Menschen, die mit dem Verfahren der medizinischen Kryokonservierung nicht sehr vertraut sind, denken oft, dass Kryounternehmen "Menschen einfrieren". Das mag daran liegen, dass sie viele Science-Fiction-Filme gesehen haben, oder vielleicht ist ihnen aufgefallen, dass Lebensmittel, die in ihrem Gefrierschrank aufbewahrt werden, länger haltbar sind. Was auch immer der Grund sein mag, eine Frage, die oft gestellt wird, wenn man über Kryokonservierung spricht, ist: "Werden Menschen in riesigen Gefrierschränken gelagert?" Das wollen wir klären. Kryokonservierte Patienten werden in so genannten "kryogenen Lagerungsbehältern" aufbewahrt - die, wenn wir es ganz einfach ausdrücken wollen, eher mit einer Thermoskanne als mit einem Gefrierschrank verglichen werden können.
Wie funktioniert es?
Kryolager-Dewars sind Vakuumbehälter, die für den Transport und die Lagerung von Kryogenen, in unserem Fall flüssigem Stickstoff, verwendet werden. Die Behälter sind nach Sir James Dewar benannt, einem britischen Chemiker und Physiker, der 1892 die "Vakuumflasche" erfand, die auch als "Dewar-Kolben" oder "Thermoskanne" bekannt ist.
Wenn man darüber nachdenkt, ist es schon beeindruckend, was eine Thermoskanne leisten kann. Sie könnten stundenlang in der Sonne liegen und Ihr Getränk bliebe schön gekühlt. Sie könnten auch an einem sehr kalten Tag draußen sein, eine warme Jacke und Handschuhe tragen und trotzdem einen Schluck warmen und köstlichen Tee aus Ihrer Thermoskanne genießen. Wie ist das überhaupt möglich?
Sowohl eine Thermoskanne als auch ein kryogener Lagerungsdewar sind so konstruiert, dass sie die Wärmeübertragung minimieren. Dadurch können sie die Temperatur des flüssigen und biologischen Materials, das sie lagern, ohne den Einsatz von Strom aufrechterhalten.
Die Physik hinter einem kryogenen Speicher-Dewar
Die Konstruktion einer Thermoskanne ist eigentlich nicht sehr kompliziert. Es handelt sich um einen Behälter mit zwei oder mehr Außenschichten, zwischen denen sich evakuierte Luft befindet, die einen Vakuumspalt bildet. Außerdem gibt es in der Regel eine sehr dichte Verschlusskappe auf der Oberseite und eine reflektierende Metallschicht um die Außenschicht.
Diese drei Elemente, ein Vakuumraum, eine dichte Kappe und eine reflektierende Schicht, verhindern zusammen die Wärmeübertragung. Der Vakuumraum verhindert Wärmeleitung, da er frei von Molekülen ist, die Wärme von außen nach innen transportieren könnten. Aufgrund des Deckels kann die Luft nicht ungehindert in den Behälter eindringen oder ihn verlassen, so dass keine Konvektion stattfindet. Die reflektierende Schicht wirkt der Strahlung entgegen.
Technisch gesehen sind eine Thermoskanne und ein kryogener Lagerungsdewar recht ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass letzterer auf Flüssigkeiten bei sehr niedrigen Temperaturen spezialisiert ist. Ein Dewar ist in der Regel auch viel größer als eine Thermoskanne, vor allem, wenn er für die Lagerung von kryokonservierten Menschen verwendet wird.
Die Anpassung von kryogenen Lagerbehältern für kryonik
Dewars für die Lagerung von Kryogenen gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Ihre Abmessungen hängen davon ab, wofür sie benötigt werden, nämlich für den Transport und die Lagerung von Kryotechnik. Geeignete Dewars können auch für die Kryokonservierung verwendet werden.
Dewars können kryokonservierte Zellkulturen und Gewebe, Sperma und Embryonen enthalten, die alle nach dem Aufwärmen erfolgreich verwendet werden können. Schließlich können Dewars zur kryogenen Lagerung auch kryokonservierte Patienten enthalten. In diesem Fall handelt es sich entweder um den ganzen Körper oder nur um den Kopf.
kryonik Anbieter wie Tomorrow Bio verwenden in der Regel einen Dewar aus rostfreiem Stahl, der eine lange Zeit ohne Beschädigung überstehen kann. Diese werden in einer Langzeitlagereinrichtung gelagert und überwacht. Die gängigsten Ganzkörper-Dewars sind etwa 3 Meter hoch und 1 Meter breit. Sie können bis zu 4 Ganzkörperpersonen enthalten. Normalerweise werden Neuropatienten in speziellen Einheiten in einer Säule in der Mitte des Dewars aufbewahrt.
Verlust von Flüssigstickstoff
Wie Sie vielleicht schon bei Ihrer Thermoskanne festgestellt haben, wird das Wasser irgendwann warm. Bei einer hochwertigen Thermoskanne kann es etwas länger dauern, aber am Ende wird es unweigerlich passieren.
