物理玻璃化和纳米加热在升级规模的CPA体积:朝着器官冷保存

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 低温生物学 低温生物学
• 移植科学 移植科学

背景情况:

• 器官移植受限于供体器官的可用性.
• 玻璃化为器官储存提供了一个潜在的解决方案,但在人类器官尺度上面临着挑战.
• 之前的大量玻璃化尝试由于冰形成和裂而失败.

研究的目的:

• 为了测试对人类器官相关的大容量 (0.5-3L) 的玻璃化和重新加热的可行性.
• 评估不同的冷保护剂 (CPA) 和冷却方法,以获得成功的玻璃化.
• 为了证明未来器官储存和移植的潜力.

主要方法:

• 使用CPAs如M22,VS55和40%乙烯基醇 (EG) +0.6M糖进行了玻璃化,体积高达3L.
• 优化的对流冷却被用来防止冰的形成和裂.
• 使用视觉检查,温度计和X射线微型计算机断层扫描 (μCT) 验证了玻璃化成功.
• 用铁氧化物纳米颗粒和120千瓦的射频线圈进行纳米加热测试.

主要成果:

• M22和EG+糖在0.5升时实现了玻璃化,而只有M22在3升时成功.
• 在任何测试体积下,VS55都未能进行玻璃化.
• 猪肝使用EG+糖成功化,但没有重新加热.
• 在M22的2L体积中,在约88°C/分钟的温度下实现了均的回暖.

结论:

• 人体器官尺度玻璃化和回暖是物理可能的.
• 这项研究为大量器官储存提供了概念验证.
• 需要进一步优化才能成功地使玻璃化器官,特别是肝脏,重新变暖.