Kriopreserwację często traktuje się jako coś, co się udaje albo nie: albo kogoś zabezpieczono, albo nie. W rzeczywistości mamy do czynienia ze skalą, a o tym, gdzie na niej wypadnie dany przypadek, decyduje kilka konkretnych przeszkód.
Żadna z nich nie jest zagadką. Każda to konkretny problem inżynieryjny i nad każdą ktoś aktualnie pracuje.
Kolejność, w której pojawiają się problemy
Pięć przeszkód opisanych poniżej to nie zwykła lista, lecz sekwencja. Każdy problem zwiększa ryzyko wystąpienia następnego, a niepowodzenie na wczesnym etapie pogarsza dalszy przebieg procedury.
Czas: niedokrwienie postępuje nieprzerwanie
Od chwili zatrzymania serca mózg pacjenta doświadcza niedokrwienia. W pewnym stopniu dotyczy to każdego pacjenta poddawanego tej procedurze. Różni się jedynie stopień tego niedokrwienia.
Jeśli na miejscu nie ma zespołu gotowości, pacjent może przez wiele godzin pozostawać w stanie niedokrwienia w niskiej temperaturze, poprzedzonego znacznie bardziej szkodliwym niedokrwieniem w temperaturze ciała.
W tej dziedzinie stopień uszkodzenia ocenia się dziś nie tylko opisowo, lecz także za pomocą wskaźników takich jak S-MIX. Czas jest zdecydowanie najważniejszym czynnikiem wpływającym na jakość, dlatego cała procedura ma na celu maksymalne skrócenie opóźnień.
Brak reperfuzji jako skutek opóźnienia
Długotrwałe niedokrwienie może prowadzić do kolejnego problemu. Gdy tkanka przez dłuższy czas nie otrzymuje krwi, samo przywrócenie przepływu płynu perfuzyjnego często nie wystarcza.
W mikrokrążeniu może dojść do utrudnienia reperfuzji. W badaniach nad opóźnioną perfuzją ani leki przeciwzakrzepowe podane wcześniej, ani leki rozpuszczające zakrzepy podane później nie przywracały przepływu.
Blokada nie polega więc głównie na zakrzepach. Ma ona charakter strukturalny: komórki wyściełające naczynia puchną, płyn gromadzący się w otaczających tkankach uciska naczynia włosowate, a komórki krwi sztywnieją i mogą blokować zachowane światło naczyń.
Jeśli roztwór nie rozprowadza się równomiernie w tkance, część mózgu pozostaje bez ochrony, nawet jeśli sam roztwór ma dobre właściwości.
Lód i wysoka zawartość wody w organizmie
Ciało człowieka składa się w około 60% z wody, która podczas zamarzania zwiększa objętość o około 9%; lód powstaje przede wszystkim w przestrzeniach między komórkami.
To niszczy komórki mechanicznie i jednocześnie wysysa z nich wodę osmotycznie. Właśnie dlatego zamiast zwykłego zamrażania stosuje się witryfikację.
Skuteczność witryfikacji zależy jednak od równomiernego rozprowadzenia krioprotektanta w tkance. Tam, gdzie krioprotektant nie dotrze w odpowiednim stężeniu, nadal może powstawać lód.
Toksyczność i wąskie okno bezpieczeństwa
Substancje zapobiegające tworzeniu lodu są toksyczne w wymaganych stężeniach, a tkanka może również ulec uszkodzeniu chłodowemu w trakcie schładzania.
Stężenie musi być wystarczająco wysokie, by doszło do witryfikacji, i wystarczająco niskie, by nie zatruć tkanki. Schładzanie musi być wystarczająco szybkie, by uniknąć powstania lodu, i wystarczająco kontrolowane, by nie wywołać stresu termicznego.
Kolejne generacje roztworów opracowywano przede wszystkim po to, by poszerzać to okno bezpieczeństwa, a rozwój procedur w dużej mierze polegał właśnie na tym.
Pękanie w bardzo niskiej temperaturze
Zwitryfikowana tkanka ma właściwości zbliżone do szkła i może pękać pod wpływem dużych naprężeń termicznych.
Schładzanie do -196 °C może wywołać mikroskopijne pęknięcia, dlatego prowadzi się je możliwie stopniowo, w granicach dopuszczalnych przez procedurę.
Dlatego w tej dziedzinie rozwija się również przechowywanie w temperaturach pośrednich: poniżej temperatury przejścia w stan szklisty, ale powyżej temperatury ciekłego azotu.
Dlaczego jakość naprawdę różni się między osobami
Po uwzględnieniu wszystkich tych etapów nasuwa się niewygodny wniosek. Dwaj członkowie, którzy podpisali tę samą umowę, mogą otrzymać zabezpieczenie o wymiernie różnej jakości.
Różnica rzadko wynika z samego protokołu. Zwykle decydują o niej okoliczności, w których trzeba było go zastosować.
Jeśli zgon jest przewidywany, a zespół gotowości jest obecny na miejscu, schładzanie można rozpocząć w ciągu sekund od zatrzymania krążenia. Nagły, niezauważony zgon z dala od zespołu uniemożliwia takie postępowanie.
W niektórych przypadkach prawo wymaga najpierw przeprowadzenia sekcji zwłok, a w innych zabezpieczenie jest całkowicie niemożliwe. Więcej na ten temat można przeczytać w artykule „Kiedy nie można zostać zakriopreserwowanym”.
Transport wydłuża cały proces o kolejne godziny, dlatego logistyka i formalności prawne są częścią zagadnień technicznych, a nie wyłącznie administracyjnych.
Na taką zmienność nie należy odpowiadać jedną, ogólną obietnicą marketingową. Potrzebne są pomiary, przejrzyste informowanie o faktach oraz procedury kontroli jakości dokumentujące rzeczywisty przebieg każdego przypadku.
Członek powinien otrzymać rzetelny wynik oceny, także wtedy, gdy jest on rozczarowujący.
Co naprawdę się poprawia
Każdy element tego procesu jest przedmiotem intensywnych badań i żaden z pięciu nie jest dziś na tym samym etapie rozwoju co dekadę temu.
Roztwory są mniej toksyczne. Dzięki ulepszonym procedurom pomoc dociera do pacjentów szybciej. Ocena jakości opiera się dziś na wskaźnikach liczbowych, a nie na ogólnikowych określeniach.
Przechowywanie w temperaturach pośrednich pomaga ograniczać pękanie, a placówkę długoterminowego przechowywania projektuje się tak, by warunki pozostawały stabilne przez dekady.
Prace te opisano w artykułach „Rozwój dziedziny” oraz „Nasze inicjatywy badawczo-rozwojowe”.
Nie zmieniła się natomiast zasadnicza natura problemu. Trzeba dotrzeć do pacjenta szybko, przywrócić krążenie, rozprowadzić krioprotektant, zwitryfikować tkankę bez nadmiernej toksyczności i schłodzić ją bez pękania.
Na każdym z tych etapów może dojść do nieodwracalnego pogorszenia jakości, a o wyniku decyduje najsłabsze, a nie najsilniejsze ogniwo.
W skrócie: Jakość zabezpieczenia zależy od ograniczenia niedokrwienia, przywrócenia krążenia, równomiernego rozprowadzenia krioprotektanta, kontroli toksyczności, uniknięcia lodu i opanowania stresu termicznego. Słabość na każdym z tych etapów może pogorszyć wynik.
Narzędzie praktyczne w szczegółach
Interaktywne narzędzie pomaga zbadać pytanie poruszone w tym artykule.
Wczytywanie narzędzia interaktywnego...
Dalsze lektury