RU2748496C1 - Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas - Google Patents

Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas Download PDF

Info

Publication number
RU2748496C1
RU2748496C1 RU2020127188A RU2020127188A RU2748496C1 RU 2748496 C1 RU2748496 C1 RU 2748496C1 RU 2020127188 A RU2020127188 A RU 2020127188A RU 2020127188 A RU2020127188 A RU 2020127188A RU 2748496 C1 RU2748496 C1 RU 2748496C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tissues
oxygen
temperatures below
organs
pressure chamber
Prior art date
Application number
RU2020127188A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артур Феликсович Макаров
Антон Александрович Тоньшин
Евгений Юрьевич Бонитенко
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority to RU2020127188A priority Critical patent/RU2748496C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748496C1 publication Critical patent/RU2748496C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

FIELD: medicine; cryobiology; biotechnology; veterinary medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, cryobiology, biotechnology, veterinary medicine and can be used to preserve organs and tissues as part of an integral organism at temperatures below 0°C. The biological object is desaturated from nitrogen and saturated with oxygen. After that, xenon of 99.9% purity is added to the existing gaseous medium until an overpressure of 3 atm is reached. The biological object is kept in the resulting gaseous environment for 20 minutes. Then it is cooled by direct contact with a liquid inert to biological tissues with a crystallization temperature of less than -80°C, previously saturated with oxygen and cooled to -80°C. After that, the biological object is placed in a freezer at an ambient temperature of -20°C. The method makes it possible to achieve the preservation of organs and tissues as part of a whole organism at temperatures below 0°C. With the preservation of organs and tissues, the proposed method reduces the risk of developing a state of hypoxia due to the preliminary saturation of the body with oxygen, the degree of development of the state of acidosis decreases due to the rapid cooling of the body.
EFFECT: adequate contractile activity of the heart in the body is fully restored, including the correct cardiac cycle, there are no organ damage typical for temperatures below 0°C.
1 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, криобиологии, биотехнологии, ветеринарии и может быть использовано для сохранения органов и тканей в составе целостного организма при температурах ниже 0°С.The invention relates to medicine, cryobiology, biotechnology, veterinary medicine and can be used to preserve organs and tissues as part of a whole organism at temperatures below 0 ° C.

Из уровня техники известен способ криоконсервации биологических образцов под давлением и устройство для его осуществления, который включает насыщение раствором криопротектора, размещение образца при повышении гидравлического давления в объеме камеры до уровня 500-2100 атм и охлаждение до температур от 0°С до -100°С [1]. Недостатком этого способа является необходимость удаления органа из организма, отсутствие возможности сохранения органов в составе биологического объекта. Недостатком является видовая специфичность при применении способа для консервации целых органов. Недостатком также является сложность подготовки, создания и контроля подходящих условий (температура, давление) для осуществления способа.A method for cryopreservation of biological samples under pressure and a device for its implementation are known from the prior art, which includes saturation with a cryoprotectant solution, placing the sample with increasing hydraulic pressure in the chamber volume to a level of 500-2100 atm and cooling to temperatures from 0 ° C to -100 ° C [one]. The disadvantage of this method is the need to remove the organ from the body, the lack of the possibility of preserving organs as part of a biological object. The disadvantage is the species specificity when using the method for the preservation of entire organs. The disadvantage is also the complexity of the preparation, creation and control of suitable conditions (temperature, pressure) for the implementation of the method.

Известен способ консервации биоматериала, который включает обработку биоматериала ксеноном 90-99,999% степенью чистоты с избыточным давлением до 7-9 атм и охлаждение до температуры не более +5°С, но не менее -10°С [2]. Недостатком этого способа является отсутствие возможности сохранения целых органов.There is a known method of preservation of biomaterial, which includes processing of biomaterial with xenon 90-99.999% purity with overpressure up to 7-9 atm and cooling to a temperature of no more than + 5 ° C, but not less than -10 ° C [2]. The disadvantage of this method is the inability to preserve entire organs.

