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超低温冰箱技术应用是否能过够成为重获新生的幸运星
发布时间:2020-01-16   点击次数:81次
   超低温冰箱技术应用是否能过够成为重获新生的幸运星
  前言:天津大学化工学院张雷、杨静团队成功研发新型细胞超低温保存术,首次实现低成本无毒副作用超低温保存人类软骨细胞,有望成为细胞治疗领域的重大突破,为血液病、癌症患者等人群带来福音。低温冰箱的应用在该实验中发挥重要作用!该成果现已发表于美国化学会权威期刊《生物大分子》。
  人体低温保存-“三体” 美菱低温冰箱
  古代能够轻易夺走生命的伤寒,现在只需要几粒药丸便能治愈,医学的发展使得许多“不治之症”成为过去,但是如何才能让已经处于生命边缘的人吃到“未来之药”呢?人们求助于人体低温保存技术。2017年5月,因患肺癌离世的展文莲完成了中国第一例人体低温保存,期望将来通过一定的科技手段“复活”,重新获得健康。
  低温下生命如何存续?按照阿伦尼乌斯公式(Arrhenius equation)估算温度对生化反应速度的影响,若一生物体在4℃下能存活2小时,则其在-40℃下可保存数日,-80℃低温冰箱下可保存数月,-196℃下甚至可以保存几个世纪。在-196℃的低温下,生物体代谢基本停止,避免了由遗传引起的生物变异。
  随着科学技术的发展,越来越多的人希望通过人体低温保存技术得以“永生”。患有现代医学无法医治疾病的人希望通过在低温下保存自己的身体(通常在-196℃液氮中),在未来医学发达的时候能够成功复温并使自己的疾病得以治疗,再次获得生命!就目前的技术而言,人体低温保存更像是一张未来才能兑换的支票!
  技术瓶颈:人体低温保存的“意外”损失
  生物体虽然能在低温下长期保存,但是目前相关技术存在严重“瓶颈”:降温过程中形成生长的冰晶会给细胞造成致命的冷冻损伤。为使细胞在低温冰箱冷冻时不受伤害,目前最主流的方法是添加有机保护溶剂——二甲基亚砜(DMSO)!
  不过,这类保护剂本身具有毒性,细胞冷冻复苏后必须经过复杂的“洗毒”程序才能培养扩增或注入病人体内。可即使“洗毒”后复苏的细胞仍会引发病人诸多副作用,如恶心呕吐、支气管痉挛、肾功能衰竭和心脏骤停等。所以,寻找生物友好型冷冻保护剂及合适的冷冻保护剂组合对于生物体的成功低温保存及复苏是极其关键的。
  天津大学青年教师杨静在研究中创造性地选取天然两性离子甜菜碱作为细胞内冻存保护剂,成功实现了人体软骨细胞的超低温保存,细胞复苏成活率可达90%以上,从而创造了新型超低温冰箱细胞保存技术。
  根据实验结果显示,这种新技术对软骨细胞活性与功能都无明显损伤,可高效冷冻保存软骨细胞,并有望实现细胞复苏后直接用于临床治疗,无需保护剂洗脱的复杂程序。该项成果已经成功获批国家专利并申请国际PCT专利,目前正在针对其他种类人体细胞进行实验,预期用新技术研发的细胞超低温保护剂不仅对细胞完全无毒无害,也可望替代进口产品,大幅度降低科学研究和临床成本,为需要细胞治疗的患者带来福音!
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