工程師開發一個數學模型來模擬在冷凍保護劑存在下的冷凍過程，并確定一種使損傷**小化的方法液氮罐，用于供應低溫冷凍箱CORVALLIS，Ore。 -俄勒岡州立大學工程學院的研究人員發現了一種新的“玻璃化”方法，即無冰凍低溫保存，**終可以更廣泛地使用極冷以保存組織，甚**器官用于以后使用。
自增壓液氮罐
研究結果在11月25日在PLOS ONE上公布，由國家科學基金會支持。
OSU化學，生物和環境工程學院副教授，醫學生物處理專家Adam Higgins說：“這可能是保護更復雜組織和結構的重要一步。
冷凍保存已經在更簡單的應用中廣泛使用，例如保存精液，血液，胚胎，植物種子和一些其他生物應用。但是，它經常受到水凍結時發生的結晶的約束，這可能損壞或破壞組織和細胞，Higgins說。這類似于當一些食品存儲在冷凍箱中時發生的情況，并且當解凍時損失它們的大部分質地。
為了解決這個問題，研究人員已經使用各種類型的冷凍保護劑，幫助減少冷凍過程中的細胞損傷，其中之一是乙二醇，同樣的化合物常用于汽車散熱器，以防止凍結。
Higgins說，一個問題是，許多這些冷凍保護劑是有毒的，可以損害或殺死他們試圖保護的非常細胞免受極寒的力量。
在新的OSU研究中，工程師開發了一個數學模型來模擬在冷凍保護劑存在下的冷凍過程，并確定了一種**小化損傷的方法。他們發現，如果細胞**初暴露于低濃度的冷凍保護劑并且允許細胞溶脹的時間，則可以在快速加入高濃度的冷凍保護劑之后將樣品玻璃化。**終結果是總體毒性小得多，Higgins說。
研究表明，玻璃化后的健康細胞存活率從常規方法的約10％增加到新的優化程序的80％以上。
“玻璃化**大的單個問題和限制因素是冷凍保護劑毒性，這有助于解決這個問題，”希金斯說。“該模型還應該幫助我們識別較少毒性的冷凍保護劑，并**終打開更復雜的組織和可能完整的器官玻璃化的大門。
如果這是可能的，玻璃化的更多應用是可行的，特別是在組織再生的快速發展領域中取得進展，其中干細胞可用于生長新組織或甚**器官。
組織可以少量制備，然后儲存，直到移植需要。可以常規保存用于移植的器官，直到發現其使用的精確免疫匹配。在概念上，一個人甚**可以從自己的干細胞生長一個備用的心臟或肝臟，并通??過玻璃化保存它，以防萬一有需要，希金斯說。
重要的應用也可能在新藥開發中找到。
現在使用傳統的細胞培養系統或動物模型進行藥物測試，其在許多情況下不能準確預測藥物在人體中的作用。為了解決這個問題，研究人員正在開發“ 器官在芯片 ”或微流控室，包含人類細胞培養條件下模擬本機組織或器官。
這些新的“芯片上器官”系統可能能夠更準確地預測人類中的藥物反應，但是為了部署它們，細胞必須保存在長期儲存中。新的研究可以幫助解決這一問題，使其可以將系統存儲在玻璃化狀態。
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