李 昊 亓建洪

    玻璃化冷冻保存法及其在运动医学关节软骨组织保存的应用

    李 昊 亓建洪

    随着低温保存技术的持续进步, 玻璃化保存技术和方法已被广泛地用于各种生物材料的低温 保存中。玻璃化冷冻法在运动医学软组织(比如关节软骨、肌腱组织)移植方面有广阔的应用前景, 并为其相应的组织库保存提供技术保障, 在组织修复中起到重要作用。

    玻璃化冷冻保存；软骨；关节；成活率

    随着低温保存技术的持续进步, 学者们发现在深低温环境中的离体生物材料会逐渐减缓其新陈代谢的速度, 严重的停止新陈代谢, 因此能够得以长期保存。低温储存技术包括快速降温法、连续慢速降温法、梯度降温法、程序性降温法、玻璃化冻存技术等。玻璃化冷冻保存法自被人们发明至今一直都是在此领域内的专家所研究的焦点话题[1]。

    1 玻璃化冷冻保存法

    生物材料(细胞、组织、器官) 脱离供体后实现长时间的保存很难。伴随着低温保存技术的不断发展, 学者们发现在深低温环境中的离体生物材料会逐渐减缓其新陈代谢, 严重的停止新陈代谢, 因此能够使其得以长期保存。玻璃化冷冻保存法自被人发明至今一直都是低温保存领域内的专家所研究的焦点话题。由于科技进步, 随着研究技术的不断发展和应用领域的不断扩展, 玻璃化保存技术和方法已广泛地用于各种生物材料的低温保存中。

    玻璃化冷冻保存技术里面所述的“玻璃化”是着眼于物理层面所定义的, 即在短时间内降低液体的温度, 使其变成玻璃体(非晶体固态)。影响玻璃化保存的主要因素包括冷冻保护剂(cryoprotective agents, CPAs)的种类及浓度、降温速率、升温速率和储存温度等。要实现玻璃化的关键是需要极快的降温速率和较高浓度的CPAs 。当前一共有50多种冷冻保护剂是运用比较广泛的, 一共有3个类别。CPAs 的的挑选是非常关键的, 运用在玻璃化冷冻保存的CPAs浓度要比另外一些诸如程序性降温的冻存工艺浓度更高。研究得知[2], CPAs溶液的浓度与在相同时间范围内低温保护剂所渗进软骨内部的剂量呈现正向关联, 但CPAs的浓度越高, 意味着对软骨会造成越大的损伤, 毒性非常大。科学分配CPAs, 让它不仅仅发挥其玻璃化与穿透性作用,而且还可以减轻冷冻保护剂对细胞可能造成的伤害 ......