纳米磁棒解冻与加热工艺有望大大提升器官移植的成功率

移植前保存器官的黄金标准方法是静态冷藏，即在零至 4 °C（32-39 °F）的温度下用保存液冲洗器官，然后将其浸泡在相同温度的保存液中。然而，根据器官类型的不同，这种方法只能为移植提供短暂的窗口期。

玻璃化技术提供了一种长期无损保存器官的方法。传统的冷冻会使液体过渡到结晶状态，而玻璃化则不同，它使用一种低温保护剂，使液体在温度降低和分子减速时保持玻璃状的无定形状态。问题在于，要防止冰晶的形成，就必须进行均匀而快速的加热。现在，明尼苏达大学和加州大学河滨分校的研究人员设计出了一种两步法，利用纳米级磁棒安全快速地解冻和重新加热器官。

研究人员最近证明，暴露在交变磁场中的氧化铁纳米粒子簇产生的热量足以快速解冻在含有低温保护剂和纳米粒子的溶液中零下 238 °F（零下 150 °C）保存的动物组织。如何产生热量？将导电材料（如氧化铁）置于快速交变磁场中会在材料中产生涡流。涡流产生的阻力集中在材料表面，导致焦耳热或电阻加热。

虽然之前的实验取得了成功，但研究人员担心纳米粒子在组织内的不均匀分布可能会造成局部"热点"，从而导致组织损伤和融化的低温保护剂产生毒性。因此，他们增加了第二个步骤。

使用纳米级磁棒分两步重新加热玻璃化器官

研究人员对浸泡在含有硅涂层氧化铁（Fe3O4@SiO2）纳米粒子和低温保护剂的溶液中，然后用液氮冷冻的动物组织进行了测试。和以前一样，他们使用交变磁场快速回温组织。但这一次，当样本接近低温保护剂的熔点时，研究人员对样本施加水平磁场，使纳米粒子中断，重新排列并减缓热量产生。

研究人员注意到，在纳米粒子较多的组织区域加热速度最快，这消除了他们对出现破坏性热点的担忧。在对猪颈动脉进行了两步流程测试后，80% 以上的细胞在几分钟内重新加热后仍然存活，这表明该流程既快速又安全。

在美国，有超过10万人在等待器官移植，每8分钟就有一人被列入名单。研究人员说，利用他们的程序对组织回温进行微调的能力使我们离长期保存器官更近了一步，他们希望能够进行更多挽救生命的器官移植。

这项研究发表在《纳米快报》杂志上。