Известен способ криоконсервации яичниковой ткани, включающий замораживание образца в носителе в атмосфере ксенона 95-99,99% степени чистоты под давлением не менее 1,5 атм., не сбрасывая давления ксенона, выдерживают при отрицательной до -20°С температуре и погружают в жидкий азот [3]. Недостатком этого способа является отсутствие возможности сохранения целых органов.There is a known method of cryopreservation of ovarian tissue, including freezing a sample in a carrier in an atmosphere of xenon of 95-99.99% degree of purity under a pressure of at least 1.5 atm., Without relieving the pressure of xenon, is kept at a temperature below -20 ° C and immersed in liquid nitrogen [3]. The disadvantage of this method is the inability to preserve entire organs.

Известен и выбран в качестве прототипа способ криоконсервации органов и тканей in situ который заключается в том, что биологический объект (сердце, почка и др.) охлаждают в воде до 0°С с одновременным насыщением смесью ксенона, криптона, аргона в соотношении 2,5:47,5:50 об. %, затем вытесняют воду указанной смесью газов и при давлении 1,5 атм понижают температуру до -43°С, далее снижают давление газовой среды до нормального и продолжают охлаждение до -196°С [4]. Этот способ позволяет осуществить криоконсервацию сердца животного в составе всего организма (in situ). Недостатками способа являются:Known and selected as a prototype is a method for cryopreservation of organs and tissues in situ, which consists in the fact that a biological object (heart, kidney, etc.) is cooled in water to 0 ° C with simultaneous saturation with a mixture of xenon, krypton, argon in a ratio of 2.5 : 47.5: 50 vol. %, then the water is displaced with the specified gas mixture and at a pressure of 1.5 atm the temperature is lowered to -43 ° C, then the pressure of the gaseous medium is reduced to normal and the cooling is continued to -196 ° C [4]. This method makes it possible to carry out cryopreservation of the animal's heart as part of the whole organism (in situ). The disadvantages of this method are:

1. отсутствие самостоятельного дыхания биологического объекта и необходимость использования аппарата искусственной вентиляции легких на первых этапах, что усложняет способ;1. the lack of spontaneous breathing of a biological object and the need to use a ventilator at the first stages, which complicates the method;

2. сложность в создании газовой смеси, подходящей для осуществления способа;2. the difficulty in creating a gas mixture suitable for the implementation of the method;

3. подача газовой смеси, содержащей 10% кислорода, что способствует развитию состояния гипоксии биологического объекта;3. supply of a gas mixture containing 10% oxygen, which contributes to the development of a state of hypoxia of a biological object;

4. низкая скорость охлаждения биологического объекта, что может привести к развитию состояния ацидоза.4. low rate of cooling of a biological object, which can lead to the development of a state of acidosis.

Задачей настоящего изобретения является создание способа сохранения органов и тканей в составе целостного организма, и предотвращения их повреждений температурами ниже 0°С при длительном хранении.The objective of the present invention is to provide a method for preserving organs and tissues as part of a whole organism, and preventing their damage by temperatures below 0 ° C during long-term storage.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества и надежности способа сохранения органов при температурах ниже 0°С.The technical result of the present invention is to improve the quality and reliability of the method for preserving organs at temperatures below 0 ° C.

