研究首次证明临床已批准的铁氧化物纳米颗粒制剂 Ferumoxytol(一种用于治疗缺铁性贫血和MRI造影的药物)可以作为“纳米加热剂”,通过交变磁场实现玻璃化保存大鼠肾脏的快速、均匀复温,并且复温后的肾脏活力与新鲜肾脏和传统冷藏肾脏相当,为未来人体器官超低温保存的临床应用提供很有希望的、可快速转化的一条路径。
- 目前器官移植面临的最大瓶颈之一是保存时间太短(通常冷藏只能保存十几到几十小时)。 “玻璃化”(vitrification)是一种超低温保存技术:把器官灌注大量防冻剂(CPA),然后极快冷却到-130℃以下,让液体直接变成“玻璃态”而不结冰,这样理论上可以长期保存器官。 但是复温( rewarming / nanowarming )才是真正卡脖子的地方:
- 复温必须非常快且非常均匀,否则会产生冰晶(devitrification)把细胞刺破,或产生热应力把组织撕裂。
- 传统水浴或微波加热很难做到大器官内部均匀快速升温。
- 他们做了什么? 使用已经临床批准的 Ferumoxytol(一种超顺磁氧化铁纳米颗粒)混在防冻剂里一起灌注进大鼠肾脏 → 玻璃化冷却 → 放到交变磁场(AMF)中。 Ferumoxytol在磁场中剧烈振动产热(磁热效应),实现“纳米加热”。
- 关键实验结果
- Ferumoxytol在高浓度防冻剂里很稳定,不团聚、不沉淀。
- 加热速度达到 ~79.9 °C/min,是冷却速度(~8 °C/min)的约10倍。
- 肾脏不同部位(皮质、髓质、肾门)温度上升非常同步,均匀性好。
- 复温后的玻璃化肾脏,经过病理切片和血管内皮染色检查,组织结构和细胞活力与:
- 新鲜取出肾脏
- 传统静态冷藏肾脏 基本处于同一水平,没有明显损伤。
- 为什么这很重要?(意义)
- Ferumoxytol已经是FDA批准的药物,有成熟的安全性数据和大规模生产工艺。
- 不需要开发全新纳米颗粒,直接“旧药新用”,监管和临床转化路径短得多。
- 如果未来能推广到人类大器官(肝、肾、心、肺),有望大幅延长器官保存时间,缓解供体短缺问题。
一句话极简版总结
用临床已批准的补铁药Ferumoxytol + 磁场,成功让超低温“玻璃态”大鼠肾脏快速均匀复温,复温后肾脏看起来跟新鲜的一样好,这一方法因为药物本身已上市,有望较快进入下一阶段人体器官保存研究。
(注意:目前还是动物实验阶段,离临床还有距离,但技术路线非常有前景。)