaktive verktøyet ...
Videre lesning