"Kryokonservierung ist nur grobes Einfrieren", ist immer noch ein weit verbreiteter Irrglaube auf kryonik. In Wirklichkeit müssen zwischen dem legalen Tod und einer möglichen zukünftigen Wiederbelebung eine Vielzahl von kalkulierten Schritten unternommen werden. Einer davon ist das "Kryoprotektionsverfahren", bei dem wir Kryoprotektionsmittel perfundieren, um die Zellen der Patienten vor Schäden zu schützen. Warum und wie genau machen wir das? Erfahren Sie es in diesem Artikel.
Warum ist eine Perfusion notwendig?
Um zu verstehen, warum die Perfusion mit Kryoprotektoren notwendig ist, müssen wir uns zunächst ansehen, was mit dem Körper während der Kryokonservierung geschieht.
Kryokonservierte Patienten werden meist in kryogenen Lagerungsbehältern aufbewahrt, die in flüssigem Stickstoff bei -196°C getaucht sind. Unmittelbar nach dem Eintritt des gesetzlichen Todes wird die Körpertemperatur ab Beginn des Verfahrens kontinuierlich gesenkt. Bei einer Abkühlung auf unter -130 °C durchläuft der Patient die so genannte "Glasübergangstemperatur". Hier tritt die Verglasung ein, ein glasartiger Zustand, in dem alle Stoffwechselaktivitäten im Körper zum Stillstand kommen.
Würden wir ohne Vorsichtsmaßnahmen auf solch extreme Temperaturen abkühlen, würde sich das Wasser in unserem Körper schnell in Eis verwandeln - etwas, das wir auf keinen Fall wollen. Die Bildung von Eiskristallen im Körper führt unwiderruflich zu Zellschäden, da sie die Zellen austrocknen und schrumpfen lassen. Wir versuchen, diesen Effekt so weit wie möglich zu umgehen. Aus diesem Grund besteht ein früher Schritt unseres Verfahrens darin, dem Körper eines Patienten nach dem gesetzlichen Tod das Blut zu entziehen und es durch kryoprotektive Mittel zu ersetzen.
Wie funktioniert die Perfusion?
Nachdem unser SST-Team den Patienten erreicht hat und der rechtliche Tod offiziell festgestellt wurde, beginnt das Kryoprotektionsverfahren. Als Erstes steht die Stabilisierung auf dem Programm, bei der der Patient bis zu einem bestimmten Grad abgekühlt wird, damit der Kryoprotektionsprozess beginnen kann. Anschließend muss das Team einen chirurgischen Zugang zur Brusthöhle schaffen. Dies geschieht durch eine klassische mediane Sternotomie. Sobald das Herz und die umgebenden Strukturen sorgfältig und schnell seziert sind, kann die Kanülierung erfolgen. Dazu kanüliert das SST-Team die Aorta und die Vena cava (größte Vene des Körpers) und schließt unser Perfusionssystem an. Eine Pumpe übernimmt die Aufgabe des Herzens, kontinuierlich Blut zu pumpen, während unser Team in der Lage ist, das Blut aus dem Körper zu pumpen und es durch unsere maßgeschneiderten Kryoprotektoren zu ersetzen. Dieser Prozess wird so lange fortgesetzt, bis die perfekte Konzentration an Kryoprotektoren erreicht ist. Generell gilt, dass eine höhere Konzentration mit einem geringeren Einfrieren der Zellen einhergeht, jedoch sind in den verschiedenen Stadien der Einführung in das System unterschiedliche Konzentrationen erforderlich. Danach wird der Kreislauf wieder geschlossen und die Kühlung fortgesetzt.
Schritt-für-Schritt-Perfusion
Die Perfusion ist nicht ganz so einfach, wie es der Überblick vermuten lässt. Wie so oft, steckt der Teufel im Detail. Wir könnten leicht in Probleme geraten, wenn wir nicht genau aufpassen. Gehen wir noch einmal einen Schritt zurück und betrachten wir die Perfusion von oben nach unten.
Kryoprotektor-Lagerung & Rollenpumpen
Vor der Verwendung müssen die Kryoprotektiva ständig gekühlt werden. Daher lagern wir sie in speziellen Perfusionsbeuteln bei gekühlten Temperaturen. Die ersten drei Konzentrationen werden bei 4 °C in einem Kühlschrank gelagert, die höchste Konzentration bei -20 °C in einem Gefrierschrank. Nach der Entfaltung werden die Beutel aufgehängt und an das Perfusionssystem angeschlossen, wo die Kryoprotektiva in ein Reservoir geleitet werden. Von dort aus sorgt eine Rollenpumpe, wie sie auch in kardiopulmonalen Bypass-Systemen verwendet wird, für die Entnahme des Blutes aus dem Körper und die gleichzeitige Perfusion des Kryoprotektivums.
Wichtige Filter
Bevor die Substanz den Körper erreicht, durchläuft sie einen Wärmetauscher und einen arteriellen Filter. Diese entfernen jegliche Art von Verunreinigungen, die versehentlich in die Lösung gelangt sein könnten (Kryoprotektiva werden unter sterilen Bedingungen hergestellt).
Anschließend durchläuft es statische und dynamische Blasenfallen, die verhindern sollen, dass Mikroblasen eindringen. Wenn Blasen in den Blutkreislauf eindringen, wirken sie wie ein Blutgerinnsel (Embolus), das sich nicht so leicht entfernen lässt und verhindern kann, dass die Kryoprotektiva jeden Winkel erreichen, wie sie eigentlich sollen. Dies darf auf keinen Fall passieren, weshalb Blasenfilter verwendet werden.
Nach diesen Schritten wird das Kryoprotektionsmittel direkt in den Körper perfundiert.
Während der gesamten Perfusion sorgt ein Druckmesser dafür, dass der Blutdruck auf einem normalen Niveau gehalten wird. Der Druck, mit dem wir arbeiten, ist für menschliche Verhältnisse sehr niedrig und liegt bei etwa 80-90 mmhg bis maximal 120 mmhg.
Der Kreis schließt sich
Der Prozess des Pumpens von Kryoprotektoren durch das System wird fortgesetzt, bis die perfekte Konzentration erreicht ist. Danach wird der Kreislauf geschlossen und der Körper weiter auf optimale Temperaturen abgekühlt.
Voilà, die Perfusion ist fertig.
Überschüssige Mittel werden nach Abschluss der Kryoprotektion ordnungsgemäß entsorgt.
Fazit
Wie Sie sehen können, tun wir auf Tomorrow Bio etwas mehr als nur "Menschen einfrieren". Der Perfusionsschritt ist nur einer von vielen, die zu einer qualitativ hochwertigen Kryokonservierung beitragen.
Tomorrow Bio wird sich weiterhin mit der Optimierung dieses Systems befassen und regelmäßig neue Komponenten testen. Wenn sich ein neues Teil als nützlich erweist, kann es im weiteren Verlauf in das System integriert werden. Auf diese Weise wollen wir den Perfusionsprozess in Zukunft noch schneller und effizienter machen.
Möchten Sie mehr über die Kryokonservierung erfahren? Vereinbaren Sie einen Termin mit uns! Wir freuen uns immer über ein Gespräch mit Ihnen!
