Kryoprotektiv perfusion är inte utbytet av varje vattenmolekyl i en kropp. Det är ett kontrollerat försök att fördela en koncentrerad lösning genom blodkärlsystemet.
Målet är att undertrycka isbildning under nedkylning samtidigt som du begränsar osmotisk stress, kemisk toxicitet och mekanisk skada.
Varför kryoprotektanter är nödvändiga
Att kyla biologisk vävnad utan tillräckligt skydd brukar leda till is. Isbildning omfördelar vatten och lösta ämnen, deformerar vävnad och kan skada membran och extracellulär struktur.
Kryoprotektiva medel minskar isbildning och möjliggör vitrifikation vid uppnåeliga nedkylningshastigheter.
Vitrifikation innebär att bilda en amorf fast substans istället för en kristall. Det är ett fysikaliskt tillstånd, inte ett bevis för att varje cell förblir livskraftig.
Det moderna vetenskapliga ramverket började med en 1984Cryobiology-artikel om vitrifikation.
Tillgång, utspolning och cirkulation
Den kirurgiska vägen beror på protokollet och patientens tillstånd. Stora blodkärl kanuleras för att skapa en inlopp och en utlopp för perfusat.
En kall bärarlösning cirkuleras först för att förskjuta blod, stödja pH och volym, och förbereda blodkärlen för kryoprotektant.
Att kalla detta för en ren duk skulle vara missvisande. Befintliga blodproppar, ödem, åderförkalkning, trauma och postmortala kärlskador förblir en del av systemet.
Tryck, flöde och temperatur måste övervakas tillsammans. Högre tryck kan förbättra distributionen, men alltför högt tryck kan förvärra ödem eller skada blodkärl.
Varför koncentrationen stiger gradvis
En plötslig exponering för koncentrerad kryoprotektant skapar stora osmotiska gradienter. Celler kan krympa snabbt, och vävnad kan skadas även utan is.
Protokoll ökar därför koncentrationen i steg samtidigt som de håller låga temperaturer. Lägre temperaturer minskar vanligtvis reaktionshastigheter och toxicitet, men ändrar också viskositet och flöde.
Inlopp- och venöst utflödesprover kan mätas med refraktometri. Konvergens tyder på att cirkulerad vätska närmar sig den önskade koncentrationen.
Det bevisar inte en jämn koncentration i alla vävnader. Perfusatet följer blodkärlen, och tillgången till blodkärl kan vara ojämn.
Slutmålet är en uppskattning
Perfusionen avslutas när protokollets mål för koncentration, temperatur, tryck, flöde och exponeringstid har uppnåtts, eller när vidare cirkulation inte längre är användbar.
Det ärliga resultatet är inte att patienten är perfekt vitrifierad. Det är att de tillgängliga mätningarna stödjer en specifik nivå och fördelning av kryoprotektion.
Tomorrow.bio använder fältkryoprotektion före långväga transport. Dess offentliga processöversikt säger att kryoprotektanten introduceras gradvis efter stabilisering.
Användningen av en optimerad VM-1-formulering beskrivs också offentligt. En nyligen publiceradEBF forskningsrapport dokumenterar fortsatt valideringsarbete efter simulerad postmortem ischemi.
Vad kan fortfarande gå fel
Dålig tillgång till blodkärl kan lämna vissa områden underperfunderade. Kryoprotektanter kan vara giftiga. Temperatur- och osmotiska gradienter kan skada vävnaden.
Dessa avvägningar är inte bevis för att perfusion är meningslös. De är anledningen till att protokollkvalitet måste mätas snarare än antas.
Efter perfusion fortsätter patienten tilltransport och en kontrolleradavkylning genom glasövergången.
Senare CT-bildtagning kan testa aspekter av kryoprotektantfördelning och isbildning, som diskuteras ibiostasis quality checks.
TL;DR: Perfusion ersätter blod och vatten med en kryoprotektiv lösning genom blodomloppet. Förfarandet måste balansera isförhindring mot toxicitet, osmotisk stress och ojämn fördelning.
Utforska det här praktiska verktyget
Använd det interaktiva verktyget för att undersöka frågan i den här artikeln.
Laddar det interaktiva verktyget...
Vidare läsning