Криоконсервация что это такое
Криоконсервация
Криоконсерва́ция (от греч. κρύος — холод и лат. conservo — сохраняю) — низкотемпературное хранение живых биологических объектов с возможностью восстановления их биологических функций после размораживания.
Содержание
Эффективность и объекты криоконсервации
В настоящее время разработаны и успешно применяются в медицине, сельском хозяйстве и научном эксперименте методы криоконсервации клеточных культур, тканей (кровь, сперма), ранних (преимплантационных) эмбрионов. Изолированные органы плохо переносят криоконсервацию, методы криоконсервации целых органов не разработаны, эффективность их низкая. Случаи успешной трансплантации криоконсервированных органов редки, как правило, в таких случаях речь может идти не о восстановлении после размораживания целого органа, а о присутствии в размороженном органе отдельных областей живой ткани. Другими словами, выживает после криоконсервации не орган как единое целое, а участки ткани, которые могут после трансплантации успешно прижиться (например, при трансплантации размороженной яичниковой ткани). Случаи успешной криоконсервации теплокровных животных (в том числе человека) до сих пор не зафиксированы. В настоящее время не существует методов, обеспечивающих выживание криоконсервированных людей, иных млекопитающих животных, а также птиц.
Температурный режим
Как правило, криоконсервацию осуществляют при температуре −196 °C, помещая капсулы с биологическими объектами в жидкий азот. Реже пользуются более высокими температурами (от −180 °C до −130 °C), которые создают электрифицированные морозильные камеры, но данный температурный режим менее надежен и подходит не для всех объектов. Использование температур выше −130 °C малоэффективно и используется редко (например, хранение на сухом льду при −79 °C). Сохранение живых объектов при температурах около нуля градусов традиционно не относят к криоконсервации. Использование низких температур обеспечивает остановку биохимических процессов в клетках, в том числе останавливается обмен веществ и энергией с внешней средой, благодаря этому живые объекты могут сохраняться сколь угодно долго.
Криоповреждения
Использование низких температур опасно для живых объектов. Живые клетки погибнут при замораживании, если не осуществить специальные защитные мероприятия. Основными повреждающими факторами при замораживании являются образование внутриклеточного льда и обезвоживание клетки. Образование внутриклеточного льда характерно для большой скорости охлаждения (более 10K/мин). Кристаллизация внутриклеточной воды приводит к увеличению внутреннего объема мембранных структур (ядро, аппарат Гольджи, митохондрии, эндоплазматическая сеть, лизосомы, цитоплазматическая мембрана и пр.) Эти структуры разрушаются. Обезвоживание клетки характерно для небольшой скорости охлаждения (менее 10K/мин). Потеря клеткой воды происходит вследствие вымораживания воды во внешней среде и повышения концентрации растворенных веществ во внешней среде. При охлаждении клетка может потерять до 80-90 % воды, при этом разрушаются гидратированные комплексы с макромолекулами, что приводит к так называемой «криоденатурации» — потере биологическими полимерами (прежде всего белками и белковыми комплексами) третичной и четвертичной структуры, что приводит к необратимой утрате функций этих полимеров. В криобиологии повреждения, получаемые клеткой при замораживании, называют «криоповреждения».
Криопротекторы
Лишь некоторые клеточные культуры, а также бактерии могут быть эффективно криоконсервированы без предварительной подготовки. Для эффективной криоконсервации клетки замораживаемых объектов должны быть насыщены криопротекторами — веществами, уменьшающими криоповреждения. После размораживания необходимо удалить криопротекторы из клеток.
Соответствие термина в иностранных языках
Следует обратить внимание, что в ряде языков для данного понятия используется слово с лат. корнем «preservo». Так слово «криоконсервация» соответствует в английском языке слову «cryopreservation», в испанском «criopreservación», но в немецком языке «Kryokonservierung», во французском «cryoconservation».