Для достижения указанного технического результата биологический объект рассыщают от азота для увеличения насыщения медицинским кислородом и предотвращения развития декомпрессионной болезни при сбросе избыточного давления, насыщают кислородом для предотвращения развития состояния гипоксии, после чего к имеющейся газовой среде добавляют ксенон 99,9% чистоты до достижения избыточного давления 3 атм, затем биологический объект выдерживают в полученной газовой среде в течение 20 минут, далее, для ускорения процесса охлаждения и предотвращения развития состояния ацидоза охлаждают посредством прямого контакта с инертной к биологическим тканям жидкостью с температурой кристаллизации менее -80°С, предварительно насыщенной кислородом и охлажденной до -80°С, после чего биологический объект помещают на хранение при температуре окружающей среды -20°С. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: Схема осуществления способа представлена на иллюстрации (фиг. 1). Лабораторное животное (хомяк сирийский) 1 помещают в барокамеру 2, представляющую из себя полимерную колбу с прозрачными стенками с запорно-регулирующей арматурой первого разъема 3, запорно-регулирующей арматурой второго разъема 4 и манометром для контроля давления 5.To achieve the specified technical result, the biological object is desaturated from nitrogen to increase the saturation of medical oxygen and to prevent the development of decompression sickness when the excess pressure is released, saturated with oxygen to prevent the development of a state of hypoxia, after which xenon of 99.9% purity is added to the existing gas medium until the excess pressure is reached 3 atm, then the biological object is kept in the resulting gaseous medium for 20 minutes, then, to accelerate the cooling process and prevent the development of acidosis, it is cooled by direct contact with a liquid inert to biological tissues with a crystallization temperature of less than -80 ° C, pre-saturated with oxygen and cooled to -80 ° C, after which the biological object is stored at an ambient temperature of -20 ° C. The proposed method is carried out as follows: The scheme of the method is shown in the illustration (Fig. 1). A laboratory animal (Syrian hamster) 1 is placed in a pressure chamber 2, which is a polymer flask with transparent walls with shut-off and control valves of the first connector 3, shut-off and control valves of the second connector 4 and a pressure gauge for pressure control 5.

К первому разъему 3 подключают шланг, соединенный через разветвитель 6 с баллоном медицинского кислорода 7 и баллоном ксенона 8 с чистотой ксенона 99,9%. Второй разъем 4 остается свободным и открытым. Осуществляют подачу медицинского кислорода в барокамеру 2 в течение 20 минут, при этом имеющаяся в барокамере 2 воздушная смесь, в т.ч. выдыхаемая лабораторным животным, удаляется из объема барокамеры, постоянно заменяясь медицинским кислородом. В процессе дыхания из лабораторного животного удаляется растворенный азот (рассыщение) и накапливается кислород.A hose is connected to the first connector 3, connected through a splitter 6 to a medical oxygen cylinder 7 and a xenon cylinder 8 with a xenon purity of 99.9%. The second slot 4 remains free and open. Medical oxygen is supplied to the pressure chamber 2 for 20 minutes, while the air mixture available in the pressure chamber 2, incl. exhaled by a laboratory animal is removed from the pressure chamber, constantly being replaced by medical oxygen. In the process of respiration, dissolved nitrogen (desaturation) is removed from the laboratory animal and oxygen is accumulated.

Затем подачу медицинского кислорода прекращают и перекрывают второй разъем 4 барокамеры поворотом рукоятки запорно-регулирующей арматуры. В барокамеру плавно начинают подачу ксенона с увеличением давления со скоростью 3 атм/мин. При достижении избыточного давления 1 атм лабораторное животное теряет сознание, т.к. ксенон при такой концентрации обладает выраженным наркотическим эффектом. При достижении избыточного давления 3 атм подачу ксенона прекращают поворотом рукоятки запорно-регулирующей арматуры первого разъема 3 барокамеры 2. Самостоятельное дыхание лабораторного животного сохраняется.Then the supply of medical oxygen is stopped and the second connector 4 of the pressure chamber is closed by turning the handle of the shut-off and control valves. The xenon supply is smoothly started into the pressure chamber with an increase in pressure at a rate of 3 atm / min. When an excess pressure of 1 atm is reached, the laboratory animal loses consciousness, because xenon at this concentration has a pronounced narcotic effect. When an excess pressure of 3 atm is reached, the supply of xenon is stopped by turning the handle of the shut-off and control valves of the first connector 3 of the pressure chamber 2. Spontaneous respiration of the laboratory animal is preserved.

