器官超冷技術獲突破:讓捐獻肝臟能在零度以下環境存活
據外媒報導,得益於現代科學的魔力,外科醫生現在能夠摘除掉衰竭的肝臟然後換上合適的健康肝臟,然而這些健康肝臟真正能被用上的窗口就非常短。對此,科學家們開發出了一種新的超冷技術,這種技術可以通過將肝臟置於零度以下的溫度下進而大大改善手術效果。
儲存捐贈的肝臟是一項微妙的平衡工作。溫度越低,組織保存得越好,但並不說一直能夠這樣。因為如果冷凍或在低溫條件下保存太久會對細胞造成無法彌補的損傷,從而使得捐獻的肝臟無法使用,這意味著它必須被丟掉。
據了解,捐獻肝臟的最佳儲存溫度點位於4至8°C的冰點以上,在人體外,器官可以在這個溫度下保存長達9個小時然後才會發生損傷。
早在2014年,馬薩諸塞州總醫院的科學家們就提出了一種方法,即連續幾天將老鼠的肝臟溫度降到零度以下且不會對組織造成損傷。結果他們發現,將防凍劑成分和葡萄糖化合物添加到器官儲存的保護液中可以讓肝臟在不冷凍的情況下將肝臟放置在最低溫度至-6°C的環境下並使其存活長達4天。
然而當將這種超冷技術轉移到人類肝臟上時則不得不面臨著一些重大挑戰,這主要跟肝臟的大小有關。很顯然,這種體積更大的肝臟在冷卻時更容易受到冰晶形成的影響,而這會導致肝臟無法使用。對此,許多人認為這是一個無法逾越的障礙。
不過來自馬薩諸塞州總醫院的Reiner de Vries和及其同事們卻一直在修補這項技術,現在,他們已經取得了巨大突破。據了解,de Vries他們對這一方法進行了一些微調,首先他們完全去除掉器官儲存袋中的空氣,這樣就消除了冰晶形成的機會,另外他們還加入了更多的添加劑–能起到保護和穩定細胞膜的海藻糖以及甘油。
這樣做的結果是生成了一種更厚、更粘稠的器官儲存液,而這可能會破壞血管內的細胞壁,而且更難在整個器官中得到均勻的分佈。為了克服這些困難,研究小組轉而使用了一種被稱為機器灌注的技術,這種技術通常用於向體外供體器官輸送氧氣和營養物質。
通過緩慢降低溫度和加大添加劑混合物的濃度,科學家們能夠安全地對肝臟組織進行超冷處理,使其保存在-4°C溫度環境下。更酷的是,這使得組織的存活時間從原先的9小時增加到了27小時,這在器官移植領域無疑是一個改變遊戲規則的壯舉。
雖然這種可能性非常令人興奮,但很顯然距離目標還有一段路要走。另外,研究人員希望能開發出一種便攜式設備,這樣可以在摘除後立即送到捐贈醫院對器官進行超冷處理。
de Vries表示:“這是一個突破,我們現在可以成功地給人類肝臟降溫。另外,肝臟是人體中最大的固形器官,因此,它很可能也能成功地防止在儲存如腎臟、卵巢等更小器官時結冰的發生。但這仍有待檢驗。”
相關研究報告已發表在《Nature Biotechnology》上。