Ученые разработали принципиально новую методику заморозки донорских органов

Объединенная команда ученых из нескольких институтов США разработала методику криогенной заморозки и отогревания органов, которые позволят им храниться в течение нескольких месяцев или лет.

По словам исследователей, эта методика стала серьезным прорывом в области криоконсервации, так как позволяет быстро отогреть крупные образцы ткани без разрушений, растрескиваний и мацерации. Этого удается добиться, путем разогрева ткани с помощью магнитных наночастиц, которые возбуждаются в магнитном поле, создавая быстрый и равномерный прилив тепла к органу.

В настоящее время донорские органы, сердце, печень и почки необходимо пересадить в течение нескольких часов, так как клетки начинают умирать, как только их лишают кровоснабжения. В результате 60% сердец и легких, предназначенных для пересадки, отбраковываются, так как они не могут храниться больше четырех часов. Согласно расчетам, при 100% использовании всех донорских органов очереди на пересадку могут быть устранены в течение двух-трех лет.

Ученые занимаются криоконсервацией в течение нескольких десятилетий, однако до сих пор удавалось успешно заморозить не более миллилитра крови, спермы или яйцеклеток. Более крупные образцы охлаждались с помощью витрификации — метода, при котором ткань пропитывалась антифризом. При охлаждении ниже 90 С жидкость застывала, как стекло, предохраняя от образования в тканях кристаллов льда. Однако при отогревании в тканях появлялись трещины. Причиной этому становились крошечные кристаллики льда, которые, появляясь в клетках, расширялись и разрушали клеточные структуры.

В своем исследовании ученые использовали новую технологию, названную ими «нанотепло». Эксперимент проводился на сердечных клапанах свиньи и кровеносных сосудах. Их пропитали криопротекторным раствором, смешанным с наночастицами оксида железа в оболочке из кремния, делающим оксид биологически инертным. После этого образцы охлаждались в жидком азоте до -160 С. При оттаивании образцы поместили внутрь электромагнитной катушки, предназначенной для создания переменного магнитного поля. Частицы оксида железа пульсировали в поле, равномерно отогревая ткани со скоростью 100 — 200 С в минуту, то есть в 10 — 100 раз быстрее, чем позволяли предыдущие методики. В отличие от контрольных образцов, которые отогревались с обычной скоростью ткани, отогретые по новой методике не повреждались. После размораживания наночастицы оксида железа удалялись из ткани, после чего орган был готов к пересадке. В настоящее время разработчики тестируют свою технологию на комбинации кожи, мышц и кровеносных сосудов человека. Это первый эксперимент с человеческими тканями, и если он будет успешным, ученые перейдут на заморозку человеческого лица и рук.

В рутинную практику эти методики перейдут еще не скоро — необходимо решить ряд серьезных научных проблем. Кроме того, для применения этого метода в клинической трансплантации необходим более тщательный анализ безопасности. Однако если технология позволит сохранять крупные органы, трансплантология сделает огромный качественный скачек, хотя заморозить, а затем оживить человека целиком не получится.

Источник: riaami.ru