Криоконсервация эмбрионов при ЭКО
При проведении ЭКО могут остаться полноценные эмбрионы, которые не пригодились для процедуры. Криоконсервация позволяет их сохранить для использования в следующих протоколах экстракорпорального оплодотворения. На нашем сайте вы можете записаться на прием к врачу акушеру-гинекологу в Краснодаре.
Процесс криоконсервации эмбрионов
Перед проведением ЭКО проводится разморозка эмбрионов. Их переносят в питательную среду. Репродуктолог должен убедиться в том, что они возобновили процесс деления клеток. После этого доктор принимает решение об их переносе в рамках выбранного им протокола.
Главные особенности криоконсервации эмбрионов
Криоконсервация эмбрионов является доступной процедурой и может стать осознанным выбором при планировании беременности. Она рекомендуется к проведению, если в прошлом у женщины было уже несколько неудачных попыток экстракорпорального оплодотворения с применением незамороженных яйцеклеток. Криоконсервация является необходимой мерой, если был выявлен синдром гиперстимуляции яичников или нарушения менструального цикла. Проконсультируйтесь с гинекологом в Краснодаре перед проведением этой процедуры.
Влияние криоконсервации на эмбрион
Эта процедура практикуется медиками уже более 30 лет. Многочисленные исследования, проведенные за это время, подтвердили, что длительное пребывание в состоянии анабиоза, вызванного заморозкой, не оказывает влияния на эмбрион. Развитие детей, появившихся на свет благодаря криоконсервации и ЭКО, соответствует возрастным нормам.
Подсадка эмбрионов после криоконсервации
Если эмбрион подвергся криоконсервации в стадии дробления (2, 4, 8 клеток), доктор может провести подсадку сразу же после проведения разморозки. В случаях, когда заморозка проводилась на стадии двух пронуклеусов, медик в течение нескольких дней наблюдает за состоянием эмбрионов. Удостоверившись в том, что они нормально развиваются, доктор выполняет подсадку. Использование эмбрионов, подвергшихся криоконсервации, не снижает вероятность наступления беременности. При проведении экстракорпорального оплодотворения после криопереноса вероятность забеременеть составляет примерно 30%. Стоит отметить, что перенесенные женщиной перед процедурой инфекционные заболевания снижают шансы забеременеть. Организм перед проведением подобной процедуры должен восстановиться.
Если для переноса эмбрионов после разморозки доктором выбран естественный протокол, подсадка проводится во время овуляции. Стимулированный протокол характеризуется тем, что овуляцию у пациентки вызывают с помощью гормональных препаратов. Выбор протокола доктор осуществляет с учетом репродуктивных особенностей организма женщины. После проведения подсадки ей в течение нескольких дней необходимо соблюдать постельный режим, избегать физических нагрузок и психологических потрясений. Также после этой процедуры требуется соблюдать рекомендации лечащего врача относительно дозировки гормональных препаратов.
Повторная криоконсервация
Если запланированная процедура экстракорпорального оплодотворения была отменена в виду непредвиденных обстоятельств, доктор может принять решение о повторной заморозке эмбрионов. Такая процедура оправдана, если первичная криоконсервация проводилась на ранних стадиях развития эмбриона. Стоит учитывать, что вероятность гибели при повторной разморозке выше, чем при первичной. Успешность протокола ЭКО с применением эмбрионов дважды подвергшихся криоконсервации не превышает 10%.
Криоконсервация: Применение, методы и продукты
Это всё о Криогении.
Главная страница / Блог / Криоконсервация: Применение, методы и продукты
Криоконсервация: Применение, методы и продукты
Криоконсервация широко используется, особенно в медицинской и фармацевтической промышленности. В этом передовом методе используются, в частности, криогенные жидкие газы для охлаждения клеточного материала и лекарств.
Но что такое криоконсервация? Каковы наиболее распространенные методы и области применения этой техники, и как Demaco помогает своим клиентам сделать проекты криоконсервации безупречными и безопасными? Мы ответим на все эти и другие вопросы в этой статье.
