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發(fā)現(xiàn)可以打開(kāi)門(mén)冷凍保存組織,整個(gè)器官

點(diǎn)擊次數(shù):892 更新時(shí)間:2020-05-22

工程師開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬在冷凍保護(hù)劑存在下的冷凍過(guò)程,并確定一種使損傷**小化的方法液氮罐,用于供應(yīng)低溫冷凍箱CORVALLIS,Ore。 -俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的“玻璃化”方法,即無(wú)冰凍低溫保存,**終可以更廣泛地使用極冷以保存組織,甚**器官用于以后使用。液氮罐

研究結(jié)果在11月25日在PLOS ONE上公布,由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持。

OSU化學(xué),生物和環(huán)境工程學(xué)院副教授,醫(yī)學(xué)生物處理專(zhuān)家Adam Higgins說(shuō):“這可能是保護(hù)更復(fù)雜組織和結(jié)構(gòu)的重要一步。

冷凍保存已經(jīng)在更簡(jiǎn)單的應(yīng)用中廣泛使用,例如保存精液,血液,胚胎,植物種子和一些其他生物應(yīng)用。但是,它經(jīng)常受到水凍結(jié)時(shí)發(fā)生的結(jié)晶的約束,這可能損壞或破壞組織和細(xì)胞,Higgins說(shuō)。這類(lèi)似于當(dāng)一些食品存儲(chǔ)在冷凍箱中時(shí)發(fā)生的情況,并且當(dāng)解凍時(shí)損失它們的大部分質(zhì)地。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,研究人員已經(jīng)使用各種類(lèi)型的冷凍保護(hù)劑,幫助減少冷凍過(guò)程中的細(xì)胞損傷,其中之一是乙二醇,同樣的化合物常用于汽車(chē)散熱器,以防止凍結(jié)。

Higgins說(shuō),一個(gè)問(wèn)題是,許多這些冷凍保護(hù)劑是有毒的,可以損害或殺死他們?cè)噲D保護(hù)的非常細(xì)胞免受極寒的力量。

在新的OSU研究中,工程師開(kāi)發(fā)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬在冷凍保護(hù)劑存在下的冷凍過(guò)程,并確定了一種**小化損傷的方法。他們發(fā)現(xiàn),如果細(xì)胞**初暴露于低濃度的冷凍保護(hù)劑并且允許細(xì)胞溶脹的時(shí)間,則可以在快速加入高濃度的冷凍保護(hù)劑之后將樣品玻璃化。**終結(jié)果是總體毒性小得多,Higgins說(shuō)。

研究表明,玻璃化后的健康細(xì)胞存活率從常規(guī)方法的約10%增加到新的優(yōu)化程序的80%以上。

“玻璃化**大的單個(gè)問(wèn)題和限制因素是冷凍保護(hù)劑毒性,這有助于解決這個(gè)問(wèn)題,”希金斯說(shuō)。“該模型還應(yīng)該幫助我們識(shí)別較少毒性的冷凍保護(hù)劑,并**終打開(kāi)更復(fù)雜的組織和可能完整的器官玻璃化的大門(mén)。

如果這是可能的,玻璃化的更多應(yīng)用是可行的,特別是在組織再生的快速發(fā)展領(lǐng)域中取得進(jìn)展,其中干細(xì)胞可用于生長(zhǎng)新組織或甚**器官。

組織可以少量制備,然后儲(chǔ)存,直到移植需要。可以常規(guī)保存用于移植的器官,直到發(fā)現(xiàn)其使用的免疫匹配。在概念上,一個(gè)人甚**可以從自己的干細(xì)胞生長(zhǎng)一個(gè)備用的心臟或肝臟,并通??過(guò)玻璃化保存它,以防萬(wàn)一有需要,希金斯說(shuō)。

重要的應(yīng)用也可能在新藥開(kāi)發(fā)中找到。

現(xiàn)在使用傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)或動(dòng)物模型進(jìn)行藥物測(cè)試,其在許多情況下不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)藥物在人體中的作用。為了解決這個(gè)問(wèn)題,研究人員正在開(kāi)發(fā)“ 器官在芯片 ”或微流控室,包含人類(lèi)細(xì)胞培養(yǎng)條件下模擬本機(jī)組織或器官。

這些新的“芯片上器官”系統(tǒng)可能能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)人類(lèi)中的藥物反應(yīng),但是為了部署它們,細(xì)胞必須保存在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中。新的研究可以幫助解決這一問(wèn)題,使其可以將系統(tǒng)存儲(chǔ)在玻璃化狀態(tài)。液氮罐

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