100 Yıllık Sorun Çözüldü mü?

100 Yıllık Sorun Çözüldü mü? Bilim İnsanları Organları Çatlatmadan Dondurmanın Yolunu Keşfetti

Buz Kalıpları İçindeki İnsan Kalbi Modeli – Organ Nakli

Texas A&M mühendisleri, kriyoprezerve (dondurularak saklanan) organlarda çatlamayı önleyen bir yöntem geliştirdi. Bu buluş, uzun süreli organ saklama ve naklinde çığır açabilir. Telif: Shutterstock

Geliştirilen yenilikçi yaklaşım, başarılı ve uzun süreli organ nakillerinin önünü açarak bilim kurguyu tıbbi gerçeğe daha da yaklaştırabilir.

Biyolojik dokuları sıfırın altındaki sıcaklıklara soğutarak koruma işlemi olan kriyoprezervasyon, bir bilim kurgu senaryosu gibi gelebilir. Ancak bilim insanları bu teknoloji üzerinde neredeyse bir asırdır çalışıyor.

Bu sürenin büyük bir kısmında ilerleme sınırlı kaldı. Ta ki 2023 yılında Minnesota Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, dondurularak saklanmış bir böbreği başka bir sıçana başarıyla nakledene kadar. Bu başarı, kriyoprezerve organların gelecekte insan nakillerinde kullanılma potansiyelini gözler önüne serdi.

Dondurulmuş organlarda çatlamayı önleme

Daha büyük organları dondurarak saklamanın önündeki en büyük engellerden biri, dokuların hızlı soğutma sırasında çatlamaya yatkın olmasıdır. Bu çatlakları önlemek, organ bütünlüğünü korumak ve insanlarda nakil için hayati önem taşır. Texas A&M Üniversitesi’ndeki J. Mike Walker ’66 Makine Mühendisliği Bölümü’nden Dr. Matthew Powell-Palm’ın liderliğindeki bir araştırma ekibi, organlarda çatlamayı önleyebilecek yeni bir kriyoprezervasyon tekniğini ayrıntılarıyla anlatan bir makale yayımladı.

Bilim insanları, organları vücut dışında daha uzun süre korumak için “vitrifikasyon” adı verilen bir işlem kullanıyor. Bu yöntem, dokuyu özel bir solüsyon içinde, buz kristali oluşumunun neden olduğu hasarı önleyen cam benzeri bir durumda dondurur. Araştırmacılar, vitrifikasyon solüsyonunun bileşimini değiştirerek, farklı özelliklerin bir organda çatlama olasılığını nasıl etkilediğini analiz edebiliyor.

Kalp ve Akciğer Vitray İllüstrasyonu

Texas A&M Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, organları çatlatmadan sıfırın altı sıcaklıklarda saklamayı hedefleyen ileri kriyoprezervasyon teknikleri geliştiriyor. Bu, biyolojik numunelerin dayanıklılığını artırmaya yönelik kilit bir adım. Telif: Texas A&M Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Makine mühendisliği doçenti Powell-Palm, “Bu çalışmada, çatlamada baskın bir rol oynadığına inandığımız farklı cam geçiş sıcaklıklarını araştırdık” dedi ve ekledi: “Daha yüksek cam geçiş sıcaklıklarının çatlama olasılığını azalttığını öğrendik.”

Daha iyi biyouyumlu kriyo-solüsyonlar tasarlama

Daha yüksek geçiş sıcaklıklarının, düşük sıcaklıklara kıyasla çatlamaya neden olma olasılığının daha düşük olduğu bilgisiyle donanan araştırmacılar, artık çatlamadan kaçınmaya yardımcı olmak için daha yüksek cam geçiş sıcaklıklarına sahip sulu vitrifikasyon solüsyonları yaratmaya odaklanabilecek.

Powell-Palm, “Çatlama sorunun sadece bir parçası” diye uyarıyor. “Solüsyonların aynı zamanda dokuyla biyouyumlu olması gerekiyor.”

Bilim ve tıptaki geniş uygulama alanları

Bu bilgi, organ naklinin ötesinde, yaban hayatı ve biyoçeşitliliğin korunması, aşı stabilizasyonu ve gıda israfının azaltılması gibi alanlarda da uygulamaları olan kriyoprezervasyon alanı için hayati öneme sahiptir. Kriyoprezervasyon, herhangi bir biyolojik numunenin dayanıklılığını uzatarak tüm yaşam bilimleri alanlarına fayda sağlayabilir.

Makinenin ortak yazarı ve Makine Mühendisliği Bölüm Başkanı Dr. Guillermo Aguilar, “Bu çalışma, sulu solüsyon termodinamiğini anlayışımıza çığır açıcı bir katkı sunuyor” dedi ve sözlerine şunları ekledi: “Bu yönde, nihayetinde tek hücrelerden tüm organlara kadar her ölçekte biyolojik sistemlerin canlılığının artmasını sağlayacak daha cesaret verici sonuçlar görmeyi dört gözle bekliyorum.”

Powell-Palm ve Aguilar’ın bu makaledeki ortak yazarları arasında, makine mühendisliği bölümünden Dr. Soheil Kavian, doktora öğrencileri Crystal Alvarez ve Ron Sellers ile lisans öğrencisi Gabriel Arismendi Sanchez yer alıyor.

Powell-Palm, “Özünde, makine mühendisliği, bir şeyin – herhangi bir şeyin – nasıl çalıştığını anlamayı gerektirir. Bu proje, fiziksel kimyayı, cam fiziğini, termomekaniği ve kriyobiyolojiyi bir araya getiriyor” diyerek öğrencileri takdir etti: “Bu öğrenciler, makine mühendisliğinin gerektirdiği bütünsel düşünmeyi bu çalışmada uygulayarak harika bir iş çıkardılar.”

Referans: “Higher glass transition temperatures reduce thermal stress cracking in aqueous solutions relevant to cryopreservation” by Soheil Kavian, Ronald Sellers, Gabriel Arismendi Sanchez, Crysthal Alvarez, Guillermo Aguilar and Matthew J. Powell-Palm, 31 July 2025, Scientific Reports.

Kaynak. SciTechDaily
Haber Veriyoruz