Bei einem kryogenen Lagerungsdewar ist es nicht viel anders, auch wenn die Technologie sehr fortschrittlich ist und die Wärmeübertragung minimal ist. Der Hauptgrund dafür ist, dass der Dewar einen Deckel hat. Ohne einen Deckel wäre es einfacher, eine perfekte Wärmeisolierung zu schaffen. Dies würde es jedoch sehr schwierig machen, kryokonservierte Patienten hinein- und herauszubringen.
Flüssiger Stickstoff, die Flüssigkeit, die in kryonik verwendet wird, hat einen Siedepunkt, der weit unter der Raumtemperatur liegt. Er kommt in flüssiger Form und nur bei einer Temperatur von -196 Grad Celsius vor. Das bedeutet, dass sich diese Substanz ohne besondere Hilfsmittel normalerweise in ein Gas verwandeln und in der Luft zerstreuen würde. Ein kleiner Teil des flüssigen Stickstoffs in einem Dewar für die Lagerung von Kryotechnik erwärmt sich jedoch irgendwann, kocht und wird zu Gas. Es ist wichtig, dass der Dewar über ein System verfügt, mit dem das Gas "entweichen" kann. Wenn dies nicht geschieht, würde der Druck ihn explodieren lassen - und das wollen wir auf keinen Fall!
Jeder kryogene Lagerungsdewar, in dem biologische Proben für eine bestimmte Zeit aufbewahrt werden, muss irgendwann nachgefüllt werden. Dieses Nachfüllen muss nicht oft erfolgen, aber es wirkt sich auf die Kosten einer Kryokonservierung aus, die über einen langen Zeitraum andauern soll. Im Fall von kryonik füllen die Betreiber einer Lagereinrichtung die kryogenen Lagerbehälter normalerweise wöchentlich nach. Dies geschieht jedoch eher aus Sicherheitsgründen. Dennoch ist die Verwendung von Flüssigstickstoff derzeit die praktischste, umweltfreundlichste und kostengünstigste Art der Lagerung kryokonservierter Patienten.
EBF-Lagereinrichtung
Tomorrow BioPatienten werden in der Langzeitpflegeeinrichtung der European Biostasis Foundation(EBF) in Rafz, Schweiz, gelagert. Die Einrichtung wurde kürzlich eingeweiht. Die Teilnehmer der Biostasis2022-Konferenz hatten die Gelegenheit, die Labors, Operations- und Lagerräume zu besichtigen.
Die Patienten werden unterirdisch gelagert, in einer der sichersten - sowohlgeografisch als auch wirtschaftlich - Gebiete der Welt. Die EBF überwacht die langfristige Betreuung der Patienten von Tomorrow Biound die kontinuierliche Ausrichtung aller Beteiligten auf den Auftrag.
Patienten in einem kryogenen Lagerungsdewar, wie dem von Tomorrow Bio, werden aus Sicherheitsgründen auf dem Kopf stehend gelagert. Wie oben erläutert, ist es wahrscheinlich, dass mit der Zeit etwas flüssiger Stickstoff aus dem Dewar austritt. Da die Forschung heute davon ausgeht, dass alle Informationen, die einen Menschen zu dem machen, was er ist, im Gehirn gespeichert sind, muss es um jeden Preis geschützt werden. Da das Gehirn am Boden des Dewars gelagert wird, ist es höchst unwahrscheinlich - selbst unter den extremsten und unvorhersehbarsten Umständen -, dass es durch den Verlust von flüssigem Stickstoff beeinträchtigt wird.
Fazit
Vielleicht sind Sie daran interessiert, nach Ihrem gesetzlichen Tod kryokonserviert zu werden. Wenn ja, wissen Sie jetzt vielleicht besser, wo Sie wahrscheinlich viele Jahre lang aufbewahrt werden. Wenn Sie sich bei uns für die Kryokonservierung anmelden, wissen Sie, wie und warum wir speziell einen kryogenen Lagerungsdewar verwenden und wo in Europa Sie bis zur zukünftigen Wiederbelebung aufbewahrt werden.
Flüssiger Stickstoff ist inzwischen die billigste und sicherste Option. Und während wir im Moment die oben beschriebenen Dewars verwenden, erforschen wir auch Geräte zur Zwischenlagerung bei hohen Temperaturen (ITS). Wir glauben jedoch, dass wir in Zukunft noch fortschrittlichere Lösungen finden können. Unter Tomorrow Bio arbeiten wir hart daran, die Biostase-Forschung weiter voranzutreiben. Mit dem Engagement und der Hingabe unserer medizinischen Forscher und Ingenieure erwarten wir in den kommenden Jahren bahnbrechende Entwicklungen!
Möchten Sie uns helfen, diesen innovativen Bereich voranzubringen? Wenn Sie sich als Tomorrow Fellow anmelden, tragen Sie zur Finanzierung der Kryokonservierungsforschung bei und sparen für Ihre eigene Kryokonservierung in der Zukunft für nur 5 € pro Monat. Wenn du Lust hast, über kryonik, Futurismus, Langlebigkeit und mehr zu reden, kannst du uns auch auf Discord beitreten.
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