La perfusion cryoprotectrice ne consiste pas à remplacer chaque molécule d'eau dans un corps. Il s'agit d'une tentative contrôlée de distribuer une solution concentrée à travers le système vasculaire.
L'objectif est de supprimer la formation de glace pendant le refroidissement tout en limitant le stress osmotique, la toxicité chimique et les lésions mécaniques.
Pourquoi les agents cryoprotecteurs sont nécessaires
Le refroidissement des tissus biologiques sans protection suffisante produit généralement de la glace. La formation de glace redistribue l'eau et les solutés, déforme les tissus et peut endommager les membranes ainsi que les structures extracellulaires.
Agents cryoprotecteurs réduisent la formation de glace et rendent la vitrification possible à des taux de refroidissement réalisables.
La vitrification signifie la formation d'un solide amorphe plutôt que d'un cristal. Il s'agit d'un état physique, et non d'une preuve que chaque cellule reste viable.
Le cadre scientifique moderne a débuté avec un 1984 article de cryobiologie sur la vitrification.
Accès, lavage et circulation
La voie chirurgicale dépend du protocole et de l'état du patient. Les gros vaisseaux sont canulés pour créer une entrée et une sortie pour le perfusat.
Une solution porteuse froide est d'abord circulée pour déplacer le sang, soutenir le pH et le volume, et préparer le système vasculaire pour l'agent cryoprotecteur.
Parler d'une toile vierge serait trompeur. Les caillots existants, l'œdème, l'athérosclérose, les traumatismes et les lésions vasculaires post mortem font toujours partie du système.
La pression, le débit et la température doivent être surveillés ensemble. Une pression plus élevée peut améliorer la distribution, mais une pression excessive peut aggraver l'œdème ou endommager les vaisseaux.
Pourquoi la concentration augmente progressivement
Une exposition soudaine à un agent cryoprotecteur concentré crée de forts gradients osmotiques. Les cellules peuvent se rétracter rapidement, et les tissus peuvent être endommagés même sans formation de glace.
Les protocoles augmentent donc la concentration par étapes tout en maintenant des températures basses. Des températures plus basses réduisent généralement les taux de réaction et la toxicité, mais modifient également la viscosité et le débit.
Des échantillons d'entrée et d'effluent veineux peuvent être mesurés par réfractométrie. Une convergence suggère que le fluide circulé approche de la concentration cible.
Cela ne prouve pas une concentration uniforme dans chaque tissu. Le perfusat suit les vaisseaux, et l'accès vasculaire peut être inégal.
Le point final est une estimation.
La perfusion prend fin lorsque les cibles du protocole pour la concentration, la température, la pression, le débit et le temps d'exposition ont été atteintes, ou lorsque la circulation n'est plus utile.
Le résultat honnête n'est pas « le patient est parfaitement vitrifié ». Il s'agit de « les mesures disponibles confirment un niveau et une distribution particuliers de cryoprotection ».
Tomorrow.bio utilise la cryoprotection sur le terrain avant le transport sur de longues distances. Son aperçu public du processus indique que le cryoprotectant est introduit progressivement après la stabilisation.
Son utilisation d'une formulation optimisée VM-1 est également décrite publiquement. Un récent EBF research report documente les travaux de validation en cours après une ischémie post-mortem simulée.
Ce qui peut encore mal se passer
Un mauvais accès vasculaire peut laisser des régions sous-perfusées. Les cryoprotectants peuvent être toxiques. Les gradients de température et osmotiques peuvent endommager les tissus.
Ces compromis ne constituent pas une preuve que la perfusion est inutile. Ils expliquent pourquoi la qualité du protocole doit être mesurée plutôt que supposée.
Après la perfusion, le patient passe à transport et à un refroidissement contrôlé à travers la transition vitreuse.
Une imagerie ultérieure par tomodensitométrie peut tester certains aspects de la distribution du cryoprotectant et de la formation de glace, comme discuté dans biostasis quality checks.
En bref : La perfusion remplace le sang et l'eau par une solution cryoprotectrice via la circulation. La procédure doit équilibrer la prévention de la formation de glace avec la toxicité, le stress osmotique et la distribution inégale.
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