Что такое криоконсервация?
Криоконсервация является широко используемым методом в криогенной промышленности, при котором биологический материал или химические элементы сохраняются с помощью криогенного охлаждения. В большинстве случаев в качестве хладагента используется жидкий азот (-196 градусов), хотя это зависит от объема проекта.
Криоконсервирование может охладить огромное количество веществ. Примеры включают в себя кровяные клетки, стволовые клетки, яйцеклетки, эмбрионы, зародышевую плазму растений и некоторые лекарственные формы. Часто охлаждение происходит в биобанке, также известном как криокабинет, который специально разработан для криоконсервации в больнице или лаборатории.
Криоконсервирование имеет определенные преимущества перед «нормальным» замораживанием. Когда продукт замораживается в стандартном морозильнике, как у большинства людей дома, замораживание является относительно нерегулируемым процессом, который часто приводит к образованию кристаллов. Эти кристаллы повреждают ячейки продукта; после размораживания продукт уже не имеет той же формы и состояния, что и раньше. С пищей это не обязательно должно быть проблемой, но с биологическим материалом или лекарствами изменения в продукте могут вызвать серьезные проблемы.
Несколько методов, используемых при криоконсервировании, направленных на наилучшую защиту клеток, — это тщательный контроль процесса замораживания (замораживание с контролируемой скоростью) и добавление молекул (криопротекторов) в клетки. Последний метод в основном используется для сохранения биологического материала с целью минимизации обезвоживания и предотвращения образования внутриклеточных кристаллов льда.
Какие агенты добавляются, зависит от охлаждаемого материала. Например, глицерин используется для безопасного замораживания эритроцитов, а DMSO — для большинства других клеток и тканей. В методах сухого замораживания широко используется трегалоза. Этот агент преимущественно эффективен для предотвращения обезвоживания.
Методы криоконсервации
Как уже кратко объяснялось ранее, существует несколько методов криоконсервации. Какой из методов работает лучше всего, зависит от цели охлаждения и продукта, который охлаждается.
Некоторые известные методы включают в себя:
Контролируемое замораживание:
Во время контролируемого замораживания закрытый сосуд Дьюара доводится до чрезвычайно низких температур с использованием жидкого азота. Тщательный контроль процесса охлаждения позволяет избежать порчи ячеек и других материалов. Особенно в фармацевтической и медицинской области, этот метод популярен для охлаждения тканей и лекарств.
Нулевое незамерзающее хранилище: На низкотемпературных незамерзающих складах используются температуры ниже нуля для сохранения материалов в оптимальном качестве без риска замерзания, которое может привести к ухудшению качества. Это означает температуру ниже 0 градусов Цельсия, при которой материал еще не замерзает. В частности, исследовательский сектор регулярно использует этот метод для экспериментов по охлаждению органов и, например, стволовых клеток.
Что такое криоконсервация?
Оглавление
Криоконсервации спермы, эмбрионов или яйцеклеток (ооцитов) являются незаменимыми процедурами в современной репродуктологии, которые позволяют людям с диагнозом «бесплодие» стать родителями. Методика повышает вероятность имплантации эмбриона в программе ЭКО (экстракорпорального оплодотворения) и увеличивает шансы женщины стать матерью в любом возрасте. Процедура проводится с использованием технологии с доказанной эффективностью. Сегодня методика актуальна для сохранения эмбрионов, яйцеклеток и спермы. Процедура проводится с использованием уникальной технологии и отличается доказанной эффективностью.
Суть криоконсервации
Проводиться криоконсервация может двумя основными способами:
Как правило, криоконсервация актуальна при проведении ЭКО. Технология позволяет сохранить избыточные эмбрионы для последующего их переноса в полость матки. Также метод применяют по ряду показаний (не только медицинских, но и социальных) для сохранения яйцеклеток или фертильной спермы, когда пара планирует ребенка не в настоящий момент, а в будущем (в том числе в достаточно отдаленном).
