Bilim adamları, insan hücrelerini yeniden canlandırmak ve dondurmak için "sıfır hasar" teknolojisini icat ettiler ve organ kıtlığı iyileşecek
Son zamanlarda, bilim adamları bir Yeni nano manyetik ısıtma teknolojisi, Donmuş insan hücrelerini ve dokularını sıfır hasarla canlandırabilir.
İnsan vücudunu dondurmak demek kullanmak demektir Buz koruması (Kriyoprezervasyon) Dokuyu sıvı nitrojende (-160 ° C) uzun süre koruyan ve ardından gerektiğinde iyileşmesi için dokuyu ısıtan bir teknolojidir.
Donmuş dokuyu hasarsız ısıtın Evet Çok zor bir şey , Bu sadece tek tip ısıtmayı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda belirli bir ısıtma oranını korumalıdır. Bu süreçte buz kristalleri üretildikten sonra, ortaya çıkan mekanik kuvvet hücrelere zarar verecek ve doku aktivitesini büyük ölçüde azaltacaktır. .
Son zamanlarda, bilim adamları bir Yeni nano malzeme manyetik ısıtma organizasyonu, 50 ml'ye kadar hacme sahip biyolojik dokuların, hasar görmeden dakikada 130 ° C'nin üzerinde bir hızda homojen bir şekilde ısıtılmasını sağlayabilir. Daha önce, diğer teknolojiler zarar görmeden sadece 1 ml biyolojik dokuyu ısıtabilir ve yeniden canlandırabilirdi.Bu teknoloji, önceki teknik sınırı aşarak hacmi bir bütün olarak artırdı. Elli kere .
İnsan organlarının dondurularak saklanması her zaman herkesin hayalini kurduğu bir teknoloji olmuştur. Bilim kurgu filmlerinde insan hayatını uzatmak için kış uykusuna yatma kabinlerinin kullanılmasından bahsetmiyorum bile. Organlar dondurulup korunabilirse organ sıkıntısı sorunu çözülebilir.
Anket sadece Amerika Birleşik Devletleri'nde, Organ naklini beklerken her gün 22'ye kadar insan ölüyor . Organ kıtlığı sorunu genellikle yetersiz donörlerden değil, bağışlanan organların uzun süre saklanamaması, hastaya ulaşmadan önce "kırılması" ve biyolojik aktiviteye sahip olmamasından kaynaklanmaktadır.
Örneğin kalp ve akciğerler en fazla dört saat buz üzerinde saklanabilir; karaciğer, ince bağırsak ve pankreas ise ancak 8-12 saat saklanabilir. bu nedenle Organların% 60'ından fazlası, alıcıya ulaşmak için çok geç kaldıkları için atılmak zorunda kaldı . Bu kırık organların uygun bir şekilde dondurulduğu varsayılır ve alıcıya ulaştıktan sonra aktivitesini kaybetmeden canlandırılır. Organ sıkıntısı sorunu büyük ölçüde iyileştirilebilir.
Bilim adamları bunu tahmin ediyor Boşa harcanan bu organların yarısı korunabildiği sürece, önümüzdeki iki ila üç yıl içinde organ sıkıntısı olmayacak.
Vitrifikasyon (Vitrifikasyon), organları dondurmak için en gelişmiş teknolojidir ve bir şirket (Alcor) bu teknolojiyi insan beynini dondurmak için zaten kullanmıştır. Bununla birlikte, nispeten gelişmiş kriyoprezervasyon teknolojisi karşısında, Kriyo-resüsitasyon teknolojisinin gelişimi nispeten yavaştır.
Bu, uygun teknoloji yoksa, İnsan organ bankası sadece bir "maske" olacaktır, organlar sadece dondurulabilir, ancak makul bir şekilde "çıkarılamaz".
Doku vitrifikasyonu, iletim konveksiyonlu ısıtma ve nano ısıtmanın şematik diyagramı. Orta A-B'de doku antifriz içerisine yerleştirilir ve sıvı nitrojen içinde depolanır. Soldaki C-D, kondüksiyon konveksiyon ısıtmadır.Maviden kırmızıya renk, sıcaklığın düşükten yükseğe doğru olduğunu gösterir.Kryoprezervasyon tüpünün sıcaklığının dışarıdan daha yüksek ve sıcaklığın ortaya yaklaştıkça daha düşük olduğu görülebilir. Sağdaki E-F, yeni bir tür nano-manyetik ısıtmayı temsil eder. Düzgün bir manyetik alan altında, kriyotüpün her bir parçasının sıcaklığı aynıdır. Çözüldükten sonra, hücreler hala canlıdır ve doku yeniden kullanılabilir.
