Kryoprotektívna perfúzia nenahrádza v tele každú molekulu vody. Ide o kontrolovaný postup, ktorým sa cievnym systémom rozvádza koncentrovaný roztok.
Cieľom je zabrániť tvorbe ľadu počas chladenia a zároveň obmedziť osmotický stres, chemickú toxicitu a mechanické poškodenie tkaniva.
Prečo sú kryoprotektíva nevyhnutné
Chladenie biologického tkaniva bez dostatočnej ochrany zvyčajne vedie k tvorbe ľadu. Ľad pri vzniku premiestňuje vodu a rozpustené látky, deformuje tkanivo a môže poškodiť membrány aj mimobunkovú štruktúru.
Kryoprotektívne látky obmedzujú tvorbu ľadu a pri dosiahnuteľných rýchlostiach chladenia umožňujú vitrifikáciu.
Vitrifikácia znamená vznik amorfnej tuhej látky, nie kryštálu. Je to fyzikálny stav, nie dôkaz, že zostala zachovaná životaschopnosť každej bunky.
Dôležitý základ moderného vedeckého chápania vitrifikácie položila v roku 1984 štúdia publikovaná v časopise Cryobiology.
Prístup, vymytie krvi a obeh
Voľba chirurgického prístupu závisí od protokolu a stavu pacienta. Do veľkých ciev sa zavádzajú kanyly, ktoré vytvárajú vstup a výstup pre perfúzny roztok.
Najprv sa cievami rozvádza chladný nosný roztok, ktorý vytláča krv, udržiava pH a objem a pripravuje cievny systém na prijatie kryoprotektíva.
Bolo by nesprávne predpokladať, že cievny systém je na začiatku bez prekážok. Existujúce zrazeniny, edémy, aterosklerotické zmeny, poranenia a posmrtné poškodenie ciev sú súčasťou systému aj naďalej.
Tlak, prietok a teplotu treba sledovať spoločne. Vyšší tlak môže zlepšiť rozloženie roztoku, ale nadmerný tlak môže zhoršiť edém alebo poškodiť cievy.
Prečo sa koncentrácia zvyšuje postupne
Náhle vystavenie tkaniva koncentrovanému kryoprotektívu vytvára veľké osmotické gradienty. Bunky sa môžu rýchlo zmršťovať a tkanivo sa môže poškodiť aj bez tvorby ľadu.
Protokoly preto koncentráciu zvyšujú postupne, v niekoľkých krokoch a pri nízkych teplotách. Nízke teploty vo všeobecnosti spomaľujú chemické reakcie a znižujú toxicitu, zároveň však menia viskozitu a prietok roztoku.
Vzorky z prítoku a z venózneho odtoku sa dajú merať refraktometricky. Keď sa namerané hodnoty zbiehajú, naznačuje to, že cirkulujúci roztok sa približuje k cieľovej koncentrácii.
Nedokazuje to však rovnomernú koncentráciu vo všetkých tkanivách. Perfúzny roztok sa šíri cievnym systémom nerovnomerne a niektoré tkanivá tak môžu dostať menšiu dávku.
Konečný stav sa určuje nepriamo
Perfúzia sa končí po dosiahnutí hodnôt koncentrácie, teploty, tlaku, prietoku a času expozície stanovených protokolom, prípadne vtedy, keď pokračovanie už neprináša primeraný prínos.
Presnejšie by bolo nepovedať „pacient je perfektne vitrifikovaný“. Vhodnejšie je konštatovať: „Dostupné merania naznačujú určitú mieru kryoprotekcie a jej rozloženia.“
Tomorrow.bio vykonáva kryoprotekciu už v teréne pred prevozom na dlhú vzdialenosť. Podľa verejne dostupného opisu procesu sa kryoprotektívum zavádza postupne po stabilizácii pacienta.
Vo verejne dostupných materiáloch sa uvádza aj používanie optimalizovanej formulácie VM-1. Nedávna výskumná správa EBF opisuje ďalšie overovanie postupu v podmienkach simulovanej posmrtnej ischémie.
Čo sa môže pokaziť
Nedostatočný cievny prístup môže niektoré oblasti ponechať nedostatočne perfundované. Kryoprotektíva môžu byť toxické. Teplotné a osmotické gradienty môžu poškodiť tkanivo.
Tieto obmedzenia neznamenajú, že perfúzia je zbytočná. Preto treba kvalitu postupu hodnotiť na základe meraní, nie iba predpokladov.
Po perfúzii nasleduje prevoz pacienta a riadené ochladzovanie pod teplotu prevozu a k riadenému ochladeniu cez teplotu skleného prechodu.
Neskoršie CT vyšetrenie môže pomôcť posúdiť niektoré aspekty rozloženia kryoprotektíva a tvorby ľadu, ako vysvetľuje časť o kontrole kvality biostázy.
Zhrnutie: Pri perfúzii kryoprotektívny roztok postupne vytláča krv a nahrádza časť vody v tkanivách; rozvádza sa cievnym obehom. Postup musí hľadať rovnováhu medzi obmedzením tvorby ľadu, toxicitou, osmotickým stresom a nerovnomerným rozložením roztoku.
Preskúmajte tento praktický nástroj
Použite interaktívny nástroj na preskúmanie otázky v tomto článku.
Interaktívny nástroj sa načítava...
Ďalšie čítanie