Aizsaldēšanas līdzeklis medicīniskajā procedūrā (zināms arī kā krioaizsardzības līdzeklis)

Javitrifikācija ir mērķis, tad ķermeni ievieto stabilā stikla veida stāvoklī, nevis iznīcinošā ledus stāvoklī, tad krioaizsargvielas ir paņēmiens, kas to padara fiziski iespējamu. Tās ir, gandrīz burtiski, medicīniskas pretledus vielas. Un līdzīgi kā daudzi no svarīgākajiem rīkiem šajā jomā, tām ir asa kompromisa cena. Visa procedūra ir veidota ap to. Viela, kas aizsargā audus no ledus, ir toksiska audiem, ja tās deva ir pārāk liela. Krioaizsargvielu izpratne nozīmē izpratni par to, kā šis spriegums tiek pārvaldīts.

Kāpēc ledus jāaptur, ar jebkādiem līdzekļiem

Sāciet ar ienaidnieku. Kad ūdens ķermenī sasalst, tas vienlaicīgi nodara divu veidu kaitējumu. Pirmais ir mehānisks: veidojoties ledus kristāliem, tie sasmalcina apkārt esošās šūnas līdz sašaurinātiem neaizsalstošas šķidruma kanāliem, deformējot smalkās struktūras iekšpusē. Otrais ir ķīmiskais: kad attīrīts ūdens sasalst, viss, kas tajā bija izšķīdināts, tiek iepresēts atlikušajā šķidrumā, koncentrējot sāļus un šķīstošās vielas līdz šīs šķidruma pudeles kļūst indīgas. Pat viens no tiem būtu slikti. Kopā tie padara parastos sasaldēšanu par uzticamu veidu iznīcināt tieši tās struktūras, kaskodē, kas jūs esat.

Krioaizsargvielas nodrošina, ka ledus nekad neattīstās. Audus, nevis sasaldējot, ievada stikla veida, vitrifikētā stāvoklī, un struktūra tiek saglabāta tik labi, cik ļauj perfūzija.

Kas krioaizsargvielas patiesībā ir

Krioaizsargvielas līdzīgas pretledus vielai, ko iepilda automašīnas dzesētājā: tās izšķīst ūdenī un pazemina temperatūru, pie kuras ūdens kristalizētos. Medicīniskās versijas, ko izmanto krioonikā, piemēram, glicerīns, etilēnglikols, propilēnglikols un dimetilsulfoksīds (DMSO), tiek izvēlētas un sajauktas tieši šim nolūkam. Tās iedalās divās grupās, kas darbojas kopā:

• Iekļūstošas vielas šķērso šūnas membrānu un novērš ledus veidošanosšūnas iekšpusē.
• Nekļūstošas vielas paliek ārpus šūnas un novērš ledus veidošanosstarppusē starp šūnām, kur tas parasti parādās vispirms. Iekļūstošas vielas šķērso šūnas membrānu un aizstāj lielāko daļu ūdens iekšpusē, novēršot ledus veidošanos pašā šūnā.

Tās tiek lietotas kopā no iemesla, kas izrādās būtisks. Jo nekļūstošās vielas pārņem vieglāko, ledum pakļautāko telpu ārpus šūnām, iekļūstošajām vielām nav jābūt tik augstā koncentrācijā iekš tām. Un koncentrācija, kā drīz redzēsim, ir vissvarīgākais jautājums.

Toksicitātes kompromiss, kas ir īstā stāsts

Šeit ir spriegums, kas definē visu krioprotekcijas jomas. Lai panāktu drošu vitrifikāciju, jums ir jāaizvieto liela daļa organisma ūdens ar krioprotektantu. Taču jo augstāka ir koncentrācija, jo toksiskāks līdzeklis kļūst audiem. Izmantojiet pārāk maz, un iegūsiet ledu. Izmantojiet pārāk daudz, un iegūsiet ķīmisko bojājumu. Māksla ir izraut adatu starp tiem.

