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用超低溫技術(shù)保存移植器官(人體冷凍真的有機(jī)會(huì)復(fù)活嗎?)

妙手生春 2024-05-16 19:26:55

用超低溫技術(shù)保存移植器官

對(duì)于患有終末期器官衰竭的患者來(lái)說(shuō)

,器官移植已經(jīng)是最后一項(xiàng)選擇了。然后
,即使選擇移植器官,也會(huì)面臨免疫系統(tǒng)的長(zhǎng)期排異的問(wèn)題
,即使在準(zhǔn)備移植的過(guò)程中
,器官如何保存,手術(shù)本身會(huì)對(duì)器官造成哪些不可逆的損傷或破壞
,也是需要深入考慮的
。免疫系統(tǒng)發(fā)生排異反應(yīng)主要是因?yàn)樘峁┢鞴俚娜撕徒邮芷鞴僖浦驳娜说难逍筒煌邮芤浦舱叩拿庖呦到y(tǒng)無(wú)法正常識(shí)別移植器官
,而是當(dāng)做體外入侵物進(jìn)行攻擊
。因此,病人需要終身服用免疫抑制劑才能減輕排異反應(yīng)
,但這會(huì)削弱病人的免疫力
,是一把需要謹(jǐn)慎使用的雙刃劍。現(xiàn)在也有一些更安全的治療方法:在器官移植前
,先對(duì)患者進(jìn)行骨髓移植手術(shù)
,在患者新的免疫系統(tǒng)建立之后,再進(jìn)行器官移植手術(shù)
。由于移植的骨髓和器官都來(lái)自同一供者
,新生的免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別移植器官,從而避免排異反應(yīng)的發(fā)生。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)能夠比較好地克服排斥反應(yīng)的前提下
,器官移植面臨的另一個(gè)難題是移植器官的保存問(wèn)題。死亡供者器官有兩個(gè)來(lái)源
,心死亡供者和腦死亡供者
。一般來(lái)說(shuō),dbd供者的心臟一直在保持搏動(dòng)
,而dcd供者的器官受心臟停止時(shí)間的影響有一定程度的熱缺血損傷
,因此dbd供者更適合器官移植。移植器官要在無(wú)血液供應(yīng)的情況下保存一段時(shí)間
,如果不作處理
,短則幾分鐘長(zhǎng)則一個(gè)小時(shí)就可能會(huì)出現(xiàn)器官衰亡的現(xiàn)象。而器官保存就是為了盡可能延長(zhǎng)在體外無(wú)血液供應(yīng)下的存活時(shí)間
,保持活性
,直到移植到受者體內(nèi)。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始
,臨床醫(yī)學(xué)發(fā)明了模擬細(xì)胞內(nèi)液環(huán)境的保存液
,讓離體器官的保存時(shí)間大大延長(zhǎng),滿足了手術(shù)和長(zhǎng)距離器官運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間要求
。體外膜肺氧合是目前腎移植患者存活率相當(dāng)高的一種做法
。ecmo裝置在患者心死亡后繼續(xù)為器官提供含氧血液,并在獲取器官之前為器官提供灌注
。保存液和ecom系統(tǒng)雖然解決了移植器官較長(zhǎng)時(shí)間的保存問(wèn)題
,但器官移植的另一個(gè)社會(huì)問(wèn)題依然存在,即可供移植的器官數(shù)量和等待器官移植的患者數(shù)量之間的巨大差距
。據(jù)報(bào)道
,中國(guó)每年有約100萬(wàn)終末期腎病患者,約30萬(wàn)終末期肝病患者
,而每年的器官移植手術(shù)僅約1萬(wàn)人次
。在美國(guó),每年60%捐贈(zèng)的心肺器官因?yàn)闊o(wú)法長(zhǎng)期保存而遭到廢棄
。要解決這一矛盾
,除了建立器官信息共享系統(tǒng),減少因地域
、情報(bào)因素造成已有可移植器官的浪費(fèi)
,尋求能更長(zhǎng)時(shí)間保存器官的方法也至關(guān)重要?div id="4qifd00" class="flower right">
!俺蜏乇4婕夹g(shù)”似乎是個(gè)不錯(cuò)的選擇
。早在20世紀(jì)50年代,超低溫保存技術(shù)就已用于保存鳥(niǎo)類精子。同期
,人類精子也由這項(xiàng)技術(shù)保存起來(lái)
。隨著冷凍保護(hù)劑的發(fā)展,超低溫保存技術(shù)在保存細(xì)胞
、體液方面取得了較大進(jìn)步
。但當(dāng)它應(yīng)用于器官移植時(shí),還有很多難題需要克服
。雖然科學(xué)家已經(jīng)能夠?qū)⑵鞴倮鋮s到保存所需的溫度
,但在加熱冷凍器官的過(guò)程中,冰晶的形成會(huì)嚴(yán)重破壞組織細(xì)胞
,造成器官損壞
。在樣本較小時(shí),冷凍保護(hù)劑能很好的發(fā)揮作用
。但對(duì)復(fù)雜的立體人體器官來(lái)說(shuō)
,這種破壞十分常見(jiàn)。直到明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上的一項(xiàng)研究在超低溫保存技術(shù)做出了關(guān)鍵性突破
。研究人員成功地將用超低溫保存的人類和豬心瓣膜和血管加熱恢復(fù)
,同時(shí)沒(méi)有對(duì)樣品產(chǎn)生任何損傷。正如明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程師教授所說(shuō):“這次迄今為止
,人類首次成功實(shí)現(xiàn)以每分鐘升溫幾百攝氏度的速率快速加熱喚醒超低溫保存的較大生物組織
,且沒(méi)有造成損傷?div id="d48novz" class="flower left">
!毖芯咳藛T使用的是納米顆粒磁場(chǎng)加熱技術(shù)
。他們將硅裹氧化鐵納米顆粒均勻分散到保存有器官的防凍劑溶液中,在加熱過(guò)程中
,這些納米顆粒在外加磁場(chǎng)的作用下扮演者微型加熱器的角色
。研究人員能夠以每分鐘100-200℃的升溫速率均勻地加熱保存組織,遠(yuǎn)遠(yuǎn)快過(guò)現(xiàn)有的加熱方法
。這些納米顆粒在加熱完成后能被成功沖洗掉
。將能夠均勻分布在防凍劑中的納米顆粒轉(zhuǎn)化為小型加熱器是個(gè)巧妙的做法,既保證了加熱的均勻性
,同時(shí)大大提高了加熱速度
。下一步,我們期待研究人員能夠在此基礎(chǔ)上克服生物器官的復(fù)雜性
,在大型生物器官身上成功實(shí)現(xiàn)相同的加熱效果
。不難設(shè)想,超低溫器官保存如果能夠順利實(shí)現(xiàn)
,捐贈(zèng)器官就可以保存更長(zhǎng)時(shí)間
。即使不能及時(shí)移植
,器官也可以保存在器官銀行中,在患者需要的時(shí)候進(jìn)行加熱喚醒
。這不僅能夠挽救終末期器官衰竭的患者的生命
,還能極大緩解器官移植供需矛盾。