Выдерживают лабораторное животное под этим давлением в течение 20 минут. По прошествии 20 минут отмечается значительное угнетающее влияние ксенона на дыхательную активность, выражающееся в сокращении частоты дыхательных движений лабораторного животного приблизительно в 3 и более раза, по сравнению с частотой дыхательных движений до подачи ксенона в барокамеру.The laboratory animal is kept under this pressure for 20 minutes. After 20 minutes, a significant inhibitory effect of xenon on the respiratory activity is noted, which is expressed in a decrease in the frequency of respiratory movements of the laboratory animal by approximately 3 or more times, compared to the frequency of respiratory movements before the supply of xenon to the pressure chamber.

Через 20 минут от начала подачи в барокамеру ксенона ко второму разъему 4 барокамеры 2 подключают герметичную емкость 9, которая полностью заполнена инертной к биологическим тканям жидкостью с температурой кристаллизации менее -80°С, предварительно насыщенной кислородом и охлажденной до -80°С. Второй разъем 4 барокамеры 2 остается закрыт.Подключение осуществляют таким образом, чтобы при открытии второго разъема поворотом рукоятки запорно-регулирующей арматуры, жидкость заместила газовую среду барокамеры под действием силы тяжести. Открывают первый разъем 3 барокамеры 2 поворотом рукоятки запорно-регулирующей арматуры без изменения давления в барокамере. Затем открывают второй разъем 4 барокамеры, поворотом рукоятки запорно-регулирующей арматуры, сохраняя при этом избыточное давление в барокамере 3 атм. Открытие осуществляют плавно для того, чтобы избежать скачкообразного изменения давления из-за растворения газа в жидкости. После полного замещения газовой среды барокамеры жидкостью перекрывают оба разъема барокамеры поворотом рукояток запорно-регулирующей арматуры, отсоединяют шланг и герметичную емкость 9.After 20 minutes from the beginning of the xenon supply to the pressure chamber, a sealed container 9 is connected to the second connector 4 of the pressure chamber 2, which is completely filled with a liquid inert to biological tissues with a crystallization temperature of less than -80 ° C, pre-saturated with oxygen and cooled to -80 ° C. The second connector 4 of the pressure chamber 2 remains closed. The connection is carried out in such a way that when the second connector is opened by turning the handle of the shut-off and control valves, the liquid replaces the gaseous medium of the pressure chamber under the action of gravity. The first connector 3 of the pressure chamber 2 is opened by turning the handle of the shut-off and control valves without changing the pressure in the pressure chamber. Then, the second connector 4 of the pressure chamber is opened by turning the handle of the shut-off and control valves, while maintaining an excess pressure in the pressure chamber of 3 atm. The opening is carried out smoothly in order to avoid a sudden change in pressure due to the dissolution of the gas in the liquid. After complete replacement of the gaseous medium of the pressure chamber with liquid, they close both connectors of the pressure chamber by turning the handles of the shut-off and control valves, disconnect the hose and the sealed container 9.

Барокамеру с лабораторным животным под избыточным давлением 3 атм и заполненную инертной к биологическим тканям жидкостью с температурой кристаллизации менее -80°С, предварительно насыщенной кислородом и охлажденной до -80°С помещают в морозильную камеру с температурой -20°С.A pressure chamber with a laboratory animal under an overpressure of 3 atm and filled with a liquid inert to biological tissues with a crystallization temperature of less than -80 ° C, pre-saturated with oxygen and cooled to -80 ° C is placed in a freezer with a temperature of -20 ° C.

Пример.Example.

Подготовка.Preparation.