İletken konveksiyonla ısıtma, küçük hacimli donmuş biyolojik dokuları ısıtmak için "standart yöntem" dir. Ancak biyolojik doku hacmi büyüdükçe, İletken ısıtma yeterince tekdüze değildir, buz kristalleri dokuya zarar verir veya düzensiz ısıtma nedeniyle doku doğrudan parçalanır.
Bu sorunun üstesinden gelmek için bilim adamları, " Nano Mikrodalga "yöntem.
Yaklaşık 50 nm çapında demir oksit nanopartikülleri (IONP) karıştırdılar ve doku ile silikon dioksit ile kapladılar. tekrar Dokuyu tek tip bir manyetik alan aracılığıyla ısıtmak (Çalışma prensibi mikrodalga fırınımıza benzer), Buz kristali üretmeden dokunun tüm kısımlarının neredeyse aynı hızda ısınmasını sağlar . Doku tamamen eridiğinde, nispeten saf ve canlı bir doku elde etmek için nanoparçacıklar yıkanır.
onlar Bir dizi domuz ve insan doku hücresini test etti, 1 ml'lik küçük bir hacimden 50 ml'lik büyük bir hacme kadar, geleneksel konveksiyonlu ısıtma resüsitasyonu ve yeni nano ısıtma resüsitasyonu karşılaştırılır.
1 ml'lik bir hacimde, nano ısıtma ve geleneksel ısıtmadan sonraki hücreler benzer hayatta kalma oranlarına ve biyomekanik özelliklere sahiptir. 50 ml'lik bir hacimde, geleneksel ısıtmanın hücre hayatta kalma oranı yaklaşık% 80 azaltılır ve nano ısıtmanın hücre hayatta kalma oranı neredeyse değişmez. basit ifadeyle, Nano mikrodalga fırın teknolojisi, küçük olduğunda "standart yöntem" kadar kullanışlıdır, büyük olduğunda yeni bir standart yöntem haline gelebilir.
Ek olarak, bilim adamları bu yöntemi domuzların arterlerini dondurmak ve yeniden ısıtmak için de kullandılar. Daha sonra ilgilen Kan damarları ile orijinal kan damarları arasında uzunluk ve esneklik açısından önemli bir fark yoktur ve diğer biyomekanik özellikler neredeyse değişmeden kalır.
Elbette bu araştırmanın hala bazı sınırlamaları var. Tüm organı yeniden canlandırmanız gerekiyorsa, önce yapmanız gerekir. Bu nanopartikülleri tüm organa eşit şekilde enjekte edin. Bu teknik problem aynı zamanda bilim adamlarının bir sonraki adımda üstesinden gelmesi gereken bir problemdir.
Ek olarak, bu deney Gerçekten başarılı olmadı Bütün bir organı dondurun ve sonra iyileşmesi için ısıtın . Tüm organı gerçekten dondurmaktan ve korumaktan hala belirli bir mesafe uzakta olsak da, bu nano partikül manyetik ısıtma teknolojisi şimdiden çok heyecan verici.
"Bu, insanoğlunun büyük miktarda biyolojik dokuyu sıfır santigrat derecenin altındaki birkaç yüz dereceden başarıyla kurtardığı ilk kez, ısınmaya ve aktiviteyi sürdürmeye devam ediyor." Minnesota Üniversitesi'nde makine mühendisliği ve biyomühendislik profesörü olan John Bischof dedi.
Aynı zamanda bu araştırmadaki kıdemli bilim adamlarından biridir: "Yüksek ve düşük sıcaklıkların sınırlarını aştık ve çoğu zaman sınırları aşarken, birçok ilginç şey bulacaksınız. Bu araştırma gerçekten heyecan verici, organ bankasının kurulması için teknik destek sağlayacak. Tabii ki, aynı zamanda çok büyük bir sosyal etkiye sahip olacak. Organ dondurmanın ötesinde birçok uygulama olabilir. "
