Kryoprotektiv perfusion er ikke udskiftningen af hvert eneste vandmolekyle i en krop. Det er et kontrolleret forsøg på at distribuere en koncentreret opløsning gennem kredsløbssystemet.
Formålet er at undertrykke isdannelse under afkøling, samtidig med at osmotisk stress, kemisk toksicitet og mekanisk skade begrænses.
Hvorfor kryoprotektanter er nødvendige
Afkøling af biologisk væv uden tilstrækkelig beskyttelse danner normalt is. Isdannelse omfordeler vand og opløste stoffer, deformerer væv og kan beskadige membraner og ekstracellulær struktur.
Kryoprotektive midler reducerer isdannelse og muliggør vitrifikation ved opnåelige afkølingshastigheder.
Vitrifikation betyder dannelsen af en amorf fast form i stedet for en krystal. Det er en fysisk tilstand, ikke et bevis på at hver celle forbliver levedygtig.
Det moderne videnskabelige grundlag begyndte med en 1984Cryobiology artikel om vitrifikation.
Adgang, udvaskning og cirkulation
Den kirurgiske fremgangsmåde afhænger af protokollen og patientens tilstand. Store blodkar kanuleres for at skabe en indgang og en udgang for perfusatet.
En kold bæreropløsning cirkuleres først for at fortrænge blod, støtte pH og volumen, og forberede kredsløbet til kryoprotektant.
At kalde dette en ren tavle ville være vildledende. Eksisterende blodpropper, ødem, åreforkalkning, traumer og postmortem vaskulær skade forbliver en del af systemet.
Tryk, flow og temperatur skal overvåges sammen. Højere tryk kan forbedre distributionen, men for højt tryk kan forværre ødem eller beskadige blodkar.
Hvorfor koncentrationen stiger gradvist
En pludselig eksponering for koncentreret kryoprotektant skaber store osmotiske gradienter. Celler kan skrumpe hurtigt, og væv kan blive skadet selv uden is.
Protokoller øger derfor koncentrationen i faser, samtidig med at lave temperaturer opretholdes. Lavere temperaturer reducerer generelt reaktionshastigheder og toksicitet, men ændrer også viskositet og flow.
Indgangs- og venøs-effluent-prøver kan måles med refraktometri. Konvergens tyder på, at den cirkulerede væske nærmer sig den ønskede koncentration.
Det beviser ikke en ensartet koncentration i hvert væv. Perfusatet følger blodkar, og adgangen til blodkarrene kan være ujævn.
Slutpunktet er et skøn
Perfusionen slutter, når protokollens mål for koncentration, temperatur, tryk, flow og eksponeringstid er nået, eller når yderligere cirkulation ikke længere er nyttig.
Det ærlige resultat er ikke 'patienten er perfekt vitrificeret'. Det er 'de tilgængelige målinger understøtter et bestemt niveau og en bestemt fordeling af kryobeskyttelse'.
Tomorrow.bio bruger feltkryobeskyttelse før langdistance transport. Dens offentlige procesoversigt siger, at kryobeskyttelsesmidlet introduceres gradvist efter stabilisering.
Dens brug af en optimeret VM-1 formulering er også beskrevet offentligt. En nyligEBF forskningsrapport dokumenterer fortsat valideringsarbejde efter simuleret post mortem iskæmi.
Hvad kan stadig gå galt
Dårlig adgang til blodkarrene kan efterlade områder underperfunderede. Kryobeskyttelsesmidler kan være giftige. Temperatur- og osmotiske gradienter kan beskadige væv.
Disse afvejninger er ikke bevis for, at perfusion er meningsløs. De er grunden til, at protokollens kvalitet skal måles i stedet for at blive antaget.
Efter perfusionen fortsætter patienten tiltransport og en kontrolleretnedkøling gennem glasovergangen.
Senere CT-scanning kan teste aspekter af fordelingen af kryobeskyttelsesmidler og isdannelse, som diskuteret ibiostasis quality checks.
TL;DR: Perfusion erstatter blod og vand med en kryobeskyttende opløsning gennem blodkredsløbet. Proceduren skal afbalancere forebyggelse af isdannelse mod toksicitet, osmotisk stress og ujævn fordeling.
Udforsk dette praktiske værktøj
Brug det interaktive værktøj til at udforske spørgsmålet i denne artikel.
Indlæser det interaktive værktøj...
Yderligere læsning