- 科学家成功将猪肾冻结至玻璃状态并恢复功能。
- 研究团队利用化学冷冻保护剂和氧化铁纳米粒子进行冷冻。
- 长时间储存器官可改善匹配和运输的灵活性。
- 目前肾脏的排尿量低于预期，仍需进一步研究。
科学家首次宣布成功将整个猪肾冻结至玻璃状态，并在约负 238 华氏度（-150 摄氏度）下储存数月，随后又使其恢复功能，这一成就为人类器官的银行化移植铺平了道路。据报道，某个肾脏的冻结时间超过了一年，重新加热后，肾脏恢复了颜色并开始排尿，这是器官功能的关键指标。
这项研究由移植外科医生 Erik Finger 及生物工程师 John Bischof 领导。他们首先为肾脏注入化学冷冻保护剂，这些物质如同防冻剂，然后注入氧化铁纳米粒子。该器官在冷氮气的作用下，降至约负 184 华氏度（-120 摄氏度）时达到玻璃状态，然后保持在负 238 华氏度。这一方法避免了冰晶造成的损害。
冷冻技术的创新
重新加热的过程相对困难。研究团队利用电磁场使纳米粒子释放热量，并通过调整电磁场的强度来控制加热速度。猪肾的重量约为 2023 年研究团队冻结的鼠肾的 100 倍，Bischof 表示，冷冻保护剂的配方需要进行调整，这一变更花费了三年时间。
重新加热的肾脏在灌注机上进行测试，并被移植至猪体内两小时，Finger 指出，在这两种情况下“它们立刻变得粉红色”。这些肾脏在约一分钟内开始排尿，虽然仅为正常量的三分之二。这个一年大的肾脏在灌注机上测试时立即排尿，并且看起来比其他许多肾脏要好。
器官保存的潜在影响
这项研究的重要性在于，目前人类器官的保存时间仅为 24 至 36 小时，这使得匹配和运输变得急迫。长时间储存器官可以给医生更多时间来匹配捐赠者和接受者，并可能让患者的免疫系统得到准备，这可能减少终身服用抗排斥药物的需要。Finger 表示：“现在是器官在等待患者。”
负责器官采购组织 LifeGift 的 Kevin Myer 设想有器官银行随时准备应对药物过量和枪伤等紧急情况。这一成果紧接着 2025 年国家科学基金会工程研究中心 ATP-Bio 的里程碑。根据明尼苏达大学的资料，麻省总医院的研究人员曾在约 5 华氏度（-15 摄氏度）下储存一个猪肾 10 天，然后将其移植到活猪体内，恢复了其功能。
未来的研究方向
然而，这些肾脏并不完美。它们的排尿量低于预期，且显示出研究人员认为与冷冻保护剂有关的损伤。未参与研究的冷冻生物学先驱 Greg Fahy 表示，这些实验无法显示肾脏是否能支持生命。另一位未参与研究的冷冻生物学家 Peter Kilbride 称这项工作是“解决了一半问题的重大突破”。接下来的步骤包括在猪体内进行更长时间的测试、使用毒性更低的冷冻保护剂，以及对人类肾脏进行实验。
猪肾冷冻技术的潜在应用与挑战
这项技术的成功为器官移植领域带来了新的希望，尤其是在器官储存时间方面的突破。目前的器官保存时间限制了移植的灵活性，而这项研究的成果可望大幅延长器官的可用性，从而改善患者的接受机会。此外，尽管目前肾脏的功能恢复存在挑战，但这一研究为未来的实验提供了基础，尤其是在使用更安全的冷冻保护剂和进行人类肾脏测试方面。这些进展可能会促进器官银行的概念实现，应对紧急医疗需求。