Naukowcy z Massachusetts Center for the Application of Technology in Medicine (MGH-CEM) opracowali prostą metodę utrzymywania wody i roztworów wodnych w stanie ciekłym w temperaturach znacznie poniżej normalnej „temperatury zamarzania” przez bardzo długi okres czasu. Chociaż zrobili to za pomocą zaledwie kilku uncji, ich podejście, opisane w Nature Communications, może pewnego dnia zapewnić bezpieczną, długoterminową konserwację komórek krwi, tkanek i narządów oraz poprawić bezpieczeństwo żywności.
„Woda i inne roztwory wodne w ilościach, z którymi spotykamy się każdego dnia, zwykle zamarzają po schłodzeniu poniżej temperatury zamarzania 0 stopni Celsjusza” - mówi dr Burke Usta z MGH-CEM, współautor pracy. „Nasze podejście, które nazwaliśmy„ głęboką hipotermią”, polega na pokryciu powierzchni takiej cieczy roztworem niemieszającym się z wodą, takim jak olej mineralny, w celu zablokowania interakcji między wodą a powietrzem. To zaskakująco proste, praktyczne i niedrogie podejście do przechłodzenia cieczy przez dłuższy czas może otworzyć wiele metod konserwowania żywności i leków, a także umożliwić fundamentalne eksperymenty, które wcześniej nie były dostępne”.
Czy narządy można zamrozić na długi czas?
W większości rzeczywistych środowisk woda i roztwory wodne zaczynają zamarzać, gdy temperatura spada poniżej zera, a kryształki lodu tworzą się losowo, gdy ciecze wchodzą w kontakt z powietrzem lub różnymi zanieczyszczeniami w roztworze. Dochłodzenie, które utrzymuje ciecz w niskiej temperaturze bez krystalizacji, można przeprowadzić tylko w małych objętościach i przez krótki czas przy użyciu sprzętu wysokociśnieniowego, który jest drogi i może uszkodzić tkanki lub inne materiały biologiczne.
Obniżenie temperatury dowolnego materiału biologicznego - podczas np. Przechowywania w chłodni łatwo psującej się żywności i narządów do przeszczepów - spowalnia reakcje metaboliczne i inne. Hipotermia przedłuża to spowolnienie metaboliczne bez uszkodzeń spowodowanych przez krystalizację lodu. Naukowcy odkryli, że uszczelnienie powierzchni małej (1 ml) próbki wody olejem na bazie węglowodorów, takim jak olej mineralny, oliwa z oliwek lub olej parafinowy, może powstrzymać tworzenie się lodu w temperaturach do -13 stopni przez tydzień. W trakcie eksperymentów z bardziej złożonymi olejami i prostymi węglowodorami, takimi jak alkohole i alkany, udało im się utrzymać 1 ml próbek wody i zawiesiny komórek w stanie przechłodzonym do -20 stopni przez 100 dni i 100 ml próbek przez tydzień.
Ilya Khel