За несколько часов до эксперимента проводят подготовку перфторгексана, использующегося в дальнейшем в качестве инертной к биологическим тканям жидкости с температурой кристаллизации менее -80°С. Жидкость переливают в герметичную емкость, предназначенную для работы под избыточным давлением до 8 атм, оснащенную запорно-регулирующей арматурой. Осуществляют насыщение жидкости медицинским кислородом методом барботажа в течение 30 минут. Герметизируют емкость и помещают в морозильную камеру при температуре среды -80°С.A few hours before the experiment, perfluorohexane is prepared, which is subsequently used as a liquid inert to biological tissues with a crystallization temperature of less than -80 ° C. The liquid is poured into a sealed container designed to operate under an excess pressure of up to 8 atm, equipped with shut-off and control valves. The liquid is saturated with medical oxygen by bubbling for 30 minutes. The container is sealed and placed in a freezer at an ambient temperature of -80 ° C.

Начало эксперимента.The beginning of the experiment.

Лабораторное животное (хомяк сирийский) помещают в барокамеру с прозрачными стенками.A laboratory animal (Syrian hamster) is placed in a pressure chamber with transparent walls.

К одному разъему барокамеры подключают шланг, соединенный через разветвитель с баллоном медицинского кислорода и баллоном ксенона чистотой 99,9%. Другой разъем остается свободным. Проводят подачу медицинского кислорода в течение 20 минут с объемной скоростью потока 3-4 л/мин, при этом имеющаяся в барокамере воздушная смесь, в т.ч. выдыхаемая лабораторным животным, удаляется из объема барокамеры, постоянно заменяясь медицинским кислородом. В процессе дыхания происходит рассыщение лабораторного животного от азота и насыщение кислородом.A hose is connected to one connector of the pressure chamber, connected through a splitter to a medical oxygen cylinder and a xenon cylinder of 99.9% purity. The other slot remains free. Medical oxygen is supplied for 20 minutes at a volumetric flow rate of 3-4 l / min, while the air mixture in the pressure chamber, incl. exhaled by a laboratory animal is removed from the pressure chamber, constantly being replaced by medical oxygen. In the process of respiration, the laboratory animal is desaturated from nitrogen and saturated with oxygen.

Затем подачу медицинского кислорода прекращают и перекрывают свободный разъем барокамеры, после чего плавно начинают подачу ксенона с увеличением давления со скоростью 3 атм/мин. При достижении давления 1 атм лабораторное животное теряет сознание, т.к. ксенон при такой концентрации обладает выраженным наркотическим эффектом. Дыхание становится редким и глубоким. При достижении избыточного давления 3 атм, подачу ксенона прекращают. При этом самостоятельное дыхание лабораторного животного сохраняется.Then the supply of medical oxygen is stopped and the free connector of the pressure chamber is closed, after which the supply of xenon smoothly begins with an increase in pressure at a rate of 3 atm / min. When a pressure of 1 atm is reached, the laboratory animal loses consciousness, because xenon at this concentration has a pronounced narcotic effect. Breathing becomes rare and deep. When an excess pressure of 3 atm is reached, the xenon supply is stopped. In this case, spontaneous respiration of the laboratory animal is preserved.

Выдерживают лабораторное животное под избыточным давлением 3 атм в течение 20 минут. Через 20 минут отмечается значительное угнетающее влияние ксенона на дыхательную активность, выражающееся в сокращении частоты дыхательных движений лабораторного животного в 3 и более раза, по сравнению с частотой дыхательных движений до подачи ксенона в барокамеру.The laboratory animal is kept under an overpressure of 3 atm for 20 minutes. After 20 minutes, a significant inhibitory effect of xenon on respiratory activity is noted, which is expressed in a decrease in the frequency of respiratory movements of a laboratory animal by 3 or more times, compared to the frequency of respiratory movements before xenon was fed into the pressure chamber.

