Криопротективната перфузия не означава замяна на всички водни молекули в тялото. Това е контролирана процедура за разпределяне на концентриран разтвор в съдовата система.
Целта е да се потисне образуването на лед по време на охлаждането, като същевременно се ограничат осмотичният стрес, химическата токсичност и механичното увреждане.
Защо са необходими криопротектантите
Охлаждането на биологична тъкан без достатъчна защита обикновено води до образуване на лед. Ледът преразпределя водата и разтворените вещества, деформира тъканта и може да увреди мембраните и извънклетъчната структура.
Криопротективните агенти ограничават образуването на лед и позволяват витрификация при практически постижими скорости на охлаждане.
Витрификацията е преминаване в аморфно твърдо състояние, а не образуване на кристална структура. Това е физическо състояние, а не доказателство, че всяка клетка остава жизнеспособна.
Сред ранните ключови публикации за витрификацията е статия от 1984 г. в списание Cryobiology, посветена на витрификацията.
Достъп, измиване и циркулация
Хирургичният подход зависи от протокола и състоянието на пациента. В големите съдове се поставят канюли, които осигуряват входен и изходен път за перфузата.
Първо в кръвообращението се въвежда студен носещ разтвор, който измества кръвта, подпомага поддържането на pH и на циркулиращия обем и подготвя съдовата система за криопротектанта.
Подвеждащо е да се приема, че процедурата започва при напълно запазена съдова система. Съществуващите съсиреци, отоци, атеросклероза, травми и посмъртни съдови увреждания остават част от системата.
Налягането, потокът и температурата трябва да се следят заедно. По-високото налягане може да подобри разпределението, но прекомерното налягане може да влоши отока или да увреди съдовете.
Защо концентрацията се повишава постепенно
Внезапното излагане на концентриран криопротектант създава големи осмотични градиенти. Клетките могат бързо да се свият, а тъканта може да се увреди дори без образуване на лед.
Затова протоколите повишават концентрацията на етапи, при поддържане на ниски температури. По-ниските температури обикновено намаляват скоростта на реакциите и токсичността, но също така променят вискозитета и потока.
Проби от входа и от венозния изход могат да се анализират с рефрактометрия. Когато стойностите се сближават, това показва, че циркулиращата течност се приближава до целевата концентрация.
Това не доказва еднаква концентрация във всяка тъкан. Перфузатът се разпределя по съдовете, но кръвоснабдяването на отделните тъкани може да е неравномерно.
Определянето на крайната точка е приблизително
Перфузията приключва, когато бъдат достигнати протоколните цели за концентрация, температура, налягане, поток и продължителност на експозицията, или когато по-нататъшната циркулация вече не носи полза.
Коректният извод не е „пациентът е перфектно витрифициран“. По-точно е да се каже: „наличните измервания сочат определено ниво и разпределение на криопротекцията“.
Tomorrow.bio извършва криопротекция на място преди транспортиране на дълги разстояния. В публичното описание на процедурата се посочва, че криопротектантът се въвежда постепенно след стабилизиране на пациента.
Публично е описано и използването на оптимизирания разтвор VM-1. В неотдавнашен изследователски доклад на EBF се описва продължаваща работа по валидирането след симулирана исхемия след смъртта.
Какво все още може да се обърка
Слабият съдов достъп може да остави отделни области недостатъчно перфузирани. Криопротектантите могат да бъдат токсични. Температурните и осмотичните градиенти могат да увредят тъканта.
Тези ограничения и рискове не означават, че перфузията е безсмислена. Именно затова качеството на протокола трябва да се оценява с измервания, а не да се приема за даденост.
След перфузията пациентът се транспортира и се охлажда контролирано при преминаване през температурата на стъкловидния преход.
Впоследствие компютърната томография може да даде информация за отделни аспекти от разпределението на криопротектанта и образуването на лед според процедурите за контрол на качеството при биостазата.
Резюме: При перфузията кръвта се измества, а в тъканите чрез кръвоносната система се въвежда криопротективен разтвор. Процедурата трябва да ограничава образуването на лед, като същевременно свежда до минимум токсичността, осмотичния стрес и неравномерното разпределение.
Разгледайте този практически инструмент
Използвайте интерактивния инструмент, за да разгледате въпроса в тази статия.
Интерактивният инструмент се зарежда...
Допълнително четиво