照片由明尼蘇達(dá)大學(xué)提供
MINNEAPOLIS / ST.PAUL（03/01/17） - 由明尼蘇達(dá)大學(xué)*導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)開創(chuàng)性的過程，成功地重新保護(hù)在極低溫度下保存的大型動(dòng)物心臟瓣膜和血管。這一發(fā)現(xiàn)是通過建立組織和器官庫，增加移植器官和組織的可用性，挽救數(shù)百萬人的生命的重要一步。
該研究于3月1 日在美G科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)（AAAS）出版的同行評(píng)議的研究雜志“ 科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”（Science Translational Medicine）上發(fā)表。明尼蘇達(dá)大學(xué)擁有與這一發(fā)現(xiàn)相關(guān)的兩項(xiàng)**。
“這是**次任何人都能夠擴(kuò)大到一個(gè)更大的生物系統(tǒng)，并顯示成功，快速，統(tǒng)一的溫暖數(shù)百攝氏度每分鐘的保存組織，而不損害組織，”明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程和生物醫(yī)學(xué)工程教授John Bischof，這項(xiàng)研究的資深作者。
明尼蘇達(dá)大學(xué)*導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)開創(chuàng)性的過程，以使用二氧化硅涂覆的氧化鐵納米顆粒和非侵入性電磁波成功地重新保護(hù)在非常低溫度下保存的大規(guī)模動(dòng)物心臟瓣膜和血管。照片來源：明尼蘇達(dá)大學(xué)Bischof說，過去，研究人員只能在約1毫升的組織和溶液中顯示成功。這項(xiàng)研究擴(kuò)大到50毫升，這意味著有很大的可能性，他們可以擴(kuò)大到更大的系統(tǒng)，如器官。
目前，捐贈(zèng)用于移植的心臟和肺的60％以上必須每年丟棄，因?yàn)檫@些組織不能在冰上保存超過4小時(shí)。根據(jù)**近的估計(jì)，如果只有一半的未使用的器官被成功移植，移植等待名單可以在兩年內(nèi)消除。
長(zhǎng)期保存方法，如玻璃化，使用非常低的溫度在-160和-196攝氏度之間冷卻生物樣品到無冰的玻璃態(tài)已經(jīng)存在了幾十年。然而，**大的問題是恢復(fù)溫度。組織在恢復(fù)過程期間經(jīng)常遭受重大損害，使得它們不可用，特別是在較大尺度。
在這項(xiàng)新的研究中，研究人員通過開發(fā)一種革命性的新方法，使用分散在包括組織的冷凍保護(hù)劑溶液中的二氧化硅包被的氧化鐵納米粒子來解決這種回暖問題。當(dāng)使用非侵入性電磁波激活時(shí)，氧化鐵納米顆粒作為組織周圍的微小加熱器，以100**200攝氏度/分鐘的速率快速和均勻地加熱組織，比以前的方法快10**100倍。
在回溫和測(cè)試活力后，結(jié)果顯示沒有組織顯示傷害的跡象，不同于對(duì)照樣品緩慢地在冰上或在使用對(duì)流加溫的溫度下回暖。研究人員還能夠在加熱后成功地從樣品中洗去氧化鐵納米顆粒。
氧化鐵納米顆粒。明尼蘇達(dá)大學(xué)的Bischof說，這個(gè)發(fā)現(xiàn)是他的團(tuán)隊(duì)在許多不同*域的研究結(jié)果，以保存或破壞超高溫或超低溫的細(xì)胞和組織。
“我們已經(jīng)走到了在這些不同*域的極高溫度和極低溫度下我們能做的極限，”Bischof說。“通常當(dāng)你走到極限，你**終找到一些新的和有趣的東西。這些結(jié)果是非常令人興奮的，如果我們可以有**銀行的器官移植，可能有巨大的社會(huì)效益。
雖然擴(kuò)大系統(tǒng)以適應(yīng)整個(gè)器官將需要進(jìn)一步優(yōu)化，作者們樂觀。他們計(jì)劃從嚙齒動(dòng)物器官（如大鼠和兔子）開始，然后擴(kuò)大到豬器官，然后，希望，人類器官。該技術(shù)還可以應(yīng)用于超低溫，包括向癌細(xì)胞傳遞致命的熱脈沖。
該研究由G家科學(xué)基金會(huì)（NSF），G立衛(wèi)生研究院（NIH），美G陸軍醫(yī)學(xué)研究和物質(zhì)指揮部，明尼蘇達(dá)大學(xué)明尼蘇達(dá)期貨獎(jiǎng)學(xué)金和明尼蘇達(dá)大學(xué)卡爾和珍妮特Kuhrmeyer椅子在機(jī)械工程。
除了Bischof，明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究作者還包括博士后研究人員Navid Manuchehrabadi，哲高，金金張，哈蒂戒，齊少; 研究生劉鳳; 本科生麥克德莫特 牙科教授Alex Fok; 放射學(xué)教授Michael Garwood; 化學(xué)教授克里斯蒂·海恩斯。其他團(tuán)隊(duì)成員包括卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機(jī)械工程教授Yoed Rabin和克萊姆森大學(xué)和Tissue Testing Technologies LLC的生物工程教授Kelvin Brockbank。
要閱讀完整的研究題為“改進(jìn)的組織低溫保存使用感應(yīng)加熱的磁性納米粒子”，請(qǐng)?jiān)L問 科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué) 網(wǎng)站。
