สารเคมีที่ป้องกันไม่ให้เนื้อเยื่อของมนุษย์เป็นน้ำแข็งอาจช่วยลดปัญหาการขาดแคลนอวัยวะได้
เทคนิคใหม่ในการรักษาอวัยวะของผู้บริจาคให้เย็นกว่าความเย็นจัดสามารถขยายระยะเวลาที่อวัยวะเหล่านั้นจะสามารถปลูกถ่ายได้อย่างมาก
โดยปกติ อวัยวะของผู้บริจาคจะสามารถทำงานได้เป็นเวลาหลายชั่วโมงบนน้ำแข็งที่อุณหภูมิประมาณ 4 องศาเซลเซียส เนื้อเยื่อสามารถอยู่ได้นานขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ แต่ต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส การก่อตัวของผลึกน้ำแข็งอาจเสี่ยงต่อการทำลายอวัยวะและทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ นักวิจัยได้ใช้สารเคมีที่ป้องกันอวัยวะจากการแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ นักวิจัยได้เก็บรักษาตับของมนุษย์ไว้ 5 ตัวที่อุณหภูมิ -4 องศาเซลเซียส ระบบการจัดเก็บ supercool นั้นช่วยเพิ่มอายุการเก็บรักษาโดยทั่วไปของตับได้ถึงสามเท่าจาก 9 เป็น 27 ชั่วโมง นักวิจัยรายงานออนไลน์ในวันที่ 9 กันยายนในNature เทคโนโลยีชีวภาพ .
เจเดไดอาห์ ลูอิส ประธานและซีอีโอของ Organ Preservation Alliance ในเบิร์กลีย์ แคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า เทคโนโลยีที่เย็นยะเยือก “จะยิ่งใหญ่มากสำหรับการปลูกถ่าย” องค์กรไม่แสวงผลกำไรที่สนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับการเก็บรักษาอวัยวะและเนื้อเยื่อ แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้ .
ทุกปีอวัยวะผู้บริจาคหลายพันชิ้นถูกทิ้งด้วยเหตุผลหลายประการ รวมถึงการไม่สามารถหาผู้ป่วยที่เหมาะสมได้ใกล้พอที่จะรับอวัยวะก่อนที่อวัยวะจะพัง หากเนื้อเยื่อของผู้บริจาคใช้งานได้นานขึ้น แพทย์สามารถให้อวัยวะแก่ผู้ป่วยที่อาจอยู่ไกลเกินไป Lewis กล่าว ซึ่งอาจนำไปสู่การผ่าตัดช่วยชีวิตผู้ป่วยที่รอการปลูกถ่ายมากขึ้น ซึ่งปัจจุบันมีมากกว่า 100,000 รายในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว การชะลอวันหมดอายุของอวัยวะอาจช่วยลดต้นทุนของเที่ยวบินส่วนตัวเพื่อเร่งอวัยวะระหว่างเมืองและอนุญาตให้จัดตารางการผ่าตัดที่ยืดหยุ่นมากขึ้น Lewis กล่าวเสริม
ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้คิดค้นค็อกเทลของสารเคมีป้องกันความเย็น
ซึ่งรวมถึงทรีฮาโลสและกลีเซอรอล เพื่อต่อสู้กับการก่อตัวของน้ำแข็งและปกป้องเซลล์ที่อุณหภูมิต่ำมาก เพื่อให้แน่ใจว่าตับแต่ละดวงอิ่มตัวด้วยสารกันบูดอย่างสมบูรณ์ นักวิจัยได้จัดการสารเคมีโดยใช้ระบบการถ่ายเลือด Reinier de Vries แพทย์และวิศวกรเครื่องกลจาก Harvard Medical School และ Massachusetts General Hospital ในบอสตันกล่าวว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเป็น “ร่างกายเทียมสำหรับตับ” ซึ่งสูบของเหลวเข้าสู่อวัยวะในลักษณะที่เลียนแบบการไหลเวียนของเลือด