人體冷凍真的有機(jī)會(huì)復(fù)活嗎

截至目前的醫(yī)療條件是不能復(fù)活的。以人類目前掌握的醫(yī)學(xué)技術(shù)和未來(lái)數(shù)十年的發(fā)展來(lái)看

,通過(guò)冷凍的方法保存甚至復(fù)活人體確有可行性。無(wú)論介于毫微米之間的生殖細(xì)胞
,還是大到頭部乃至整個(gè)人體
,冷凍原則基本相同:快速和玻璃化。

在目前技術(shù)條件下

,人體的部分組織和細(xì)胞可以冷凍保存
,如臍帶血、干細(xì)胞
、皮膚
、血液、胚胎等

在目前的器官移植中

,可以使用極度低溫的方法使器官的存活時(shí)間延長(zhǎng)至數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天。近年來(lái)
,人體冷凍技術(shù)有很大進(jìn)步
。一方面,灌注的保護(hù)液已經(jīng)改進(jìn)
,且可以“無(wú)冰冷卻”
。另一方面,目前的醫(yī)學(xué)技術(shù)支持下
,神經(jīng)被低溫冷凍50年
,確有復(fù)蘇的可能性。同時(shí)
,醫(yī)院
、醫(yī)生、航空公司
、政府等方面的順暢合作
,使得病人心臟自然停止后,冷凍過(guò)程能立即開(kāi)始
,有效避免了器官和組織可能出現(xiàn)的任何損壞

然而

,生物的冷凍技術(shù)目前還處于摸索階段,人類想通過(guò)冷凍完成復(fù)活
,難度也非常大
。國(guó)內(nèi)人體冷凍志愿者趙磊認(rèn)為,做細(xì)胞培養(yǎng)的時(shí)候
,細(xì)胞脫壁后還得用保護(hù)劑才能保證凍存后有細(xì)胞能經(jīng)歷程序降溫后活下來(lái)
。再次,解凍后復(fù)蘇經(jīng)常失敗
,即使是成功也不過(guò)是部分細(xì)胞重新生長(zhǎng)而已
。單個(gè)細(xì)胞都沒(méi)法保證成功還想保存人體和大腦。