Через 20 минут от начала подачи в барокамеру ксенона к свободному разъему барокамеры подключают заранее подготовленную герметичную емкость, полностью заполненную жидкостью - перфторгексаном. Подключение осуществляют таким образом, чтобы жидкость заместила газовую среду барокамеры под действием силы тяжести. Затем плавно открывают запорно-регулирующую арматуру разъема между барокамерой и емкостью с жидкостью одновременно с дозированной подачей ксенона, следя за тем, чтобы не было скачкообразного изменения давления из-за растворения газа в жидкости. Жидкость начинает замещать газовую смесь барокамеры. Приблизительно через 5 минут происходит полное замещение газовой среды барокамеры жидкостью, затем перекрывают оба разъема барокамеры, отсоединяют шланг и пустую емкость. Наблюдаются дыхательные движения лабораторного животного в жидкости в течение 1 минуты. Снаружи, на металлических частях барокамеры образуется иней. По прошествии 1 минуты дыхательные движения прекращаются. В жидкости видны свободноплавающие единичные кристаллы водного льда. Визуально лабораторное животное остается гибким, при поворотах барокамеры отчетливо наблюдается подвижность лап и туловища относительно друг друга.After 20 minutes from the beginning of the xenon supply to the pressure chamber, a previously prepared sealed container, completely filled with a liquid - perfluorohexane, is connected to the free connector of the pressure chamber. The connection is carried out in such a way that the liquid replaces the gaseous medium of the pressure chamber under the action of gravity. Then, the shut-off and control valves of the connector between the pressure chamber and the container with the liquid are smoothly opened simultaneously with the dosed supply of xenon, making sure that there is no sudden change in pressure due to the dissolution of the gas in the liquid. The liquid begins to replace the gas mixture of the pressure chamber. After about 5 minutes, the gaseous medium of the pressure chamber is completely replaced with a liquid, then both connectors of the pressure chamber are closed, the hose and the empty container are disconnected. Respiratory movements of a laboratory animal in liquid are observed for 1 minute. Outside, frost forms on the metal parts of the pressure chamber. After 1 minute, breathing stops. Free-floating single crystals of water ice are visible in the liquid. Visually, the laboratory animal remains flexible; when the pressure chamber turns, the mobility of the paws and body relative to each other is clearly observed.

Барокамеру помещают в морозильную камеру при температуре окружающей среды -20°С на 60 минут.The pressure chamber is placed in a freezer at an ambient temperature of -20 ° C for 60 minutes.

Через 60 минут барокамеру извлекают из морозильной камеры и оставляют для отогревания при комнатной температуре. Дополнительный обогрев не используют. Приблизительно через 30 минут свободноплавающие кристаллы водного льда исчезают, что является одним из свидетельств того, что температура внутри барокамеры достигла значения выше 0°С. Затем начинают плавный сброс давления со скоростью 3 атм/мин. После сброса давления из барокамеры сливают жидкость и извлекают лабораторное животное. При визуальном и тактильном обследованиях лабораторное животное пластичное, ушные раковины мягкие, конечности подвижные во всех суставах, позвоночный столб гибкий на всем протяжении. Подключают электрокардиограф и измеряют ректальную температуру. При извлечении ректальная температура составляет 4°С. Через 30 минут после извлечения лабораторного животного из барокамеры ректальная температура составляет 16°С, на ЭКГ отмечаются ритмичные потенциалы в виде зубцов, что свидетельствует о сохранности электрической активности сердечной мышцы. Самостоятельное дыхание отсутствует. Через 45 минут после извлечения из барокамеры ректальная температура составляет 19°С. Проводят вскрытие лабораторного животного. Визуально наблюдаются ритмичные сокращения предсердий, органы и ткани без изменений, кровь не гемолизирована, свертков нет. Участки промерзания не обнаружены.After 60 minutes, the pressure chamber is removed from the freezer and left to warm up at room temperature. Additional heating is not used. After about 30 minutes, the free-floating water ice crystals disappear, which is one indication that the temperature inside the pressure chamber has reached a value above 0 ° C. Then, a smooth pressure release is started at a rate of 3 atm / min. After the pressure is released, the liquid is drained from the pressure chamber and the laboratory animal is removed. During visual and tactile examinations, the laboratory animal is plastic, the auricles are soft, the limbs are mobile in all joints, the spinal column is flexible throughout. Connect the electrocardiograph and measure the rectal temperature. When removed, the rectal temperature is 4 ° C. 30 minutes after removing the laboratory animal from the pressure chamber, the rectal temperature is 16 ° C, rhythmic potentials in the form of teeth are noted on the ECG, which indicates the preservation of the electrical activity of the heart muscle. Spontaneous breathing is absent. 45 minutes after removal from the pressure chamber, the rectal temperature is 19 ° C. An autopsy is performed on the laboratory animal. Rhythmic contractions of the atria are visually observed, organs and tissues are unchanged, the blood is not hemolyzed, and there are no convolutions. No freezing areas were found.

