Kryoprezervace se běžně posuzuje jen jako úspěch, nebo neúspěch: buď byl člověk preservován, nebo nebyl. Ve skutečnosti jde o široké spektrum výsledků a o zařazení konkrétního případu na této škále rozhoduje několik technických překážek.
Žádná z nich není záhadou. Každá z nich představuje konkrétní technický problém, jehož řešení je předmětem výzkumu.
Překážky v pořadí, v němž vznikají
Pět překážek popsaných níže netvoří pouhý seznam, ale posloupnost. Jednotlivé překážky na sebe navazují. Čím závažnější problém nastane na začátku, tím více ovlivní všechny následující kroky.
Čas, protože ischemie nikdy nečeká
Od okamžiku, kdy se zastaví srdce, trpí mozek ischemií. V určité míře se jí nevyhne žádný pacient kryoniky. Otázkou je jen, v jaké míře.
Není-li u úmrtí přítomen pohotovostní tým, může před zahájením kryoprezervace uplynout několik hodin chladné ischemie. Té navíc často předchází teplá ischemie, která tkáň poškozuje výrazněji.
Kvalita se dnes neposuzuje jen slovním popisem, ale také pomocí metrik, jako je S-MIX. Čas je zdaleka nejdůležitějším faktorem kvality kryoprezervace. Celý závod s buněčným rozpadem proto směřuje k co největšímu zkrácení prodlevy před zahájením ochranných opatření.
Fenomén no-reflow jako následek prodlevy
Ischemie může mít závažný následek: byla-li tkáň určitou dobu bez přísunu krve, nemusí se v ní po zahájení perfuze podařit obnovit dostatečný průtok.
Mikrocirkulace může obnovené perfuzi bránit. Ve studiích zaměřených na zpožděnou perfuzi nedokázala průtok obnovit ani předem podaná antikoagulancia, ani následně podané léky rozpouštějící sraženiny.
Problém tedy nespočívá především ve srážení krve, ale ve změnách struktury tkáně: endotelové buňky otékají do nitra cév, tekutina v okolní tkáni stlačuje kapiláry a krevní buňky mohou ucpat i zbývající průchodné cévy.
Pokud se roztok nedostane do tkáně rovnoměrně, zůstanou některé části mozku bez ochrany bez ohledu na kvalitu samotného roztoku.
Led jako zásadní problém kryoprezervace
V lidském těle tvoří voda přibližně 60 % hmotnosti. Při zamrznutí zvětší svůj objem o zhruba 9 % a led vzniká převážně v prostorech mezi buňkami.
Led buňky mechanicky poškozuje a zároveň z nich osmoticky odvádí vodu. Právě omezení těchto účinků je hlavním důvodem, proč se místo běžného zmrazování používá vitrifikace.
Úspěch vitrifikace závisí na tom, jak rovnoměrně se kryoprotektant dostane do celé tkáně. V místech, kam se látka nedostane, se může vytvořit led.
Toxicita a úzké rozpětí mezi dvěma riziky
Látky, které zabraňují vzniku ledu, jsou v potřebných koncentracích toxické, a tkáň může navíc při ochlazování utrpět chladové poškození.
Koncentrace musí být dostatečně vysoká pro vitrifikaci, ale zároveň dostatečně nízká, aby tkáň nepoškodila. Chlazení musí být dost rychlé, aby omezilo tvorbu ledu, ale zároveň dostatečně řízené, aby se předešlo tepelnému namáhání.
Rozšíření tohoto rozmezí bylo cílem několika generací výzkumu chemie roztoků a vývoj těchto postupů je z velké části dějinami postupného rozšiřování bezpečného rozmezí.
Praskání při velmi nízkých teplotách
Vitrifikovaná tkáň je ve sklovitém stavu, který může při výrazném tepelném namáhání praskat.
Ochlazení až na -196 °C může vyvolat mikroskopické trhliny, proto se ochlazování provádí co nejpozvolněji v mezích možností daného postupu.
To je jeden z důvodů, proč se v oboru rozvíjí uchovávání při středně nízkých teplotách, tedy pod teplotou skelného přechodu, ale nad teplotou kapalného dusíku.
Proč se kvalita jednotlivých případů skutečně liší
Z uvedených souvislostí vyplývá nepříjemný závěr: výsledky kryoprezervace dvou klientů se stejnou smlouvou se mohou měřitelně lišit.
Rozdíl málokdy způsobí protokol samotný. Způsobí ho okolnosti, za kterých musel protokol fungovat.
Předvídatelné úmrtí, u něhož je pohotovostní tým již na místě, umožňuje zahájit chlazení během několika sekund po zástavě srdce. U úmrtí bez přítomnosti týmu, zejména ve vzdáleném místě, to možné není.
V některých případech zákon vyžaduje nejprve pitvu a jiné okolnosti mohou kryoprezervaci zcela vyloučit. Podrobněji se této otázce věnuje text „Kdy nelze podstoupit kryoprezervaci“.
Přeprava může prodloužit prodlevu o další hodiny. Logistické a administrativní překážky proto přímo ovlivňují technickou kvalitu celého postupu.
Na tuto proměnlivost nelze odpovědět univerzálním slibem. Důležité je měření, zveřejňování výsledků a kontrola kvality, která zaznamená průběh každého konkrétního případu.
Klient má mít k dispozici konkrétní naměřený údaj, i když je nepříznivý.
Co se skutečně zlepšuje
Každý článek tohoto řetězce je předmětem intenzivního výzkumu a žádný z pěti problémů se dnes neřeší stejnými postupy jako před deseti lety.
Roztoky jsou méně toxické. Týmy a vybavení se k pacientovi dostávají rychleji. Měření se přesunulo od slovního popisu k číselným metrikám.
Uchovávání při středně nízkých teplotách přímo omezuje riziko praskání a skladovací zařízení jsou navržena tak, aby udržovala stabilní podmínky po celá desetiletí.
Této práci se věnují texty „Posun oboru vpřed“ a „Naše výzkumné a vývojové iniciativy“.
Podstata problému se ale nezměnila: rychle se dostat k pacientovi, obnovit krevní oběh, rovnoměrně rozvést kryoprotektant, provést vitrifikaci bez nadměrné toxicity a ochlazovat tak, aby tkáň nepraskala.
Každý z těchto kroků stále představuje bod, v němž může dojít k závažnému poškození, a konečný výsledek určuje nejslabší článek řetězce, nikoli nejsilnější.
Shrnutí: kvalita kryoprezervace závisí na omezení ischemie, obnovení oběhu, rovnoměrném rozprostření kryoprotektantu, kontrole toxicity, zabránění vzniku ledu a zvládnutí tepelného namáhání. Nedostatek v kterémkoli kroku může zhoršit konečný výsledek.
Prozkoumejte tento praktický nástroj
Použijte interaktivní nástroj k prozkoumání otázky v tomto článku.
Načítání interaktivního nástroje...
Doporučené čtení