แผนการเตรียมการ supercooling นี้เป็นรุ่นที่ซับซ้อนมากขึ้นของการฉีดสารเคมีที่แสดงก่อนหน้านี้เพื่อรักษาตับของหนูเป็นเวลาหลายวันที่ –6° C ( SN: 7/3/14 ) สารเคมีป้องกันความเย็นเพิ่มเติมและอุปกรณ์กระจายเครื่องจักรที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นช่วยให้การตั้งค่าใหม่จัดการกับตับของมนุษย์ซึ่งยากต่อการทำให้เย็นมากเพราะมีขนาดใหญ่กว่าหนูประมาณ 200 เท่า
เมื่อตับมนุษย์แต่ละคนเต็มไปด้วยสารป้องกันความเย็นแล้ว De Vries และเพื่อนร่วมงานก็ปิดผนึกไว้ในถุงเพื่อเก็บไว้ในเครื่องทำความเย็นที่อุณหภูมิ -4 องศาเซลเซียส หลังจากผ่านไป 20 ชั่วโมงในกล่องน้ำแข็ง นักวิจัยได้เชื่อมต่อตับกับระบบไหลเวียนโลหิตของเครื่องที่ฟลัช สารเคมีที่ช่วยให้ทนต่อความหนาวเย็นและทำให้อวัยวะอบอุ่นจนถึงอุณหภูมิห้อง ตั้งแต่ต้นจนจบ กระบวนการจัดเก็บ supercool ใช้เวลาประมาณ 27 ชั่วโมง
ในการทดลองกับตับ 5 ตัว “เราไม่มีทางก่อตัวเป็นน้ำแข็งเลยตลอดระยะเวลาของการเก็บรักษา” แชนนอน เทสเซียร์ ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา วิศวกรชีวการแพทย์จากฮาร์วาร์ดและแมส เจเนอรัล กล่าว เมื่อนักวิจัยตรวจสอบตับเพื่อหาความเสียหายของเนื้อเยื่อ และเปรียบเทียบว่าตับรับออกซิเจน ผลิตน้ำดี และทำหน้าที่อื่น ๆ ก่อนและหลัง supercooling ได้ดีเพียงใด ทีมงานไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสุขภาพของอวัยวะ จากนั้น Tessier และเพื่อนร่วมงานได้ให้ความอบอุ่นแก่อวัยวะทั้งสามนี้จนถึงอุณหภูมิของร่างกาย และผสมเข้ากับเซลล์เม็ดเลือดแดงและพลาสมาเพื่อจำลองการปลูกถ่าย และทุกอย่างยังคงทำงานได้
เพื่อตรวจสอบการตั้งค่า supercool ขั้นตอนต่อไปคือการปลูกถ่ายอวัยวะที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์เป็นสัตว์ขนาดใหญ่เช่นหมู Tessier กล่าว “เราต้องการแสดงให้เห็นว่าสัตว์เหล่านี้รอดพ้นจากการปลูกถ่าย” เธอกล่าว “ถ้าอย่างนั้น หวังว่าเราจะสามารถคิดเกี่ยวกับการทดลองทางคลินิกได้”
เทคนิค supercooling ใหม่ “เป็นงานที่หรูหราจริงๆ” Malcolm MacConmara ศัลยแพทย์ปลูกถ่ายที่ศูนย์การแพทย์ตะวันตกเฉียงใต้ของมหาวิทยาลัยเท็กซัสในดัลลาสกล่าว เขาจินตนาการว่าอวัยวะอื่นๆ เช่น ไตและหัวใจ อาจได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้เพื่อควบคุมปัญหาการขาดแคลนอวัยวะ ( SN: 3/12/19 )
เจมส์ ชาปิโร ศัลยแพทย์ปลูกถ่ายแห่งมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา ในเมืองเอดมันตัน ประเทศแคนาดา กล่าวว่า การเลื่อนเวลาที่ดีที่สุดออกไปก่อนอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับอวัยวะที่เสื่อมเร็วกว่าตับ “ในการปลูกถ่ายหัวใจ พวกเขาชอบที่จะรักษาเวลาในห้องเย็นไว้สั้นมาก ถ้าเกินสี่ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น ศัลยแพทย์หัวใจจะเริ่มประหม่ามาก” เขากล่าว “ถ้าคุณมีระบบแบบนี้ที่จะช่วยให้เวลาการจัดเก็บนานขึ้น คุณสามารถเปิดโอกาสในการช่วยชีวิตผู้คนได้มากขึ้น”
