“我們研發了一種給冷凍組織快速加溫的獨特技術,它不會損害組織細胞的活性。”明尼蘇達大學生物醫學工程和機械工程系教授約翰·碧紹夫接受科技日報記者採訪時表示,這無疑克服了移植醫學中的一個重大障礙,或使器官冷凍保存成為現實。
碧紹夫說,因無法在冰上保存超過4個小時,每年有超過60%的心臟和肺臟捐助器官被丟棄。
研究主要參與者之一、明尼蘇達大學機械工程系和化學系博士后研究員高哲告訴記者,目前玻璃化(將生物性樣本超級冷凍成玻璃樣狀態)是唯一可以長期保存組織的方法,可用來保存細胞等小的生物樣品,如精子、卵子和臍帶血等。
該方法雖可將器官超低溫保存,但遺憾的是,在解凍過程中,器官組織會因冰晶的形成遭到損壞甚至碎裂,目前尚無可以有效長期保存器官的方法。
該團隊將磁性納米顆粒混入低溫冷凍液,並通過施加外部電磁場給整個樣本快速均勻加熱。他們用冷凍的人皮細胞、部分豬心組織及大容量(多達50毫升)的豬動脈來測試這一技術,樣品的活性和功能性均可以完全恢復。更重要的是,解凍之后,納米顆粒可被徹底地從樣本中洗脫。
盡管利用該技術可以給整個冷凍器官快速加溫,但還需做進一步的優化處理,碧紹夫表示,該技術的應用前景非常樂觀,目前,動物器官相關實驗已在進行中,很有可能在7—10年內開始人類器官保存實驗。此外,該技術還可用於向癌細胞發送令其致命的熱脈沖來治療癌症等。
這一研究成果日前發表在《科學·轉化醫學》雜志上。 (記者 姜靖)