К основным достоинствам процедуры относят:
Криоконсервация спермы (сперматозоидов)
Основными показаниями к данной процедуре являются такие факторы, как:
Важно! Следует учитывать и то, что криоконсервация спермы позволяет снизить риск передачи некоторых инфекционных заболеваний.
Перед процедурой замораживания сперматозоидов обязательно проводится комплексное обследование мужчины и выполняется специальная подготовка.
Мужчине нужно предварительно сдать следующие анализы:
Перед замораживанием эякулят выдерживают не более часа для разжижения и оценивают количество и подвижность имеющихся сперматозоидов. После этого к материалу добавляют криопротектор, помещают его в специальные пробирки (криовиалы), охлаждают и замораживают в жидком азоте.
Криоконсервация ооцитов
Данная методика позволяет обеспечить женскую фертильность на протяжении длительного времени.
Показаниями к проведению заморозки являются:
Важно! Яйцеклетки сохраняются в замороженном виде без изменения их свойств. Однако повреждения ооцитов возможны на этапе криоконсервации или оттаивания и могут быть обусловлены индивидуальными особенностями клеток или применяемой методикой. Более безопасной и эффективной с этой точки зрения является технология витрификации. Она повышает выживаемость клеток.
Весь процесс включает несколько этапов:
Важно! Длительность хранения биоматериала неограниченна. Размораживание возможно провести в любое время.
Криоконсервация эмбрионов
Данная процедура возможна в программах ЭКО. Это обусловлено тем, что процедуры экстракорпорального оплодотворения не гарантируют успешность первой же попытки. При этом часто специалистам удается получить большое количество эмбрионов хорошего качества. Использовать их можно для проведения повторных программ с целью переноса эмбрионов, а также в случае, если пара планирует завести еще одного ребенка в дальнейшем.
Показаниями к криоконсервации являются и:
Процедура подразумевает следующие этапы:
Важно! Хранить клетки можно на протяжении очень длительного времени (до 10 и более лет).
Преимущества проведения процедуры в МЕДСИ
Если вы хотите уточнить все условия криоконсервации эмбрионов, яйцеклеток или спермы, узнать стоимость услуги, цену диагностики, ее особенности и сроки проведения, запишитесь на прием к репродуктологу или андрологу.
Как работает единственная в России криофирма и есть ли смысл в заморозке людей
Среди клиентов компании «Криорус» не только россияне, но и пациенты из стран Западной Европы, Японии, Индии, Австралии и США. Недоверию официальной науки крионисты противопоставляют веру в прогресс и гиперболизированные идеи трансгуманизма.
«Я умирать не собираюсь», — радостно смеется заместитель генерального директора «Криорус» Иван Степин, встречающий нас в медицинском халате с закатанными по локоть рукавами и в кислотного цвета кроссовках. Иван похож на жизнерадостного популяризатора науки, готового продемонстрировать веселый фокус из занимательной физики. Однако его деятельность не ограничивается лабораторными опытами. Помимо технической работы он проводит «готовым» клиентам перфузию и занимается процессом охлаждения.
«Перфузия — процесс замены крови в теле незамерзающим составом —криопротектором, препятствующим повреждению клеток при заморозке, — наукоемко объясняет Иван. — Криопротекторы можно сравнить с антифризом для машин, который не дает образовываться кристаллам льда. Вещество вводится человеку сразу же после фиксации смерти, только после этого тело замораживают до температуры жидкого азота — минус 196 ˚ С — и помещают на хранение в сосуды Дьюара».
В криохранилище в Сергиевом Посаде, где мы находимся, их три — сосуды напоминают гигантские бидоны из-под молока. Из 62 пациентов «Криоруса» больше половины находятся здесь, еще часть — в другом подмосковном хранилище.
«Они что там, как кукурузные хлопья плавают?» — вырывается дурацкий вопрос.
