A krioprezervációt sokan úgy kezelik, mintha csak sikeres vagy sikertelen lehetne: valakit megőriztek, vagy nem. A valóság ennél árnyaltabb: számos konkrét tényező befolyásolja, milyen minőségben valósítható meg egy adott eset megőrzése.
Egyik akadály sem titokzatos. Mindegyik konkrét mérnöki probléma, amelynek megoldásán folyamatosan dolgoznak.
Hogyan követik egymást a folyamat egyes szakaszai
Az alább felsorolt öt akadály nem egyszerű lista, hanem egymást követő szakasz. Mindegyik az előző szakasz eredményétől függ, ezért egy korai probléma a későbbi lépések hatékonyságát is rontja.
Az idő, mert az iszkémia nem áll meg
Attól a pillanattól, hogy a szív leáll, az agy iszkémiát szenved. Minden krioprezervációs esetet érint valamilyen mértékben az iszkémia. Csak az a kérdés, mennyire súlyosan.
Ha nincs készenléti csapat a helyszínen, a megőrzést akár többórás hideg iszkémia is megelőzheti, amely előtt meleg iszkémia zajlik, és ez jóval súlyosabb károsodással jár.
A szakterület ma már nemcsak leírja, hanem olyan mutatókkal is méri ezt, mint az S-MIX. A minőség szempontjából messze az idő a legfontosabb tényező, ezért a sejtszintű bomlás elleni versenyfutás kulcsa az időveszteség csökkentése.
A no reflow jelenség: a késedelmes perfúzió következménye
Az iszkémia hatása a keringés helyreállítása után is fennmaradhat. Ha egy szövet egy ideig oxigénhiányos, a keringés egyszerű helyreállítása gyakran nem elegendő.
A mikrokeringésben az áramlás helyreállítása akadályokba ütközhet. A késleltetett perfúziót vizsgáló kutatásokban sem az előzetesen adott véralvadásgátlók, sem a később alkalmazott vérrögoldó gyógyszerek nem állították helyre az áramlást.
Az elzáródás tehát nem elsősorban a vérrögök jelenlétével magyarázható. Szerkezeti okai vannak: az endotélsejtek megduzzadnak, a környező szövetben felgyülemlő folyadék összenyomja a hajszálereket, a vérsejtek pedig merevebbé válhatnak, és elzárhatják a még átjárható ereket is.
Ha a krioprotektáns oldat nem jut el egyenletesen a szövetekhez, az agy egyes részei védelem nélkül maradnak, bármilyen jó is az oldat összetétele.
A jégképződés problémája: a szervezet magas víztartalma
Az emberi test körülbelül 60% vizet tartalmaz. A víz fagyáskor mintegy 9%-kal tágul, és a jég jórészt a sejtek közötti térben képződik.
A jégképződés mechanikai károsodást okozhat a sejtekben, emellett ozmotikus úton vizet von el belőlük. Ezért alkalmaznak a hagyományos fagyasztás helyett vitrifikációt.
A vitrifikáció azonban csak annyira hatékony, amennyire egyenletesen oszlik el a krioprotektáns a szövetben. Ahol a krioprotektáns nem éri el a megfelelő koncentrációt, ott jég képződhet.
A toxicitás és a jégképződés közötti kényes egyensúly
A jégképződést megakadályozó anyagok a szükséges koncentrációban toxikusak, ráadásul a szövet a lehűlés során hidegkárosodást is szenvedhet.
A koncentrációnak elég magasnak kell lennie a vitrifikációhoz, és elég alacsonynak, hogy ne mérgezze a szövetet. A hűtésnek elég gyorsnak kell lennie, hogy megelőzze a jégképződést, és elég kontrolláltnak, hogy elkerülje a hőstresszt.
Az oldatok összetételének fejlesztése régóta azt célozza, hogy szélesebb legyen a biztonságosan alkalmazható tartomány; az eljárások fejlődése nagyrészt erről szólt.
Repedésképződés nagyon alacsony hőmérsékleten
A vitrifikált szövet üvegszerű állapotban van, és ez az állapot elegendő hőstressz hatására megrepedhet.
A -196 °C-ig tartó lehűtés mikroszkopikus repedéseket okozhat, ezért a hűtést lehetőség szerint fokozatosan végzik.
Ez is indokolja a köztes hőmérsékleten történő tárolás fejlesztését: ilyenkor a pácienseket az üvegesedési hőmérséklet alatt, de a folyékony nitrogén hőmérsékleténél magasabb hőmérsékleten tárolják.
Miért különbözik valóban a minőség emberenként
Ha ezeket a tényezőket együtt vizsgáljuk, kényelmetlen következtetésre jutunk. Két, azonos szerződési feltételekkel rendelkező tag megőrzésének minősége mérhetően eltérhet.
A különbség ritkán a protokollból ered. Inkább abból adódik, milyen körülmények között kellett végrehajtani a protokollt.
Előre látható haláleset esetén, ha készenléti csapat áll rendelkezésre, a szívmegállás és a hűtés megkezdése között csupán másodpercek telhetnek el. Ha a haláleset észrevétlenül, a készenléti csapattól távol következik be, ez nem lehetséges.
Egyes halálesetek esetében jogszabály ír elő boncolást, más esetek pedig teljesen kizárják a megőrzés lehetőségét. Az ilyen eseteket a Mikor nem lehet valakit krioprezerválni? című összefoglaló ismerteti.
A szállítás további órákat vehet igénybe, ezért a logisztika és az ügyintézés közvetlenül befolyásolja a megőrzés technikai minőségét.
Az eltérésekre nem az egységes marketingígéret a megfelelő válasz, hanem a mérés, az átlátható tájékoztatás és az olyan minőségellenőrzési eljárások alkalmazása, amelyek dokumentálják az adott esetben történteket.
A tagnak joga van a tényleges adatok megismeréséhez akkor is, ha azok kedvezőtlen képet mutatnak.
Mi javul valójában
A folyamat minden eleme intenzív kutatás tárgya, és az öt terület mindegyike jelentősen fejlődött az elmúlt évtizedben.
Az oldatok kevésbé toxikusak. A protokollok a pácienseknél gyorsabban alkalmazhatók. Az értékelés egyre inkább a minőségi megfigyelésekről a számszerű mutatókra helyeződött át.
A köztes hőmérsékleten történő tárolás közvetlenül a repedésképződés kockázatát csökkenti, a tárolási rendszernek pedig azt kell biztosítania, hogy a körülmények évtizedeken át stabilak maradjanak.
A témáról bővebben A szakterület fejlesztése és a Kutatás-fejlesztési kezdeményezéseink oldalakon olvashat.
Az alapvető feladat változatlan: gyorsan el kell érni a pácienst, helyre kell állítani a keringést, egyenletesen kell eloszlatni a krioprotektánst, túlzott toxicitás nélkül kell vitrifikálni, majd a repedésképződés kockázatát minimalizálva kell lehűteni.
A megőrzés minősége minden lépésnél romolhat, a végeredményt pedig a legkevésbé teljesülő feltétel határozza meg, nem a legerősebb.
Röviden: A megőrzés minősége azon múlik, mennyire sikerül korlátozni az iszkémiát, helyreállítani a vérkeringést, egyenletesen eloszlatni a krioprotektánst, kontrollálni a toxicitást, elkerülni a jégképződést és kezelni a hőstresszt. Bármelyik lépés gyengesége ronthat az eredményen.
Fedezze fel ezt a gyakorlati eszközt
Használja az interaktív eszközt a cikkben szereplő kérdés feltárásához.
Az interaktív eszköz betöltése...
További olvasmányok