通过将器官变成玻璃来拯救生命。 这听起来似乎违反直觉，但这恰恰是世界上最先进的低温生物学实验室正在发生的事情。玻璃化冷冻技术并非冷冻器官，而是将它们转化为无定形的晶体状态，时间仿佛静止，细胞悬浮在生死之间。这项技术挑战了物理定律，突破了生物学的极限。 并且它正在发挥作用。
问题始终如一：本应拯救生命的低温最终却导致了死亡。细胞内的水分结冰时，会形成锋利的晶体，如同微型刀片，撕裂细胞膜和重要组织。几十年来，这一悖论一直限制着用于移植的器官的保存。
改变游戏规则的发现
研究人员德克萨斯 A&M 大学 已经张贴在 自然的科学报告 这项研究可能会重塑移植医学的未来。 马修·鲍威尔-帕尔姆机械工程助理教授已经确定了避免损害大型器官玻璃化冷冻的微裂缝的关键因素。
“我们发现，更高的玻璃化转变温度降低了裂纹形成的可能性，”鲍威尔-帕尔姆解释道。这一技术细节背后隐藏着一个真正的突破：我们终于可以考虑长期保存整个器官，而不仅仅是小细胞样本。
“生物玻璃”的工作原理
玻璃化的神奇之处在于它的名字本身，源自拉丁语 VITRUM玻璃。这个过程将细胞液转化为玻璃状物质，完全阻止冰晶的形成。这有点像细胞内的时间停止。
玻璃化冷冻溶液是一种特殊的混合物，注入组织中以取代水分，在超快速冷却过程中保护细胞。其目的是在水分子形成有害的晶体结构之前，使细胞达到玻璃状态。
在 2023，一个团队明尼苏达大学 他已经有了 证明可行性 成功移植了之前冷冻保存的大鼠肾脏。这一成就为德克萨斯州的研究奠定了基础，尤其致力于改进用于较大器官的玻璃化冷冻解决方案。
玻璃化冷冻，超越医学的界限
其影响远不止器官移植。改进的玻璃化冷冻技术可以改变整个生物冷链：从生物多样性保护到药品储存，再到减少食物浪费。
在意大利，根据 1 月份发布的数据 国家移植网络在 2024 被执行 4.692例移植手术，巩固了其在欧洲仅次于西班牙的第二名的位置。这一优异的成绩并不能掩盖其潜在的问题： 仍有超过 8.000 名患者在等候名单上，主要用于肾脏移植。
延长保存时间可以大幅增加可用器官的数量，实现更精准的捐献者和接受者的匹配，并提高移植的整体质量。这也使得器官远距离运输成为可能，为目前难以想象的国际合作开辟了机遇。
仍有待克服的挑战
“开裂只是问题的一部分，”鲍威尔-帕尔姆警告说。“解决方案必须与组织具有生物相容性。”这项研究需要多种技能：物理学、化学、生物学和工程学必须共同努力，才能完善整个过程的各个方面。
德克萨斯州的研究团队利用实验和计算证据，研究如何改进玻璃化溶液以保护大型样本。这项研究以现代工程典型的整体方法，整合了物理化学、玻璃物理学、热力学和低温生物学。
的技术 基因编辑 以及 异种移植 （不同物种之间的移植）代表着对抗器官短缺的平行战线。 美国FDA 最近批准 首次在人体上进行肾脏异种移植实验，而在意大利，异种移植禁令延长至 2025.
玻璃化冷冻，迈向器官永生
路还很长，但方向明确。或许几年后，器官永生的乌托邦将成为临床现实。这不是浪漫意义上的永生，而是实际意义上的永生：器官可以等待足够长的时间，直到找到完美的接受者。
未来，没有人会因为理想的器官远在地球另一端而死在等待名单上。未来将由永不破碎的生物玻璃打造。