«Нет, — обижается Иван. — Тела располагаются вниз головой… По окружности цилиндра, как патроны в барабане револьвера. — Иван рисует в воздухе воображаемый круг. — Свободное пространство между ними занимают крионированные животные, колбы с образцами ДНК, а также сторонники нейросохранения, пожелавшие заморозить только мозг. В один сосуд вмещается от 8 до 12 человек, в зависимости от комплекции людей».
В контексте сногсшибательного футуристического посыла о воскрешении рассказ звучит не столько жутко, сколько завораживающе. Однако проникнуться атмосферой будущего оказывается не так просто: криохранилище напоминает скорее помещение для технических нужд.
Создатели «Криорус» уверяют, что вся прибыль компании идет на оплату текущих расходов: содержание криохранилища и зарплата сотрудникам. Слушая Ивана, в это охотно веришь — голое предпринимательство вряд ли уживется с верой, что каждый клиент бессмертен и сохранять его нужно любой ценой.
В строгом понимании, крионика — не наука, а область практической деятельности. Она возникла из идей криобиологии, изучающей влияние низких температур на живые организмы. Опыты с замораживанием и размораживанием отдельных видов тканей, клеток, органов и эмбрионов позволили задуматься, а в дальнейшем и осуществить криоконсервацию человеческого мозга и человека.
«На современном этапе замораживаются стволовые клетки, кровь, сперма, эмбрионы, и все это может храниться неограниченно долго. Для сохранения криопациентов используется та же технология (с применением некоторых модификаций)», — объясняет директор по науке «Криорус» Игорь Артюхов. В отличие от других крионистов, экзальтированных и поспешных, он выступает в роли умиротворенного хранителя истины.
Впервые концепцию крионирования человека предложил американский физик и математик Роберт Эттинджер, опубликовавший в 1962 году книгу «Перспективы бессмертия». Он же в 1976-м создал Институт крионики (Cryonics Institute) в США. Это положило начало распространению крионического движения по всему миру. Однако компании по заморозке людей с тех пор появились только в России и не так давно в Китае (там пока заморожен один пациент). В остальных странах крионисты существуют в виде неформальных сообществ и работают как группы поддержки людей, которые помогают криопациентам оказаться в Америке или России.
«Да, были попытки зарегистрировать криофирмы в Великобритании, Германии, Нидерландах, но дело это очень тяжелое и нервное, еще и шарлатаном объявят, поэтому мало кто на это решается», — объясняет Артюхов.
Если с технологией заморозки криопациентов все относительно понятно (низкие температуры — идеальный способ сохранить все что угодно), то перспектива пока выглядит несколько сомнительно.
В строгом понимании, крионика — не наука, а область практической деятельности
Надежды на бессмертие крионисты связывают с «продолжительностью жизни» клеток головного мозга. Согласно некоторым исследованиям, после биологической смерти организма нейроны могут жить до десяти и более часов, а соответственно, и своевременная заморозка мозга позволит сохранить его нейронную «топологию».
«Мозг — это наша психика, вся наша личность. Если мы не кремируем, а крионируем, то получаем определенную степень вероятности, что через какое-то время можно оживить человека — в широком понимании. Неважно, как это будет: как в фантастическом фильме «Превосходство», где информацию загружают в компьютер, или это будет искусственно выращенное тело под оживленный мозг», — убежден Иван Степин.
Большинство представителей научного мейнстрима такую точку зрения не разделяют, сходясь во мнении, что для вероятности воскрешения замораживать нужно не мертвого, а живого человека, что по закону будет считаться убийством.
Тем не менее некоторый научный инфантилизм крионики к полной ее маргинализации не привел. Во-первых, последователи ничего не утверждают наверняка, используя в качестве доказательств косвенные научные свидетельства, например способность некоторых существ к анабиозу. Во-вторых, идеи бессмертия находятся в общем тренде с более реалистичными идеями продления жизни, что прибавляет им веса.