目前

,冷凍科學(xué)家們還沒(méi)有成功復(fù)活過(guò)任何人和動(dòng)物
。尚未有實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明,在長(zhǎng)時(shí)間冷凍后
,細(xì)胞仍可以完好

擴(kuò)展資料

人體冷凍技術(shù)

人體冷凍技術(shù)是把人體在極低溫(-196℃以下)冷藏保存,期望未來(lái)能通過(guò)先進(jìn)的醫(yī)療科技使病人解凍后再?gòu)?fù)活

,并接受治療
。是一種尚在試驗(yàn)中的醫(yī)療科學(xué)技術(shù)。

一般有兩種實(shí)現(xiàn)途徑:人體快速冷凍

,是在形成細(xì)小的冰晶前
,就將人體冷凍至-196℃的液氮中。該方法操作難度高
。當(dāng)人體溫度降到-5℃時(shí)
,細(xì)胞內(nèi)水分亦會(huì)凍結(jié),形成冰晶
。冰晶會(huì)穿透細(xì)胞膜
,導(dǎo)致嚴(yán)重的組織損傷,從而對(duì)軀體造成不可挽回的傷害

低溫保護(hù)劑置換法

,是用不“結(jié)冰”的特殊制劑置換全身血液,再將人體緩慢冷凍至-196℃的液氮溫度
,其缺點(diǎn)是冷凍置換劑往往毒性較大
,冷凍過(guò)程較為危險(xiǎn)且不可控。



移植器官后為什么還能繼續(xù)存活呢

器官移植是活性移植,要取得成功

,技術(shù)上有3個(gè)難關(guān)需要突破

一是移植器官一旦植入受者體內(nèi)

,必須立刻接通血管,以恢復(fù)輸送養(yǎng)料的血供
,使細(xì)胞賴以存活
這就要求有一套不同于縫合一般組織的外科技術(shù),而這種完善的血管吻合操作方法
,直到1903年才由A.卡雷爾創(chuàng)制出來(lái)

二是切取的離體缺血器官在常溫下短期內(nèi)(少則幾分鐘,多則不超過(guò)1小時(shí))就會(huì)死亡

,不能用于移植
。而要在如此短促的時(shí)間內(nèi)完成移植手術(shù)是不可能的。因此
,要設(shè)法保持器官的活性
,這就是器官保存。方法是降溫和持續(xù)灌流
,因?yàn)榈蜏啬軠p少細(xì)胞對(duì)養(yǎng)料的需求,從而延長(zhǎng)離體器官的存活時(shí)間
,灌流能供給必需的養(yǎng)料
直到1967年由F.O.貝爾澤、1969年由G.M.科林斯(均為美國(guó)人)分別創(chuàng)制出實(shí)用的降溫灌洗技術(shù)
,包括一種特制的灌洗溶液
,可以安全地保存供移植用腎的活性達(dá)24小時(shí)。這樣才贏得器官移植手術(shù)所需的足夠時(shí)間

三是醫(yī)療上用的器官來(lái)自另一個(gè)人

。但是受者作為生物有著一種天賦的能力和機(jī)構(gòu)(免疫機(jī)構(gòu)),能對(duì)進(jìn)入其體內(nèi)的外來(lái)“非己”組織器官加以識(shí)別
、控制
、摧毀和消滅。
這種生理免疫過(guò)程在臨床上表現(xiàn)為排斥反應(yīng)
,導(dǎo)致移植器官破壞和移植失敗

移植器官正象人的其他細(xì)胞一樣,有二大類主要抗原:ABO血型和人類白細(xì)胞抗原(HLA)

,它們決定了同種移植的排斥反應(yīng)
。ABO血型只有4種(O、A
、B
、AB),尋找ABO血型相同的供受者并不難
;但是HLA異常復(fù)雜
,現(xiàn)已查明有7個(gè)位點(diǎn)
,即HLA──A、B
、C
、D、DR
、DQ
、DP,共148個(gè)抗原
,其組合可超過(guò)200萬(wàn)種
。除非同卵雙生子,事實(shí)上不可能找到HLA完全相同的供受者
。所以
,同種移植后必然發(fā)生排斥反應(yīng),必須用強(qiáng)有力的免疫抑制措施予以逆轉(zhuǎn)
。到1960年代才陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有臨床實(shí)效的免疫抑制藥物:硫唑嘌呤(1961)
、潑尼松(1963)、抗淋巴細(xì)胞球蛋白(ALG
,1966)
、環(huán)磷酰胺(1971),這以后才能使移植的器官長(zhǎng)期存活
。1962年美國(guó)J.E.默里(1990年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者)第一次進(jìn)行人體腎移植獲得長(zhǎng)期存活
,器官移植作為醫(yī)療手段,才成為現(xiàn)實(shí)

移植器官要符合上述三個(gè)條件

,器官下能存活。

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