发现可以打开门冷冻保存组织,整个器官

工程师开发一个数学模型来模拟在冷冻保护剂存在下的冷冻过程,并确定一种使损伤**小化的方法液氮罐,用于供应低温冷冻箱

CORVALLIS,Ore。 -俄勒冈州立大学工程学院的研究人员发现了一种新的“玻璃化”方法,即无冰冻低温保存,**终可以更广泛地使用极冷以保存组织,甚**器官用于以后使用。

研究结果在11月25日在PLOS ONE上公布,由国家科学基金会支持。

OSU化学,生物和环境工程学院副教授,医学生物处理专家Adam Higgins说:“这可能是保护更复杂组织和结构的重要一步。

冷冻保存已经在更简单的应用中广泛使用,例如保存精液,血液,胚胎,植物种子和一些其他生物应用。但是,它经常受到水冻结时发生的结晶的约束,这可能损坏或破坏组织和细胞,Higgins说。这类似于当一些食品存储在冷冻箱中时发生的情况,并且当解冻时损失它们的大部分质地。

为了解决这个问题,研究人员已经使用各种类型的冷冻保护剂,帮助减少冷冻过程中的细胞损伤,其中之一是乙二醇,同样的化合物常用于汽车散热器,以防止冻结。

Higgins说,一个问题是,许多这些冷冻保护剂是有毒的,可以损害或杀死他们试图保护的非常细胞免受极寒的力量。

在新的OSU研究中,工程师开发了一个数学模型来模拟在冷冻保护剂存在下的冷冻过程,并确定了一种**小化损伤的方法。他们发现,如果细胞**初暴露于低浓度的冷冻保护剂并且允许细胞溶胀的时间,则可以在快速加入高浓度的冷冻保护剂之后将样品玻璃化。**终结果是总体毒性小得多,Higgins说。

研究表明,玻璃化后的健康细胞存活率从常规方法的约10%增加到新的优化程序的80%以上。

“玻璃化**大的单个问题和限制因素是冷冻保护剂毒性,这有助于解决这个问题,”希金斯说。“该模型还应该帮助我们识别较少毒性的冷冻保护剂,并**终打开更复杂的组织和可能完整的器官玻璃化的大门。

如果这是可能的,玻璃化的更多应用是可行的,特别是在组织再生的快速发展领域中取得进展,其中干细胞可用于生长新组织或甚**器官。

组织可以少量制备,然后储存,直到移植需要。可以常规保存用于移植的器官,直到发现其使用的精确免疫匹配。在概念上,一个人甚**可以从自己的干细胞生长一个备用的心脏或肝脏,并通​​过玻璃化保存它,以防万一有需要,希金斯说。

重要的应用也可能在新药开发中找到。

现在使用传统的细胞培养系统或动物模型进行药物测试,其在许多情况下不能准确预测药物在人体中的作用。为了解决这个问题,研究人员正在开发“ 器官在芯片 ”或微流控室,包含人类细胞培养条件下模拟本机组织或器官。

这些新的“芯片上器官”系统可能能够更准确地预测人类中的药物反应,但是为了部署它们,细胞必须保存在长期储存中。新的研究可以帮助解决这一问题,使其可以将系统存储在玻璃化状态。

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