Divas faktu liecina, ka adatu var izraut. Pirmkārt, toksicitāte atkarīga no temperatūras: līdzeklis, kas audiem būtu kaitīgs siltumā, kļūst daudz maigāks aukstumā. Tādēļ krioprotektanti tiek ievadīti pakāpeniski, ar augošu koncentrāciju, vienlaikus dzesējot ķermeni, tādējādi uzturot toksicitāti zemu katrā posmā. Otrkārt, pareizāslīdzekļu kombinācijas var samazināt kopējo maisījuma toksicitāti zem tā, ko izraisītu viens līdzeklis pilnā koncentrācijā. Šo maisījumu pareizi izveidot ir aktīvs pētniecības uzdevums, un tā uzlabošana ir viens no konkrētajiem mehānismiem, kā ietekmētnākotnes atdzīvināšanas kvalitāti.

Paši šķīdumi turpina kļūt labāki

Mūsdienās izmantotais krioprotektants nav viens ķīmiskais savienojums, bet gan rūpīgi pielāgots kokteilis, un tas ir desmitgažu ilgas iterācijas rezultāts. Kriobiologs Gregs Feihi izveidoja savas vitrifikācijas šķīdumus paaudzēs. Katrs no tiem novērsa kļūdu iepriekšējā. Agrīnie vienas vielas maisījumi atstāja vietu maisījumiem, kas sastāvēja no DMSO, amīdiem un propilēnglikola. Vēlāk etilēnglikols aizvietoja toksiskākos komponentus. Nākamais solis bija ledus blokējošas molekulas, kas nomāc kristalizāciju zemākās koncentrācijās. Pēdējais solis pielāgoja necaurlaidīgo komponentu līdzsvaru, lai mazinātu dzesēšanas radītos bojājumus. Pašreizējie cilvēku lietošanai paredzētie līdzekļi ir šīs ķēdes gala punkts. Tomorrow.bio un Cryonics Institute izmanto optimizētu VM1 šķīduma versiju. Tas sastāv no aptuveni vienādām daļām dimetilsulfoksīda un etilēnglikola. Citi sniedzēji izmanto savas patentētās formulas. Abi piedāvājumi atšķiras ar kompromisu starp izmaksām un dokumentāciju. VM1 ir daudz lētāks par gadījumu. Pētniekiem ir pat paredzams toksicitātes mērs, kas pierakstīts kā qv*, un tas palīdz projektēt maisījumus, kas vitrifikušanos nodrošina droši, nodarot vismazāko iespējamo kaitējumu. Punktu ir tas, ka “krioprotektants” nav fiksēts jēdziens, bet gan pārvietojams fronte, un katra uzlabojuma rezultātā tieši paaugstinās saglabāšanas precizitāte, tēma, ko varētu nosaukt parlauka attīstību.

Atklātais jautājums, ko neviens neslēpj

Ir vēl viens godīgs sarežģījums. Kriogēniskās temperatūrās krioprotektanti vispār nav toksiski, jo nekas nereaģē; viss ir apstājies. Toksicitāte ir problēmaatkausēšanas procesā. Atkausējot, līdzekļus būtu jāizņem ātri un tīri, lai izvairītos no audu bojājumiem. To izdarīt labi ir nākotnes medicīnas problēma, kas nodarbotos ar atdzīvināšanu. Šodien to nav iespējams atrisināt. Mēs to atzīstam skaidri, joatdzīvināšana pašlaik nav iespējama, un pretējā apgalvojuma izteikšana būtu negodīga. Derīgā pieņēmums ir, ka civilizācija, spējīga novērst nāves cēloni, spēs arī nodrošināt kontroles atkausēšanu, un saglabātā struktūra tai sniedz kaut ko vērtu, ar ko strādāt.

Šis līdzsvara akts; vairāk antifrīza pret mazāku toksicitāti; ir tieši tas, kur notiek lielākā daļa pašreizējās pētniecības Tomorrow.bio un citur. Katrs uzlabojums maisījumā ir tieša uzlabojuma ietekme uz to, cik precīzi cilvēka struktūra iztur ceļu līdz-196°C.

Papildu lasāmviela

• Salšana pretstatā vitrifikācijai
• Ko nozīmē isēmija, un kā tā ietekmē krioprezervāciju?
• Tehniskās grūtības augstas kvalitātes saglabāšanā
• Kritiskais terminu vārdnīca