Nanočastice by mohli zmeniť hru v procese transplantácie orgánov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 6. 9. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Nový dvojstupňový proces, ktorý bezpečne ohrieva zmrazené tkanivá pomocou magnetických tyčiniek v nanometrovom meradle, by mohol pomôcť dlhodobo uchovať darcovské orgány. Zákrok poskytuje alternatívu k súčasným časovo obmedzeným metódam a otvára tak cestu pre život zachraňujúcejšie transplantácie.
Zlatým štandardom na uchovávanie orgánov pred transplantáciou je statické chladenie, ktoré zahŕňa preplachovanie orgánu konzervačným roztokom pri teplote 0 až 4 °C pred jeho ponorením do konzervačného roztoku pri rovnakej teplote. Táto metóda však poskytuje iba krátke časové okno na transplantáciu v závislosti od typu orgánu.
Vitrifikácia poskytuje prostriedok na dlhodobú konzerváciu orgánov bez poškodenia. Na rozdiel od bežného zmrazovania, ktoré spôsobuje prechod kvapalín do kryštalického stavu, vitrifikácia využíva kryoprotektívne činidlo na udržanie tekutín v amorfnom stave podobnom sklu, keď teplota klesá a molekuly sa spomaľujú. Problémom je, že je potrebné rovnomerné a rýchle zahrievanie, aby sa zabránilo tvorbe ľadových kryštálikov. Teraz výskumníci z univerzít v Minnesote, Kalifornii a Riverside, navrhli dvojstupňovú metódu bezpečného a rýchleho rozmrazovania a ohrievania orgánov pomocou magnetických tyčí v nanometrovom meradle.
Výskumníci nedávno preukázali, že zhluky nanočastíc oxidu železa vystavené striedavému magnetickému poľu generovali dostatočné teplo na rýchle rozmrazenie živočíšnych tkanív uložených pri teplote -150 °C v roztoku obsahujúcom kryoprotektívnu látku a nanočastice. Vystavenie elektricky vodivého materiálu, ako je oxid železa, rýchlo sa striedavému magnetickému poľu spôsobí, že sa v materiáli vytvoria vírivé prúdy. Odpor pociťovaný vírivými prúdmi, sústredenými na povrchu materiálu, spôsobuje Joulové alebo odporové zahrievanie.
Zatiaľ čo predchádzajúci experiment bol úspešný, vedci sa obávali, že nerovnomerná distribúcia nanočastíc v tkanivách môže spôsobiť lokalizované „horúce miesta“, čo vedie k poškodeniu tkaniva a toxicite spôsobenej roztaveným kryoprotektívnym činidlom. Takže pridali druhý krok.
Výskumníci testovali novú a vylepšenú metódu na tkanivách zvierat ponorených do roztoku obsahujúceho nanočastice oxidu železa (Fe3O4@SiO2) potiahnuté kremíkom a kryoprotektívne činidlo a následne zmrazené tekutým dusíkom. Rovnako ako predtým použili striedavé magnetické pole na rýchle prehriatie tkanív. Ale tentoraz, keď sa vzorky priblížili k bodu topenia kryoprotektívneho činidla, výskumníci aplikovali na vzorku horizontálne magnetické pole, ktoré prerušilo nanočastice, upravilo ich a spomalilo produkciu tepla.
Výskumníci poznamenali, že v oblastiach tkaniva s väčším množstvom nanočastíc sa zahrievanie spomalilo najrýchlejšie, čím sa zmiernili ich obavy z vývoja škodlivých príliš horúcich bodov. Po testovaní dvojstupňového procesu na krčných tepnách ošípaných zostalo viac ako 80 % buniek životaschopných po prehriatí počas niekoľkých minút, čo naznačuje, že proces bol rýchly a bezpečný.
Vedci tvrdia, že schopnosť doladiť prehrievanie tkaniva pomocou ich postupu nás približuje k dlhodobému uchovaniu orgánov a dúfajú, že aj k schopnosti vykonávať viac život zachraňujúcich transplantácií orgánov. Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Nano Letters.
