低温贮藏

低温贮藏的保护细胞和组织通过冻结。

低温贮藏是基于某些小分子进入细胞的能力,防止脱水和细胞内的形成冰水晶,可导致细胞死亡和破坏的细胞细胞器在冻结过程中。两个常见的防冷冻的代理二甲亚砜(DMSO)和甘油。丙三醇主要用于cryoprotection红细胞,DMSO溶液用于其他细胞和组织的保护。一个糖被称为海藻糖,这发生在生物能够生存的极端脱水,用于冷冻干燥低温贮藏的方法。海藻糖稳定细胞膜,它的保护尤其有用精子,干细胞,血细胞。

大多数系统的细胞冷冻保存使用可控速度冰箱。液氮冷冻系统提供到一个封闭室的细胞悬液。小心监测快速冻结速率有助于防止细胞脱水和水晶的形成。一般来说,细胞从一个房间温度大约90°C (130°F)−−可控速度冰箱。然后转移到液体冷冻细胞悬液氮冰箱保持在极冷的温度下与氮蒸气或液体阶段。低温贮藏基于冷冻干燥不需要液氮冰柜的使用。

低温贮藏的一个重要应用是在冷冻和储存造血干细胞中发现的骨髓和外围血。在自体骨髓救援,造血干细胞收集从一个高剂量治疗前病人的骨髓化疗。治疗后,患者的冻存细胞解冻,注入身体。这个过程是必要的,因为大剂量化疗是剧毒的骨髓。同行造血干细胞的能力极大地增强用于治疗某些结果淋巴瘤和固体肿瘤恶性肿瘤。患者的情况白血病,他们的血液细胞癌变和不能用于自体骨髓救援。因此,这些病人依靠低温贮藏血液收集的脐带新生婴儿或冻存的造血干细胞获得捐助者。自1990年代末以来已经认识到,造血干细胞间充质干细胞(来自胚胎结缔组织)有能力区分骨骼和心肌组织、神经组织骨。今天有强烈的兴趣在这些细胞的生长组织培养系统,以及这些细胞的冷冻保存为未来治疗各种疾病,包括神经和肌肉系统疾病和疾病肝和心。

低温贮藏还用于冷冻和储存人类胚胎和精子。特别有价值的额外的胚胎冷冻的生成体外受精(试管婴儿)。一对夫妇可以选择使用cyropreserved胚胎为以后怀孕或与新鲜胚胎体外受精失败的事件。在冷冻的过程胚胎转让、解冻胚胎,植入女性的子宫。冷冻胚胎移植与一个小但在儿童癌症的风险显著增加出生的孩子中从这样的胚胎。

深刻的体温过低,轻度低温贮藏的一种用于人类患者,有重要的应用。一个常见的用法感应深刻的低体温是复杂的心血管外科手术。病人放在完成后心肺旁路,使用心肺机,血液通过冷却室。控制冷却的病人可能达到极低的温度约10 - 14°C (50-57°F)。这个数量的有效冷却停止所有脑为所有重要器官的活动,并提供保护。当这种极端冷却被实现,可以停止心肺机,外科医生可以纠正非常复杂的主动脉和心脏缺陷在循环被捕。在这段时间里,没有在病人的血液循环。手术后已经完成,血液逐渐温暖是一样的热交换器用于冷却。逐渐变暖恢复正常体温恢复正常大脑和器官功能。这深刻的体温过低,然而,是远离冻结和长期冷冻保存。

细胞可以生活了十多年,如果适当的冻结。此外,某些组织,如甲状旁腺腺,静脉、心脏瓣膜、主动脉组织,可以成功地冻存。冻结还用于存储和维护早期人类的长期生存能力胚胎,卵子(鸡蛋)和精子。很好地经受冷冻过程用于这些组织建立,,在冷冻保存剂的存在,组织可以存储在长时间的高温−14°C (6.8°F)。

研究表明,整个动物没有防冷冻的代理可以冻结收益率可行的细胞包含完整的DNA在解冻。例如,核整个老鼠的大脑细胞储存在−20°C (−4°F)超过15年被用来生成行胚胎干细胞。这些细胞随后被用于生产鼠标克隆。