«Они просто считают, что у человека нет второго шанса и все должны умирать», — кричит в трубку клиент и по совместительству волонтер «Криорус» Алексей Самыкин. Ученых, оппонирующих идеям крионики, Алексей упрекает в признании смерти.
Алексей, один из первых клиентов «Криорус», крионировал маму, умершую от онкологии, а также заключил контракт на себя.
«Примитивное заблуждение», — биотехнолог Сергей Евфратов, пожелавший быть крионированным, не признает тезиса, что человек либо жив, либо мертв.
Кажется, приверженцами крионики руководит не страх смерти, а возмущение ею как досадным недоразумением.
При этом почти все клиенты криофирм так или иначе имеют отношение к науке: медики, биологи, биоинформатики, философы, математики. «Случайные люди, плохо знакомые с вопросом, к нам обращаются редко», — говорит Игорь Артюхов. Этот факт отчасти свидетельствует в пользу крионики.
Многие заключающие контракты на крионирование себя или близких помогают «Криорус» в качестве волонтеров, а также состоят в трансгуманистическом движении, частью которого, считают они, крионика и является.
Владельцев «Криорус» иногда называют мошенниками, «эксплуатирующими надежды людей с целью наживы». Хотя, справедливости ради, мошенническая схема предполагает обман одной стороны другой, тогда как владельцы криокомпании и их клиенты, кажется, искренне исповедуют общие ценности.
А растиражированное таблоидами утверждение, что эта услуга исключительно «для богатых», после общения с будущими пациентами вызывает сомнения.
«Нам это кажется непривычным, но любой американец может оплатить эти услуги через страховку, и не обязательно быть состоятельным человеком, — говорит Артюхов. — В Америке, кстати, как и в России, в основном это люди научного склада».
Среди американских селебрити контракт на крионирование иногда становится частью публичного имиджа. Например, договор с Институтом крионики на заморозку себя и двух собак заключила Пэрис Хилтон. Также среди желающих быть замороженными после смерти называют Бритни Спирс и Ларри Кинга.
Контракт на 100 лет
Деятельность криофирм, согласно законодательству, в России не запрещена. По закону, крионировать человека можно не только с его согласия, но и с согласия того, кто имеет право распоряжаться телом. Хотя, как правило, разрешение человека все-таки стараются получить при жизни.
Впрочем, собственноручно оформленное желание не гарантирует завещателю, что шансы на бессмертие будут реализованы.
«Набегает толпа родственников, встают стеной и не дают подойти к телу, а ведь успешность криосохранения зависит от скорости проведения перфузии», — переживает Сергей Евфратов.
Согласно закону, приступать к процедуре крионирования можно только после получения справки о смерти.
«После того как врач констатирует время смерти, справка должна быть выписана максимально быстро. В идеальной ситуации оформление занимает 15 минут», — говорит Степин.
Если человек находится в тяжелом состоянии, сотрудники «Криорус», как правило, дежурят в больницах и клиниках, чтобы «не упустить момент».
Срок действия контракта на криосохранение является отдельным юридическим феноменом: его действие пролонгируется до бесконечности — до тех пор пока не будут изобретены технологии, способные вернуть криопациента к жизни. Точка отсчета, с которой заканчивается основное время действия контракта, наступает через сто лет, и договор продлевается автоматически.
Сложно представить, какие чувства могут вызывать подобные сроки ожидания желаемого. Но визит «людей из будущего» — в белых комбинезонах, — в отличие от дежурной скорби сотрудников морга и ритуальных контор, по словам клиентов «Криорус», приносит близким умершего некоторое облегчение.
«У родственников криопациентов есть возможность посещать хранилище, и они приходят не на кладбище, а в место, откуда их близкие могут вернуться, — говорит Алексей Самыкин. — Лично я считаю, что в статусе криопациентов люди не мертвы, так как часть клеток их организма находится в сохранности. И решение крионировать маму казалось мне единственно правильным».
Визит «людей из будущего» — в белых комбинезонах — по словам клиентов «Криорус», приносит близким умершего некоторое облегчение