捐贈(zèng)器官：冷凍容易復(fù)蘇難

石落羽

被白白浪費(fèi)的捐贈(zèng)器官

在醫(yī)學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，器官移植已經(jīng)成功讓許多器官衰竭的患者重獲新生。但是，長期以來，人體器官供應(yīng)是個(gè)大難題，極其稀缺的器官來源，導(dǎo)致多少人在那長長的器官移植等待名單上蹉跎歲月。

器官奇缺，一部分原因當(dāng)然是捐贈(zèng)數(shù)量趕不上需求的增長，另一部分原因竟然是：每年有近60%的捐贈(zèng)器官被白白浪費(fèi)掉！受目前技術(shù)所限，大多數(shù)器官在從捐贈(zèng)者身上切除下來后能存活的時(shí)間實(shí)在是太短了，一旦沒有在這個(gè)期限內(nèi)找到匹配的器官接受者，那么這些器官就只能被迫丟棄。因此，科學(xué)家們一直在為尋找延長捐贈(zèng)器官保質(zhì)期的方法而不懈努力。

就像是我們?nèi)粘Ｉ钪欣帽淅鋬鍪澄镅娱L其保質(zhì)期一樣，在超低溫下冷凍器官，然后在需要的時(shí)候再加熱復(fù)蘇，這是一個(gè)我們自然而然能夠想到的解決方案。但是食物和器官畢竟是不一樣的，食物的解凍我們可以隨意而為，但是器官的解凍是要求它能夠“滿血滿狀態(tài)”復(fù)活的。所以說，在我們籌備建立一個(gè)大型的“器官冰箱”之前，器官的冷凍和復(fù)蘇的技術(shù)仍有許多需要改進(jìn)的地方。

最近，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的約翰·比斯科夫教授和他的研究團(tuán)隊(duì)，提出了一種基于納米材料的加熱方法，能夠快速而安全地加熱復(fù)蘇在極低溫度下保存的組織，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)給器官移植帶來翻天覆地的變化。

完美加熱冷凍組織

比斯科夫的研究團(tuán)隊(duì)所提出的這種納米加熱方法，首先需要合成一種由二氧化硅包裹的納米鐵粒子，再將組織浸泡到這種納米粒子溶液當(dāng)中，然后利用電磁波激發(fā)納米粒子產(chǎn)熱，從而能夠?qū)崿F(xiàn)從內(nèi)部加熱組織的目的。整個(gè)過程與微波爐加熱食物有異曲同工之妙。

與其他加熱方法相比，這種納米加熱法會(huì)更加快速和均勻，能夠有效地防止溫差變化不均產(chǎn)生的熱應(yīng)力對(duì)組織造成損傷，實(shí)現(xiàn)安全復(fù)蘇。目前他們已經(jīng)利用這項(xiàng)技術(shù)成功復(fù)蘇了豬的血管和心臟瓣膜。

研究人員在實(shí)驗(yàn)中所用到的組織是通過一種叫做“玻璃化冷凍”的方法凍存的。這是目前最先進(jìn)的冷凍器官技術(shù)之一，方法是先將器官浸泡在冷凍保護(hù)劑中，在1分鐘內(nèi)從室溫快速降溫，細(xì)胞脫水呈現(xiàn)高粘度的液體狀態(tài)，外觀類似玻璃，而且這樣快速降溫會(huì)使那些能夠破壞組織的冰晶來不及形成。

這種方法理論上可以無限期地保存器官。然而，凍存容易解凍難，當(dāng)我們試圖將凍存的器官“喚醒”時(shí)，問題接踵而來。一方面對(duì)器官的加熱必須足夠快，否則就會(huì)像當(dāng)初凍存時(shí)那樣存在產(chǎn)生冰晶的問題；而另一方面又要求受熱要足夠均勻，不然膨脹率的差異也會(huì)對(duì)組織造成損傷。以前的研究利用對(duì)流加熱法僅能復(fù)蘇體積為3毫升的組織，這與一個(gè)完整的器官還相差甚遠(yuǎn)。

而這種新型納米加熱技術(shù)，可以完美解決以上兩個(gè)問題。首先升溫速度極快，能夠以每分鐘升高100℃的速度產(chǎn)熱，是傳統(tǒng)加熱法的10倍以上；同時(shí)，由于他們設(shè)計(jì)的這種納米粒子可以均勻分散在溶液中，因此能夠保證組織的所有部位同時(shí)均勻受熱。在細(xì)胞水平的對(duì)比測試實(shí)驗(yàn)中可以明顯看出，這種納米加熱技術(shù)復(fù)蘇的組織與正常組織的空白對(duì)照組基本無異，說明其對(duì)組織沒有造成損害，而其他運(yùn)用傳統(tǒng)加熱方法復(fù)蘇的組織均出現(xiàn)了不同程度的損傷。而且，我們還不用擔(dān)心這些納米粒子在組織中會(huì)有殘留，它們很容易沖洗干凈。

當(dāng)然，目前他們的實(shí)驗(yàn)規(guī)模也只有50毫升，這雖然足以成功將豬動(dòng)脈從玻璃化的狀態(tài)中復(fù)蘇過來，但是對(duì)于整個(gè)心臟來說還是不夠的。他們的下一步計(jì)劃挑戰(zhàn)復(fù)蘇兔子腎臟，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們需要將規(guī)模擴(kuò)大到80毫升才行。

喚醒冷凍器官？還為時(shí)過早

從組織層面應(yīng)用到器官層面還是存在其他障礙的。首先，在這種納米加熱法中，讓納米粒子均勻分布在器官中是非常必要的，否則就會(huì)導(dǎo)致受熱不均。對(duì)此不同器官的注射難度也不太一樣，例如心臟之類的具有空腔心室的器官，會(huì)很適合運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)；而其他器官，比如腎臟的組織就相對(duì)要緊密一些，納米粒子難以分散其中。此外，器官畢竟是由多種不同的組織構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜，雖然加熱組織的技術(shù)已經(jīng)具備，但是對(duì)于更大的器官就需要利用更大更復(fù)雜的設(shè)備來加熱，而這難度系數(shù)的增加絕不僅僅是簡單的體積方面變大而已。

比斯科夫教授表示，從科學(xué)的角度來講，將這項(xiàng)技術(shù)的規(guī)模擴(kuò)大到器官層面將會(huì)成為許多研究學(xué)者共同努力的目標(biāo)。這是一個(gè)跨越學(xué)科的挑戰(zhàn)，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)存的優(yōu)缺點(diǎn)、如何將其更好的應(yīng)用于不同類型的組織以及最終實(shí)現(xiàn)“器官銀行”的設(shè)想，都是科學(xué)家們關(guān)心和考慮的問題。但是就目前而言，這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用于器官方面的研究仍然是一片空白，要真正實(shí)現(xiàn)利用納米加熱復(fù)蘇超低溫冷凍的器官至少還需要10年的時(shí)間。

至于是否能實(shí)現(xiàn)如科幻作品中冷凍人復(fù)活這一設(shè)想，研究者表示不太樂觀。不管是目前現(xiàn)有的凍存人體技術(shù)，還是未來的復(fù)活手段，都很難保證做到無損傷地凍存和復(fù)蘇。雖然把一個(gè)完整的人凍起來并能夠在將來完好地復(fù)蘇的這種想法特別吸引人，但是想想整個(gè)人體系統(tǒng)的復(fù)雜性，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)還有非常遙遠(yuǎn)的一段路要走。