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作者：记者 唐琳综合报道 来源： 发布时间：2017-4-21 19:35:48
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2017年2月6日，在大多数国人还沉浸在传统新年的氛围之中时，一场关乎生命的“赛跑”正在广西南宁展开。
某航空广西分公司接到紧急请求，一活体器官需尽快抵达广州。由于活体器官存活时间仅有5~6小时，于是，在距当日最后一班飞往广州的航班起飞仅剩3小时的情况下，航空公司启动人体捐献器官转运绿色通道，克服多重困难，最终将携带活体器官的乘客送上飞机。
实际上，这样的“生死时速”每年都在全世界不同地区“上演”。鉴于当前技术所限，用于移植的活体器官低温保存的时间上限非常短，如心脏一般必须在４小时内移植到患者身上，否则将失去效用。
当前，世界众多国家均处于可移植器官极端短缺的状态。但是即便有捐献器官可以用于移植，在器官不能使用之前找到合适的移植者同样十分困难——在美国，每年就有逾六成的可移植心脏因超过保存时长而被迫废弃，这对于排起长队翘首等待捐献器官的无数患者来说，实在痛心疾首。
器官无法长期低温保存的制约因素有很多。这其中，复温技术不理想便是一大主因。而如今，这一局面终于有了转机。
复温挑战
通常来说，复温冷冻器官存在两大障碍：一方面，由于组织冻结是不均匀的，所以一些部分的温度会变得比其他部分更低；另一方面，普通冷冻会在器官内产生微小冰晶，而冰晶会损害细胞和组织。这就对复温技术提出了很高的要求。
长期以来，研究人员一直致力于开展器官复温实验，但遗憾的是，就目前的复温手段来说，均无法避免组织受损。而即便是非常小的组织在复温过程中破裂或者结晶，都会使得器官变得没有任何用处。
但最近，来自美国的研究人员宣布，他们发明了一种可将低温保存的动物心脏瓣膜和血管成功复温，并且不会带来大的损伤的新技术，这或许有望使冷冻器官用于移植的梦想照进现实。
在这篇刚刚发表在美国《科学·转化医学》杂志上的研究中，研究人员先将组织样本通过玻璃化的过程进行低温保存，使其保持玻璃态，从而防止冰晶的产生。
然后，研究团队将硅壳包裹的氧化铁磁性纳米颗粒分散在保存组织的低温保护溶液中，再使用无创电磁波激活这些纳米颗粒，让它们作为微型加热器以每分钟100~200摄氏度的速度快速、均匀地加热组织。这一加热速度比此前的复温技术快了约10~100倍。
通过这种方法，最初，研究人员率先对人类细胞进行复温，之后是猪动脉和猪心脏瓣膜。他们成功复温了50毫升的组织溶液，而此前已有的加热方法仅仅能够有效加热几毫升的组织溶液。
检测结果显示，使用这一复温方法，低温保存的组织被加热后没有出现受损迹象，且较组织未保存之前的状态，复温后组织的整体生物活性基本维持原状。同时纳米颗粒随后也能被冲洗干净。
这是人类首次在不破坏组织的前提下以较大规模快速、均匀加热低温保存的组织，意味着复温更多组织甚至器官的梦想有望变成现实。
前景乐观
然而，对于这项工作能否切实造福于器官移植，许多业内专家依旧持保留态度。
在美国匹斯堡大学医学中心移植外科医生Paulo Fontes博士看来，在实验室中对组织成功实现复温，并不意味着组织移植到动物体内后依然功能完好。“实验没有显示细胞发生的具体细节，比如细胞的完整性以及线粒体的完好程度。”他说，“对此缺乏功能评价。”
“这类方法通常要比你所预计的投入临床的时间还要更久。”器官共享联合网络首席医疗官David Klassen博士表示，“明年可能实现吗？并不会。但作为一个理论，它的确非常有趣。”
的确如此，这项技术还有很长的道路要走。就目前来说，它可能仅仅为人们提供了一个理论上的可行性。而要想复温与人类器官同样大小的组织样本，技术仍需不断完善。
举例来说，仅仅一个肾脏就大约要450~500毫升组织溶液。这就意味着这项新技术更有可能率先在复温心脏瓣膜领域展开尝试，然后才是应用于整个器官。
领导这项研究的美国明尼苏达大学的科学家们也已经意识到了这一点，并开始试图强化和完善这项技术，以期能够将其应用于更大的样本当中。
“我们可以看见前方的路。”文章的合著者、美国克莱姆森大学研究者Kelvin Brockbank对这项技术的未来充满信心。
同时，研究人员还需要确保纳米粒子在组织中得到统一的分布。“一旦我们在器官中部署了足够多的纳米粒子，你就能够得到你想要的加热程度。”论文主要研究者、明尼苏达大学John Bischof表示。
但不可否认的是，这项新技术为科学家们提供了一个具有巨大吸引力的挑战课题：当前的低温保存技术水平已经可以实现器官的玻璃化，而与之相匹配的复温技术却始终没能跟上发展的步伐。
目前，明尼苏达大学已经在这项加热技术上拥有了两项专利，并打算与一家名为Tissue Testing Technologies的公司开展进一步合作。接下来，团队将计划利用老鼠和兔子的心脏，以及猪器官来测试这项技术，希望最终在人类器官上获得成功。■
《科学新闻》 (科学新闻2017年3月刊 健康)
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