快速无损解冻，20年前被冷冻的人们即将醒来！

图片来源：Elena Pavlovich/Shutterstock.com

　　研究人员开发了一种技术，使得他们在不破坏组织的情况下，快速解冻冷冻的人体组织和猪组织的样本——这项研发能够帮助人们摆脱等待器官移植的烦恼。

　　低温储藏能够使组织在液氮温度下进行长时间储存以及无损恢复。并且，这是几十年来科学家一直希望在大型组织样本和器官上实现的梦想。

　　如果能实现这样的梦想，这将不仅是科幻小说中的长寿之术在现实中的应用，还会更可行，因为这项技术使医院能够安全地将器官进行长期保存。

　　现在，在美国平均每天有22个人在等待器官移植的过程中去世。最大的挑战之一并不是器官的短缺——问题的症结在于，器官只能在冰袋中保存几个小时，否则就会产生不可逆转的损坏。

　　这意味着，尽管捐赠的器官数量足够，人们还是面临着巨大的后续问题——人们很难找到与器官匹配的受体，也很难将器官快速送到他们身边。

　　据估计，每年人们扔掉了超过60%的为移植而捐献的肺脏和心脏，因为肺脏和心脏在冰袋中的保存时间不超过四个小时，这样一来，我们就很难及时将器官移植到病人体内。

　　“只要有一半的被抛弃的器官能够得以有效移植，那么等待器官移植的名单会在两到三年之内消失。” 来自明尼苏达大学的研究团队领导者John Bischof将这次的研究成果发表在《科学转化医学期刊》上。

　　更好的解决方法是低温储藏——将组织保存在零下80摄氏度到零下190摄氏度的温度中。

　　玻璃化冷冻是最主要的低温储藏技术之一——这意味着用超冷冻的方法使生物样本进入约零下160摄氏度的玻璃化状态。实际上， Alcor等冷冻公司已经把玻璃化冷冻法应用于人类大脑的储存。

　　通过玻璃化冷冻的方式，我们能将器官保存几年甚至更长的时间。这意味着医生可以建立一个器官库，这将使得任何需要心脏和肺脏器官的人更为方便快捷地获得器官。

　　然而，虽然我们解决了冷冻的问题，另外的问题是解冻过程会导致冰晶形成并损坏组织，而组织也可能在化冻的过程中破碎。

　　过去，研究人员成功展现了解冻的过程可以在体积约为1毫升的小型组织样本中发生。但是，随着组织体积的增大到和人类的器官类似的大小，现在领先的对流技术——用缓慢的方法解冻——就不管用了。

　　这种状况现在就要改变了，明尼苏达大学的研究团队宣布研发出来了一种新的科技。这种科技允许科学家在不损毁冷冻组织的情况下，快速解冻人体组织和猪组织的样本。

　　“这是第一次任何人都能够处理大一些的生物体系统，在一分钟内，成功、快速而均匀地在不损坏组织的情况下，将组织的温度提升几百摄氏度。” Bischof 说。

　　研究团队使用微粒子法代替对流法对组织均匀地进行加热，这样冰晶就不会形成，组织也不会毁坏。

　　图片来源：Manuchehrabadi et al., Science Translational Medicine (2017)

　　为了达到这一目标，科学家将硅镀层的氧化铁颗粒与一种溶液混合，通过使用外部磁场，这种混合物会产生一种均匀的热量。

　　接着，他们利用新的微粒子解冻法和传统的慢速解冻法分别解冻1-50毫升的人类和猪的组织样本。

　　和控制组的样本不同的是，每次用微粒子法解冻的组织不会呈现出任何伤害。

　　你可以看看下面的对比，用微粒子法解冻的组织在红线的左边，控制组则在右边：

　　图片来源：Manuchehrabadi et al., Science Translational Medicine (2017)

　　接着，在融化后，人们很容易把微粒子从样本中洗掉。

　　研究团队也尝试加热一个80毫升的容器，但这个容器里没有任何组织的存在。研究人员发现，对80毫升的容器进行解冻所得到的关键数据也与小一些的样本容积相似。这意味着， 这种技术是可以规模化的。

　　“简单地说，在1毫升的样本中，微粒子解冻法和快速对流解冻法的可行性及生物力学测试相当；在50毫升的样本中，微粒子解冻法优于快速解冻法；从物理上来说，样本扩展为80毫升时，微粒子解冻法的优势仍然存在。” 研究团队写道。

　　“将来，我们相信可以微粒子解冻法可以应用于1升甚至更大的组织和器官中。”

　　研究团队承认，如果需要解冻大型的组织，甚至是整个器官就必须向器官或组织里注射微粒，而不仅是将组织和器官浸泡在粒子周围。这样能达到均匀加热的目的。这就是研究团队下一步要做的事。

　　亟需注意的一点是：研究团队目前并没有成功地将这项技术运用在器官上。因为器官是由不同种类的组织以复杂的方式排列起来的。

　　对于这个项目，我们需要做很多的优化和调整。因此，要成功地解冻低温储藏的器官，我们还有很长的路要走。但是，这是我们第一次成功将体积这么大的组织成功从低温储藏的状态中解冻，这非常激动人心。