כל יום מתים אנשים בהמתנה להשתלת איברים. הזמן הוא פרימיום, לא רק עבור אלה הממתינים לאיברים, אלא גם עבור האיברים עצמם, שעלולים להידרדר במהירות במהלך ההובלה. בניסיון להרחיב את הכדאיות של רקמות אנושיות, חוקרים מדווחים ב-ACS' אותיות ננו המאמצים שלהם להקל על הקפאה מוחלטת, במקום קירור ולאחר מכן הפשרה, איברים שעלולים להציל חיים. הם מדגימים את ההתחממות המוצלחת של ננו-חלקיק מגנטי של רקמות בעלי חיים.
נכון לאוגוסט 2024, יותר מ-114,000 אנשים נמצאים ברשימת ההמתנה הלאומית להשתלות בארה"ב, על פי רשת רכש והשתלות איברים, וכ-6,000 מדי שנה ימותו לפני שיקבלו השתלת איברים. אחת הסיבות היא אובדן איברים באחסון קר במהלך ההובלה כאשר עיכובים גורמים להם להתחמם בטרם עת. פותחו שיטות להקפאה מהירה של איברים לאחסון לטווח ארוך מבלי להסתכן בנזק מהיווצרות גבישי קרח, אך גבישי קרח יכולים להיווצר גם במהלך ההתחממות. כדי לטפל בבעיה זו, ידונג יין ועמיתיו קידמו טכניקה המכונה ננו-התחממות, שחלו על ידי משתף הפעולה ג'ון בישוף, להפעיל ננו-חלקיקים מגנטיים ושדות מגנטיים כדי להפשיר רקמות קפואות במהירות, באופן שווה ובטוח.
לאחרונה, יין וצוות פיתחו ננו-חלקיקים מגנטיים -; למעשה מגנטים ברים זעירים במיוחד -; שכאשר נחשף לשדות מגנטיים מתחלפים, נוצר חום. והחום הזה הפשיר במהירות רקמות של בעלי חיים המאוחסנות ב-238 מעלות פרנהייט (-150 מעלות צלזיוס) בתמיסה של חלקיקים וחומר מגן קריו. החוקרים דאגו, עם זאת, שפיזור לא אחיד של הננו-חלקיקים בתוך הרקמות עלול לגרום להתחממות יתר במקום שבו החלקיקים התכנסו, מה שעלול להוביל לנזק לרקמות ולרעילות מהחומר המגן מפני קריו בטמפרטורות גבוהות.
כדי להפחית את הסיכונים הללו, החוקרים המשיכו בחקירתם, ועבדו על גישה דו-שלבית השולטת בצורה עדינה יותר בקצב ההתחממות הננו. הם מתארים את התהליך הזה בחדש אותיות ננו לִלמוֹד:
- תאים מתורבתים או רקמות של בעלי חיים הוטבלו בתמיסה המכילה ננו-חלקיקים מגנטיים וחומר מגן קריו ולאחר מכן הוקפאו בחנקן נוזלי.
- בשלב הראשון של ההפשרה, כמו קודם, שדה מגנטי מתחלף יזם התחממות מהירה של רקמות בעלי חיים.
- כאשר הדגימות התקרבו לטמפרטורת ההיתוך של חומר ההגנה מפני קריו, החוקרים הפעילו שדה מגנטי סטטי אופקי.
- השדה השני יישר מחדש את הננו-חלקיקים, והקיש ביעילות על הבלמים על ייצור חום.
החימום הואט הכי מהר באזורים עם יותר ננו-חלקיקים, מה שהפחית את החששות לגבי נקודות חמות בעייתיות. תוך יישום השיטה על פיברובלסטים בעור אנושי תרבותי ועל עורקי הצוואר של חזירים, החוקרים ציינו שכדאיות התא נשארה גבוהה לאחר התחממות מחדש במשך כמה דקות, מה שמרמז על ההפשרה מהירה ובטוחה כאחד. היכולת לשלוט עדין על התחממות רקמות מקרבת אותנו צעד אחד לשימור איברים ארוך טווח ולתקווה לעוד השתלות מצילות חיים לחולים, אומרים החוקרים.
