{科研}用超低温技术保存移植器官

对于终末期器官衰竭的患者，器官移植是最后的选择。

那么，即使选择器官移植，也会面临免疫系统长期排斥的问题。甚至在准备移植的过程中，如何保存器官，手术本身会对器官造成哪些不可逆的损伤或破坏，都需要深入考虑。

免疫系统的排斥反应主要是由于供体和受体的血清型不同，受体的免疫系统不能正常识别移植的器官，而是将其作为体外入侵进行攻击。所以患者需要终身服用免疫抑制剂来减少排斥反应，但这样会削弱患者的免疫力，这是一把双刃剑，需要谨慎使用。【/br/】目前有一些比较安全的治疗方法:器官移植前，患者要进行骨髓移植，患者新的免疫系统建立后，可以进行器官移植。由于移植的骨髓和器官来自同一供体，新生儿免疫系统可以识别移植的器官，从而避免排斥反应。

在现代医学能够克服排斥反应的前提下，器官移植面临的另一个难题是移植器官的保存。

死亡供体的器官来源有两种，心脏死亡供体和脑死亡供体。一般来说，dbd供体的心脏一直在不停地跳动，而dcd供体的器官由于心脏停搏时间的影响而受到一定程度的热缺血，因此dbd供体更适合于器官移植。

移植的器官应在没有血液供应的情况下保存一段时间。如果不治疗，可能短至几分钟，也可能长达一小时。器官保存的目的是尽可能延长无血供的体外存活时间，并保持其活性直至移植到受体体内。【/br/】自20世纪60年代以来，临床医学发明了模拟细胞内流体环境的保存液，大大延长了离体器官的保存时间，满足了手术和远距离器官运输的时间要求。体外膜肺氧合(ECMO)是一种肾移植患者存活率高的方法。Ecmo装置在患者心脏死亡后继续向器官提供氧合血，并在获得器官之前向器官提供灌注。【/br/】保存液和ecom系统虽然解决了移植器官的长期保存问题，但器官移植的另一个社会问题依然存在，那就是可供移植的器官数量与等待器官移植的患者数量之间的巨大差距。据报道，我国每年约有100万名终末期肾病患者和30万名终末期肝病患者，而每年仅进行约1万次器官移植。在美国，每年捐赠的心肺器官有60%因为不能长期保存而被丢弃。

要解决这个矛盾，除了建立器官信息共享系统，减少因地理和智力因素造成的现有可移植器官的浪费外，寻找一种更长时间保存器官的方法也非常重要。

“冷冻保存技术”似乎是个不错的选择。早在20世纪50年代，冷冻保存技术就被用于保存鸟类精子。同时，人类的精子也通过这种技术得以保存。随着冷冻保护剂的发展，细胞和体液的冷冻保存取得了很大进展。但将其应用于器官移植时，仍有许多问题需要克服。

虽然科学家已经能够将器官冷却到保存所需的温度，但在加热和冷冻器官的过程中，冰晶的形成会严重损伤组织和细胞，导致器官损伤。当样品很小时，防冻剂可以起到很好的作用。但是对于复杂的三维人体器官，这种破坏是很常见的。

直到明尼苏达大学发表在《科学转化医学》上的一项研究在冷冻保存技术上取得了重大突破。

研究人员成功地通过加热恢复了超低温保存的人和猪的心脏瓣膜和血管，而没有对样品造成任何损害。

正如明尼苏达大学机械与生物医学工程教授所说:“这一次，人类第一次成功地以每分钟几百摄氏度的速度加热并唤醒了储存在超低温下的大型生物组织，而没有造成损伤。”

研究人员使用了纳米粒子磁场加热技术。他们将涂有硅的氧化铁纳米粒子均匀地分散到保存了器官的防冻液中。在加热过程中，这些纳米颗粒在外部磁场的作用下起到了微加热器的作用。研究人员可以以每分钟100-200℃的速度均匀加热保存的组织，远远快于现有的加热方法。这些纳米粒子加热后可以成功洗掉。【/br/】将可以在防冻液中均匀分布的纳米粒子转化为小加热器是一种巧妙的方法，既保证了加热的均匀性，又大大提高了加热速度。下一步，我们期待研究人员克服生物器官的复杂性，成功实现对大型生物器官同样的加热效果。【/br/】不难想象，如果能够成功实现器官的冷冻保存，捐献的器官就可以保存更长的时间。即使不能及时移植，器官也可以保存在器官库中，患者需要的时候可以醒来。这不仅可以挽救晚期器官衰竭患者的生命，还可以大大缓解器官移植的供需矛盾。