石落羽

被白白浪費的捐贈器官

在醫(yī)學技術飛速發(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，人體器官供應是個大難題，極其稀缺的器官來源，導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，一部分原因當然是捐贈數(shù)量趕不上需求的增長，另一部分原因竟然是：每年有近60%的捐贈器官被白白浪費掉！受目前技術所限，大多數(shù)器官在從捐贈者身上切除下來后能存活的時間實在是太短了，一旦沒有在這個期限內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，科學家們一直在為尋找延長捐贈器官保質期的方法而不懈努力。

就像是我們日常生活中利用冰箱冷凍食物延長其保質期一樣，在超低溫下冷凍器官，然后在需要的時候再加熱復蘇，這是一個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)”復活的。所以說，在我們籌備建立一個大型的“器官冰箱”之前，器官的冷凍和復蘇的技術仍有許多需要改進的地方。

最近，美國明尼蘇達大學的約翰·比斯科夫教授和他的研究團隊，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蘇在極低溫度下保存的組織，這項技術將會給器官移植帶來翻天覆地的變化。

完美加熱冷凍組織

比斯科夫的研究團隊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中，然后利用電磁波激發(fā)納米粒子產(chǎn)熱，從而能夠實現(xiàn)從內部加熱組織的目的。整個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)生的熱應力對組織造成損傷，實現(xiàn)安全復蘇。目前他們已經(jīng)利用這項技術成功復蘇了豬的血管和心臟瓣膜。

研究人員在實驗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。這是目前最先進的冷凍器官技術之一，方法是先將器官浸泡在冷凍保護劑中，在1分鐘內從室溫快速降溫，細胞脫水呈現(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，當我們試圖將凍存的器官“喚醒”時，問題接踵而來。一方面對器官的加熱必須足夠快，否則就會像當初凍存時那樣存在產(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對組織造成損傷。以前的研究利用對流加熱法僅能復蘇體積為3毫升的組織，這與一個完整的器官還相差甚遠。

而這種新型納米加熱技術，可以完美解決以上兩個問題。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，由于他們設計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均勻受熱。在細胞水平的對比測試實驗中可以明顯看出，這種納米加熱技術復蘇的組織與正常組織的空白對照組基本無異，說明其對組織沒有造成損害，而其他運用傳統(tǒng)加熱方法復蘇的組織均出現(xiàn)了不同程度的損傷。而且，我們還不用擔心這些納米粒子在組織中會有殘留，它們很容易沖洗干凈。

當然，目前他們的實驗規(guī)模也只有50毫升，這雖然足以成功將豬動脈從玻璃化的狀態(tài)中復蘇過來，但是對于整個心臟來說還是不夠的。他們的下一步計劃挑戰(zhàn)復蘇兔子腎臟，要實現(xiàn)這一目標，他們需要將規(guī)模擴大到80毫升才行。

喚醒冷凍器官？還為時過早

從組織層面應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，否則就會導致受熱不均。對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，會很適合運用這項技術；而其他器官，比如腎臟的組織就相對要緊密一些，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成的，結構上更為復雜，雖然加熱組織的技術已經(jīng)具備，但是對于更大的器官就需要利用更大更復雜的設備來加熱，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，從科學的角度來講，將這項技術的規(guī)模擴大到器官層面將會成為許多研究學者共同努力的目標。這是一個跨越學科的挑戰(zhàn)，這項技術現(xiàn)存的優(yōu)缺點、如何將其更好的應用于不同類型的組織以及最終實現(xiàn)“器官銀行”的設想，都是科學家們關心和考慮的問題。但是就目前而言，這項技術在應用于器官方面的研究仍然是一片空白，要真正實現(xiàn)利用納米加熱復蘇超低溫冷凍的器官至少還需要10年的時間。

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