Perfuzija s krioprotektivnimi snovmi ni zamenjava vsakega vodnega molekul v telesu. Gre za nadzorovan poskus razporeditve koncentrirane raztopine po žilnem sistemu.
Cilj je zatretje nastajanja ledu med hlajenjem, hkrati pa omejiti osmotski stres, kemijsko toksičnost in mehanske poškodbe.
Vprašanje, zakaj so krioprotektanti nujni
Hlajenje biološkega tkiva brez ustrezne zaščite običajno povzroči led. Nastajanje ledu preuredi vodo in snovi, deformira tkivo in lahko poškoduje membrane ter zunajcelične strukture.
Krioprotektivne snovizmanjšujejo nastajanje ledu in omogočajo vitrifikacijo pri dosegljivih hitrostih hlajenja.
Vitrifikacija pomeni nastanek amorfne trdne snovi namesto kristala. Gre za fizično stanje, ne pa za dokaz, da bi vsaka celica ostala sposobna.
Sodobni znanstveni okvir se je začel z 1984Cryobiology članek o vitrifikaciji.
Dostop, izpiranje in cirkulacija
Kirurška pot je odvisna od protokola in stanja pacienta. Velike žile se kanulirajo, da se ustvari vhod in izhod za perfuzat.
Najprej se kroži hladna nosilna raztopina, ki izpodrine kri, vzdržuje pH in volumen ter pripravi žilje za krioprotektant.
To imenovati 'čist platno' bi bilo zavajajoče. Obstoječi strdki, otekline, ateroskleroza, travme in po-smrtne poškodbe žilja ostajajo del sistema.
Tlak, pretok in temperatura morajo biti spremljani skupaj. Višji tlak lahko izboljša razporeditev, a prevelik tlak lahko poslabša otekline ali poškoduje žile.
Vprašanje, zakaj se koncentracija postopoma povečuje
Nenadna izpostavitev koncentriranemu krioprotektantu ustvari velike osmotska gradienta. Celice se lahko hitro skrčijo, tkivo pa se lahko poškoduje tudi brez ledu.
Protokoli zato koncentracijo povečujejo v stopnjah, hkrati pa vzdržujejo nizke temperature. Nižje temperature običajno zmanjšujejo hitrost reakcij in toksičnost, a spreminjajo tudi viskoznost in pretok.
Vzorce vhodnega in venskega odtoka je mogoče meriti z refraktometrom. Konvergenca nakazuje, da krožeča tekočina dosega ciljno koncentracijo.
To ne dokazuje enotne koncentracije znotraj vsakega tkiva. Perfuzat sledi žilam, in dostop do žilja lahko ni enakomeren.
Končni cilj je ocena
Perfuzija se konča, ko so doseženi cilji protokola za koncentracijo, temperaturo, tlak, pretok in čas izpostavljenosti, ali ko nadaljnji obtok ni več uporaben.
Časten izid ni »pacient je popolnoma vitrificiran«. Gre za »dostopna merjenja podpirajo določeno raven in porazdelitev krioprotekcije«.
Tomorrow.bio uporablja krioprotekcijo na terenu pred prevozom na daljavo. Njen javni pregled postopka navaja, da se krioprotektant vnaša postopoma po stabilizaciji.
Javnost je opisana tudi uporaba optimizirane formulacije VM-1. NedavenEBF research report dokumentira nadaljevanje validacijskega dela po simulirani postmortalni ishemiji.
Kaj še lahko poide narobe
Slab dostop do žilja lahko pusti regije podperfundirane. Krioprotektanti lahko so toksični. Temperaturni in osmotski gradienti lahko poškodujejo tkivo.
Ti kompromisi niso dokaz, da je perfuzija brez pomena. Vzrok je, da je kakovost protokola treba meriti, ne pa predpostavljati.
Po perfuziji pacient nadaljuje vtransport in nadzorovanoohlajanje skozi steklasto prehodno fazo.
Poznejše CT slikanje lahko preverja vidike porazdelitve krioprotektanta in nastanek ledu, kot je razpravljeno vbiostasis quality checks.
TL;DR: Perfuzija nadomešča kri in vodo s krioprotektivno raztopino skozi krvni obtok. Postopek mora uravnotežiti preprečevanje nastanka ledu z zastrupitvijo, osmotskim stresom in neenakomerno porazdelitvijo.
Raziščite to praktično orodje
Uporabite interaktivno orodje za raziskovanje vprašanja v tem članku.
Nalaganje interaktivnega orodja...
Dodatno branje