Vedci z Massachusettského centra pre aplikáciu technológií v medicíne (MGH-CEM) vyvinuli jednoduchú metódu udržiavania vody a vodných roztokov v tekutom stave pri teplotách hlboko pod normálnym „bodom mrazu“po veľmi dlhú dobu. Aj keď to dokázali iba za pár uncí, ich prístup popísaný v Nature Communications mohol jedného dňa zabezpečiť bezpečnú a dlhodobú konzerváciu krvných buniek, tkanív a orgánov a zlepšiť bezpečnosť potravín.
„Voda a ďalšie vodné roztoky v objemoch, s ktorými sa stretávame každý deň, zvyčajne zamrznú, keď sa ochladia pod bod mrazu 0 stupňov Celzia,“hovorí Burk Usta, Ph. D. z MGH-CEM, spoluautor práce. „Náš prístup, ktorý sme nazvali„ hlboká hypotermia “, je pokryť povrch takejto kvapaliny roztokom, ktorý sa nemieša s vodou, napríklad s minerálnym olejom, a tak blokovať interakciu medzi vodou a vzduchom. Tento prekvapivo jednoduchý, praktický a lacný prístup k podchladeniu tekutín na dlhšie obdobia by mohol otvoriť mnoho metód konzervovania potravín a liekov a umožniť základné experimenty, ktoré predtým neboli k dispozícii. “
Môžu byť orgány dlhodobo zmrazené?
Vo väčšine skutočných prostredí začne voda a vodné roztoky zmrznúť, keď teplota klesne pod nulu, a náhodne sa tvoria ľadové kryštály, keď kvapaliny prichádzajú do styku so vzduchom alebo rôznymi nečistotami v roztoku. Podchladenie, ktoré umožňuje udržiavať kvapalinu na nízkej teplote bez kryštalizácie, sa môže uskutočňovať iba v malom množstve a na krátke časové obdobia pomocou vysokotlakového zariadenia, ktoré je drahé a môže poškodiť tkanivá alebo iné biologické materiály.
Zníženie teploty akéhokoľvek biologického materiálu - napríklad počas chladného skladovania potravín a orgánov, ktoré sa rýchlo kazia, na transplantáciu - spomaľuje metabolické a iné reakcie. Podchladenie predlžuje toto metabolické spomalenie bez poškodenia spôsobeného kryštalizáciou ľadu. Vedci zistili, že utesnenie povrchu malej (1 ml) vzorky vody olejom na báze uhľovodíkov, ako je minerálny olej, olivový olej alebo parafínový olej, môže potlačiť tvorbu ľadu pri teplotách až -13 stupňov po dobu jedného týždňa. V priebehu experimentov so zložitejšími olejmi a jednoduchými uhľovodíkmi, ako sú alkoholy a alkány, sa im podarilo udržať 1 ml vzoriek vody a bunkovej suspenzie podchladené na -20 stupňov po dobu 100 dní a 100 ml vzoriek po dobu jedného týždňa.
Iľja Khel