Американские ученые разработали метод контролируемой разморозки органов после транспортировки. Они быстро разогрели ткани с помощью переменных магнитных полей и магнитных наночастиц, а затем повлияли на них статическим магнитным полем. Оно изменило пространственное расположение наночастиц и замедлило выделение тепла, что предотвратило перегрев и повреждение тканей. В будущем метод позволит замораживать органы на долгий срок и вовремя трансплантировать их пациентам. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
Многие люди не успевают дождаться пересадки органов и умирают от тяжелых заболеваний. Органы перевозят в холодильниках, однако при задержках во время транспортировки они могут оттаять и прийти в негодность. Ученые уже разработали методы быстрого замораживания органов для более длительного хранения, однако и они порой оказываются неэффективными при неправильной разморозке.
Недавно американские исследователи создали магнитные наночастицы Fe3O4@SiO2, которые выделяют тепло при воздействии переменных магнитных полей. Это тепло быстро размораживало ткани животных, хранящиеся при температуре -150°C в растворе наночастиц и криозащитного средства. Однако неравномерное распределение наночастиц в тканях могло спровоцировать перегрев в местах скопления частиц, а это привело бы к повреждению тканей и токсичности криозащитного средства.
Теперь исследователи решили снизить риск повреждения тканей и проконтролировать скорость нанотеплообразования. Они поместили ткани животных в раствор с магнитными наночастицами и криозащитным веществом и заморозили их жидким азотом. Затем ученые приступили к разморозке тканей. Как и прежде, переменное магнитное поле способствовало быстрому разогреванию тканей. Когда образцы достигли температуры плавления криозащитного вещества, исследователи применили статическое магнитное поле. Оно изменило пространственное расположение наночастиц и замедлило выделение тепла. Сильнее всего нагрев замедлился в областях с большим количеством наночастиц, что сделало метод безопасным для тканей.
Ученые протестировали быструю разморозку на культивируемых фибробластах кожи человека и сонных артериях свиней. Жизнеспособность клеток оставалась высокой после разморозки в течение нескольких минут. По словам ученых, возможность точно контролировать процесс разогрева тканей в будущем позволит прийти к долгосрочному криоконсервированию органов и обеспечить эффективную трансплантацию органов для спасения пациентов.