使用血管模型和缩放研究的冷显微镜进行玻璃组织冷保存:观察和数学建模

科学领域:

• 低温生物学 低温生物学
• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 组织和器官的成功冷保存需要无冰的方法来防止冷伤害.
• 关键的挑战包括管理冰结晶,CPA毒性和机械应力.
• 扩大无冰冷保存的规模需要优化冷保护剂的解决方案.

研究的目的:

• 通过将DP6与合成冰调节器 (SIM) 结合起来,探索改善无冰冷缩条件.
• 为了评估DP6基溶液的毒性和玻璃化稳定性,用糖糖或商业冰阻塞剂 (X1000,Z1000) 在较大容量 (4-10毫升) 中.
• 评估冷保存对血管模型生命力和收缩性的影响.

主要方法:

• 结合了低温显微镜,热建模和固体力学分析.
• 在子鼻动脉和猪大腿动脉模型中评估代谢恢复和收缩能力.
• 对比DP6 + 糖与DP6 + X1000/Z1000的玻璃化稳定性和生存率.

主要成果:

• DP6 + 0.6M糖提供了一个稳定的玻璃化介质,在血管模型中达到>50%的存活率.
• DP6 + 1% X1000 + 1% Z1000导致可见的冰形成和显著降低回收 (~20%).
• 热建模证实了冷却/回暖速度,而热力学解释了瓶子材料对断裂发生的影响.

结论:

• 与糖糖相结合的DP6提供了一个有前途的方法,用于可扩展的无冰的血管组织冷保存.
• 在测试条件下,合成冰阻塞剂 (X1000,Z1000) 的效果低于糖糖.
• 瓶子材料 (塑料与玻璃) 在冷保存期间会影响机械应力和骨折.