Crédito: Kaitlyn Johnson/Texas A&M Engineering
La criopreservación, o la preservación de el tejido biológico al enfriarlo a temperaturas bajo cero, puede traer a la mente obras de ciencia ficción. Sin embargo, los investigadores han estado trabajando en esta tecnología durante casi 100 años. Durante la mayor parte de la historia del campo, se lograron un progreso mínimo, hasta 2023, cuando los investigadores de la Universidad de Minnesota trasplantaron con éxito un riñón criopreservado a otra rata, mostrando el potencial de trasplantes de órganos crioconservados en humanos.
Sin embargo, el criopreservar órganos más grandes presenta un desafío importante: es más probable que los órganos se agrieta debido al rápido proceso de enfriamiento. Prevenir grietas es esencial para la preservación y el trasplante de órganos humanos. Investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica de J. Mike Walker ’66 en la Universidad de Texas A&M, dirigidos por el Dr. Matthew Powell-Palm, han publicado un papel Esbozando su descubrimiento: un enfoque de criopreservación que puede evitar el agrietamiento en los órganos.
Para preservar los órganos fuera del cuerpo durante un período prolongado, los investigadores usan vitrificación, lo que implica congelar el tejido en una solución y preservarlo en un estado vidrioso, lo que permite que las células se “congelen en el tiempo” sin el riesgo de daño de los cristales de hielo. Al ajustar la composición de una solución de vitrificación, los investigadores pueden estudiar propiedades de la solución que afectan el riesgo de grietas de un órgano.
“En este estudio, investigamos diferentes temperaturas de transición de vidrio, que creemos que juegan un papel dominante en el agrietamiento”, dijo Powell-Palm, profesor asistente de ingeniería mecánica. “Aprendimos que las temperaturas de transición de vidrio más altas reducen la probabilidad de grietas”.
Equipado con el conocimiento de que las temperaturas de transición más altas tienen menos probabilidades de causar grietas que las temperaturas más bajas, los investigadores pueden centrarse en crear soluciones de vitrificación acuosa con temperaturas de transición de vidrio más altas para ayudar a evitar grietas.
“Cracking es solo una parte del problema”, dijo Powell-Palm. “Las soluciones también deben ser biocompatibles con el tejido”.
Este conocimiento es esencial para el campo de la criopreservación, que tiene aplicaciones más allá del trasplante de órganos, incluida la conservación de la vida silvestre y la biodiversidad, la estabilización de la vacuna y la reducción de los desechos de alimentos. La criopreservación puede extender la viabilidad de cualquier muestra biológica, beneficiando cualquier campo de ciencias de la vida.
“Este estudio ofrece una contribución seminal a nuestra comprensión de la termodinámica de la solución acuosa”, dijo el coautor y jefe de departamento de ingeniería mecánica Dr. Guillermo Aguilar, quien se desempeña como profesor de James y Ada Forsyth. “Espero tener resultados más alentadores en esta dirección, lo que finalmente producirá una mayor viabilidad de los sistemas biológicos de todas las escalas, desde células individuales hasta órganos enteros”.
Powell-Palm y los coautores de Aguilar en este documento incluyen al Dr. Soheil Kavian, Ph.D. Estudiantes Crystal Alvarez y Ron Sellers, y el alumno de pregrado Gabriel Arismendi Sánchez, todos del Departamento de Ingeniería Mecánica.
“En esencia, la ingeniería mecánica requiere una comprensión de cómo algo, cualquier cosa, trabaja. Este proyecto integra química física, física de vidrio, termomecánica y criobiología”, dijo Powell-Palm. “Estos estudiantes han hecho un trabajo increíble aplicando el pensamiento holístico que la ingeniería mecánica requiere a este trabajo”.
Más información: Soheil Kavian et al, las temperaturas de transición de vidrio más altas reducen el descifrado del estrés térmico en soluciones acuosas relevantes para la criopreservación, Scientific Reports (2025). Dos: 10.1038/s41598-025-13295-7
Proporcionado por Texas A&M University College of Engineering
Cita: el estado de vidrio conduce a avances en criopreservación (2025, 11 de septiembre) Recuperado el 11 de septiembre de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-glass-state-advancements-cryopreservation.html
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