Криопрезервацията се възприема като въпрос на успех или неуспех: човек е бил съхранен или не е бил. В действителност качеството варира в широк диапазон и няколко конкретни фактора определят къде попада всеки случай в този диапазон.
Нито едно от тези препятствия не е неизвестно. Всяко е конкретен инженерен проблем и по всяко от тях в момента се работи.
Веригата, в реда, в който се случва
Петте препятствия са свързани в последователен процес, а не представляват просто списък. Всяко следва предишното, и пропуск в началото влошава всичко след него.
Времето: исхемията продължава до възстановяването на кръвообращението
От момента, в който сърцето спре, мозъкът страда от исхемия. При всеки пациент има известна степен на исхемично увреждане. Въпросът е само колко голяма е.
Когато няма екип за незабавна намеса на място, случаят може да включва часове на студена исхемия, предшествани от топла исхемия, която е далеч по-разрушителна.
Днес в областта се използват количествени показатели, като S-MIX, вместо качеството да се описва само с общи оценки. Времето е най-важният фактор за качеството, затова основната цел е периодът до започване на процедурите да бъде максимално съкратен, в надпреварата с клетъчния разпад.
Затруднената реперфузия: последица от забавянето
Продължителната исхемия причинява промени, които затрудняват последващата перфузия. След продължително прекъсване на кръвоснабдяването възстановяването на перфузията често е затруднено.
Микроциркулацията може да не се възстанови нормално след подновяване на перфузията. При изследвания на забавена перфузия нито предварително приложените антикоагуланти, нито последващо приложените тромболитици са възстановили кръвотока.
Това показва, че запушването не се дължи главно на кръвни съсиреци. Проблемът е предимно структурен: ендотелните клетки набъбват, течността в околните тъкани притиска капилярите, а кръвните клетки губят способността си да преминават през най-фините съдове.
Ако криопротекторният разтвор не се разпредели равномерно в тъканта, отделни части на мозъка остават недостатъчно защитени, независимо от състава му.
Ледът и високото водно съдържание на организма
Човешкото тяло съдържа приблизително 60% вода. При замръзване водата се разширява с около 9%, а ледът се образува предимно в междуклетъчните пространства.
Това може механично да увреди клетките и чрез осмоза да извлече вода от тях. За да се избегнат тези увреждания, се използва витрификация вместо обикновено замразяване.
Ефективността на витрификацията зависи от това доколко равномерно е разпределен криопротекторът в тъканта. Там, където криопротекторът не достигне в достатъчна концентрация, все пак може да се образува лед.
Токсичността и тесният баланс между два риска
В концентрациите, нужни за потискане на образуването на лед, криопротекторите могат да бъдат токсични, а самото охлаждане също може да увреди тъканите.
Концентрацията трябва да е достатъчно висока за витрификация, но и достатъчно ниска, за да ограничи токсичното увреждане на тъканите. Охлаждането трябва да е достатъчно бързо, за да изпревари образуването на лед, и достатъчно контролирано, за да се избегне термичен стрес.
Разширяването на този работен диапазон е основна цел в разработването на криопротекторни разтвори, а напредъкът в историята на процедурите до голяма степен се дължи именно на това.
Напукване при много ниски температури
При витрификацията тъканта преминава в стъкловидно състояние, което може да се напука при силен термичен стрес.
Охлаждането до -196 °C може да предизвика микроскопични пукнатини, затова температурата се понижава възможно най-постепенно според протокола.
Това е една от причините в областта да се разработва съхранение при междинни температури, при което пациентите се поддържат под температурата на встъкляване, но при по-висока температура от тази на течния азот.
Защо качеството наистина се различава при различните хора
Когато се вземат предвид всички тези фактори, се налага един неудобен извод. Двама души с един и същ договор могат да получат процедури по съхранение с осезаемо различно качество.
Разликата рядко се дължи единствено на самия протокол. По-често тя зависи от обстоятелствата, при които протоколът е бил приложен.
При очаквана смърт и осигурен екип за незабавна намеса охлаждането може да започне секунди след спирането на сърцето. При смърт без свидетели, настъпила далеч от такъв екип, това не е възможно.
При някои случаи на смърт законът изисква извършването на аутопсия, а при други обстоятелствата изключват възможността за съхранение. Тези случаи са описани в „Кога не можете да бъдете криопрезервирани“.
Транспортът може да добави часове забавяне, затова логистичните и административните процедури са част от техническите условия за качествено съхранение.
Отговорът на тези различия не бива да бъде универсално маркетингово обещание. Необходими са измерване, прозрачно оповестяване на резултатите и процедури за контрол на качеството, които документират какво действително е станало във всеки случай.
Всеки член има право на реална оценка на резултата, включително когато тя е разочароваща.
Какво всъщност се подобрява
Всеки от тези фактори е предмет на активни изследвания и през последните десетилетия е постигнат напредък по всички тях.
Разтворите са по-малко токсични. Екипите достигат до пациентите по-бързо, а процедурите започват по-рано. Оценката преминава от общи качествени описания към конкретни измерими показатели.
Съхранението при междинни температури е насочено пряко към ограничаване на напукването, а съоръженията за дългосрочно съхранение са проектирани да поддържат стабилни условия в продължение на десетилетия.
Тази работа е разгледана в „Развитието на областта“ и в „Нашите изследователски и развойни инициативи“.
Основните предизвикателства остават същите. Необходимо е бързо достигане до пациента, възстановяване на кръвообращението, равномерно разпределение на криопротектора, витрификация с минимална токсичност и охлаждане без напукване.
Всеки от тези етапи може да влоши крайния резултат, който се определя от най-слабото звено, а не от най-силното.
Обобщено: качеството на съхранението зависи от ограничаването на исхемията, възстановяването на кръвообращението, равномерното разпределение на криопротектора, ограничаването на токсичността, предотвратяването на образуването на лед и контрола на термичния стрес. Недостатък на който и да е етап може да влоши качеството на крайния резултат.
Разгледайте този практически инструмент
Използвайте интерактивния инструмент, за да разгледате въпроса в тази статия.
Зареждане на интерактивния инструмент...
Допълнително четиво