Masačūsetsas centra tehnoloģiju pielietošanai medicīnā (MGH-CEM) zinātnieki ir izstrādājuši vienkāršu metodi, kā uzturēt ūdeni un uz ūdens saturošus šķīdumus šķidrā stāvoklī temperatūrā, kas krietni zem normālā "sasalšanas punkta" ļoti ilgu laiku. Kaut arī viņi to darīja tikai ar dažām uncēm, viņu pieeja, kas aprakstīta Nature Communications, kādu dienu varētu nodrošināt drošu, ilgtermiņa asins šūnu, audu un orgānu saglabāšanu un uzlabot pārtikas nekaitīgumu.
"Ūdens un citi ūdens šķīdumi daudzumos, ar kuriem mēs sastopamies katru dienu, parasti sasalst, atdzesējot zem 0 grādu sasalšanas temperatūras," saka Burke Usta, Ph. D. no MGH-CEM, līdzautore. “Mūsu pieeja, ko mēs esam saukuši par“dziļu hipotermiju”, ir šāda šķidruma virsmas pārklāšana ar šķīdumu, kas nesajaucas ar ūdeni, piemēram, minerāleļļu, lai bloķētu ūdens un gaisa mijiedarbību. Šī pārsteidzoši vienkāršā, praktiskā un lētā pieeja pārdzesēšanas šķidrumiem ilgākā laika posmā varētu pavērt daudzas metodes pārtikas un zāļu saglabāšanai, kā arī ļautu veikt fundamentālus eksperimentus, kas iepriekš nebija pieejami.”
Vai orgānus var ilgstoši sasaldēt?
Lielākajā daļā reālo vidi ūdens un ūdens šķīdumi sāk sasalt, kad temperatūra sasniedz zem nulles, un ledus kristāli nejauši veidojas vietās, kur šķidrumi nonāk saskarē ar gaisu vai dažādiem šķīduma piemaisījumiem. Zemdzesēšanu, kas šķidrumu uztur zemā temperatūrā bez kristalizācijas, var veikt tikai nelielos apjomos un īsā laika periodā, izmantojot augstspiediena iekārtas, kas ir dārgas un var sabojāt audus vai citus bioloģiskus materiālus.
Jebkura bioloģiskā materiāla temperatūras pazemināšana - piemēram, ātri bojājošas pārtikas un transplantācijai paredzētu orgānu uzglabāšana aukstā laikā - palēnina vielmaiņas un citas reakcijas. Hipotermija pagarina šo vielmaiņas palēnināšanos bez ledus kristalizācijas izraisītiem bojājumiem. Zinātnieki atklāja, ka neliela (1 ml) ūdens parauga virsmas noblīvēšana ar ogļūdeņražu bāzes eļļu, piemēram, minerāleļļu, olīveļļu vai parafīna eļļu, nedēļu var nomākt ledus veidošanos temperatūrā līdz -13 grādiem. Veicot eksperimentus ar sarežģītākām eļļām un vienkāršiem ogļūdeņražiem, piemēram, spirtiem un alkāniem, viņiem izdevās 100 dienas uzturēt 1 ml ūdens paraugu un šūnu suspensijas pārdzesētu līdz -20 grādiem un nedēļu 100 ml paraugu.
Iļja Khels