Dergi Özel Yazıları AKINSOFT 10 Kasım 2021 (0) (38)

Bilim İnsanlarından Umut Verici Bir Teknik: İzokorik Süper Soğutma

Nakil için doku ve organların korunması söz konusu olduğunda kritik hasara neden olabilecek buz kristallerinin birikmesini önlemek büyük bir zorluk. Ancak gelişmekte olan bir teknoloji, tüm sorunun üstesinden gelmeye yardımcı olabilir.

Bilim insanları, kalp dokusunu korumak ve canlandırmak için ilk kez tasarlanmış umut verici bir süper soğutma tekniği kullandılar ve bağışlanan organların çok daha uzun süreler boyunca yaşayabileceği bir geleceğe işaret ettiler.

İzokorik süper soğutma olarak tanımlanan bu atılımın merkezindeki teknolojiye yaklaşık 16 yıl önce Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Boris Rubinsky tarafından öncülük edildi. Teknik, biyolojik materyalin korunması sırasında zararlı buz kristallerinin oluşumunu önlemeye çalışıyor ve geçtiğimiz günlerde yayınlanan araştırmaya göre büyük enerji tasarruflarına yol açabileceği gıdaların korunmasında da umut vermeye başlıyor.

Konvansiyonel izobarik dondurma, malzemeyi katı halde dondurmak için sabit basınçta bir atmosfere maruz bıraktığında, izokorik dondurma malzemeyi bir sıvıya batırır. Daha sonra, sıcaklıklar donma noktasının altına soğutulduğunda bile buz kristallerinin oluşması için yer olmayan havasız, sert bir kapta kapatılır. Rubinksy’nin ekibi daha önce numuneleri -22 °C’ye (-7 °F) kadar soğuttu ve malzemenin yüzde 40’ını donmadan bıraktı.

Rubinksy, “Bu temel termodinamiktir. Dondurulacak malzeme sert bir kutuya kapatıldığında, hacmin yalnızca bir kısmı donar” diyor.

En son deneylerinde, araştırmacılar, kalp dokusunun yetişkin kök hücrelerden büyütüldüğü, önceden geliştirilmiş bir çip üzerinde kalp sistemi kullandılar. Bu doku insan kalbine benzer bir ritimde atıyor ve hücrelerin besin ve ilaçlara maruz kalmasını simüle etmek için mikroakışkan kanallar kullanılıyor. Bu tasarlanmış doku, izokorik bir aşırı soğutma odasına daldırıldı ve -3 °C’ye (26,6 °F) kadar soğutuldu. kalp hücreleri daha sonra 24, 48 ve 72 saatte çıkarıldı ve sıcak 37 °C’ye (98,6 °F) döndürüldü.

Mikroskop görüntüleri, tasarlanmış insan kalp dokusundaki sarkomerlerin veya kas filamentlerinin bütünlüğünün ve hizasının izokorik aşırı soğutulmuş korumadan sonra korunduğunu göstermektedir.

Numunelerin yüzde 65 ila 80’i için spontan vuruş devam etti ve farklı süreler için soğutulanlar arasında önemli bir fark gözlenmedi. Numunelerin incelenmesi, daha uzun süreler boyunca soğutulan dokunun kalp atışı süresinde hafif bir artış eğilimi olmasına rağmen, izokorik aşırı soğutmanın kalp dokusunun yapısal bütünlüğünü değiştirmediğini veya atım hızını veya dalga biçimini büyük ölçüde değiştirmediğini gösterdi. Doku ayrıca, kalp atış hızını artırmak için kullanılan izoproterenol adı verilen ilaca da yanıt vermeye devam etti.

Rubinsky’nin laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan çalışmanın başyazarı Matt Powell-Palm, “Bildiğimiz kadarıyla bu, otonom olarak atan, tasarlanmış bir insan kalp kasının aşırı soğuması ve canlanmasına dair ilk rapor” dedi.

Kalp dokusunu bir ila üç gün boyunca aşırı soğutulmuş bir durumda koruduktan sonra başarıyla canlandırmak, teknoloji için umut verici bir kanıttır. Şu anda yalnızca saatlerle ölçülen ve ihtiyacı olan hastalara erişimi önemli ölçüde sınırlayan bağışlanan kalplerin, yaşayabileceği süre zarfını büyük ölçüde genişletmeye yardımcı olabilir.

Powell-Palm, “Şu anda Florida’daki hastalar Kaliforniya’dan bir kalp veya akciğer alamıyor çünkü organ ülke çapında seyahatten sağ çıkamayacak” dedi.

Bilim insanları teknoloji için bir patente sahipler ve onu tüm organlarla başa çıkmak için ölçeklendirmeyi içeren klinik kullanım için çevirmenin yolları üzerinde çalışıyorlar.

Çalışmanın yazarlarından Kevin E. Healy, “Dokuyu soğutmak için kullanılan teknoloji sağlam ancak şimdi her şeyi sürekli olarak ısıtmak için teknikler geliştirmemiz gerekiyor. Bu çalışma için kullandığımız mini kalp kaslarıyla bu daha kolaydı. Tüm organlar üzerinde çalışmak daha fazla çalışmayı gerektirecektir.” Diyor.

Benzer Yazılar