Эксперимент завершен.The experiment is complete.

Предлагаемый способ позволяет добиться сохранения органов и тканей в составе целостного организма при температурах ниже 0°С. При сохранении органов и тканей предлагаемым способом уменьшается риск развития состояния гипоксии, благодаря предварительному насыщению организма кислородом, снижается степень развития состояния ацидоза за счет быстрого охлаждения организма. Полностью восстанавливается адекватная сократительная активность сердца в организме, включающая правильный сердечный цикл, отсутствуют повреждения органов характерные для температур ниже 0°С.The proposed method allows you to achieve the preservation of organs and tissues as part of a whole organism at temperatures below 0 ° C. With the preservation of organs and tissues by the proposed method, the risk of developing a state of hypoxia decreases, due to the preliminary saturation of the body with oxygen, the degree of development of the state of acidosis decreases due to the rapid cooling of the body. Adequate contractile activity of the heart in the body is fully restored, including the correct cardiac cycle, there are no organ damage typical for temperatures below 0 ° C.

Предлагаемый способ может быть использован для сохранения органов и тканей в составе целостного организма при температурах ниже 0°С.The proposed method can be used to preserve organs and tissues as part of a whole organism at temperatures below 0 ° C.

1. Кобелев Алексей Владимирович. Способ криоконсервации биологических образцов под давлением и устройство для его осуществления. Патент RU 2688331 С1 (2018.04.02).1. Kobelev Alexey Vladimirovich. Method for cryopreservation of biological samples under pressure and device for its implementation. Patent RU 2688331 C1 (2018.04.02).

2. Пономарев Александр Игоревич. Способ консервации биоматериала. Патент RU 2577996 C2 (2014.07.04).2. Ponomarev Alexander Igorevich. Method of preservation of biomaterial. Patent RU 2577996 C2 (2014.07.04).

3. Грязнов Алексей Юрьевич. Способ криоконсервации яичниковой ткани. Заявка на патент 2012103061 (2012.01.31).3. Gryaznov Alexey Yurievich. Method for cryopreservation of ovarian tissue. Patent application 2012103061 (2012.01.31).

4. Щербаков Павел Васильевич. Способ криоконсервации органов и тканей in situ. Патент RU 2268590 C1 (2004.06.15).4. Shcherbakov Pavel Vasilievich. Method for cryopreservation of organs and tissues in situ. Patent RU 2268590 C1 (2004.06.15).

Claims (1)

Способ сохранения органов и тканей, включающий сочетание выдерживания в среде с инертными газами под избыточным давлением и охлаждения биологического объекта, отличающийся тем, что биологический объект рассыщают от азота и насыщают кислородом, при этом подачу кислорода проводят в течение 20 минут с объемной скоростью потока 3-4 л/мин, после чего к имеющейся газовой среде добавляют ксенон 99,9% чистоты с увеличением давления со скоростью 3 атм/мин до достижения избыточного давления 3 атм, биологический объект выдерживают в полученной газовой среде в течение 20 минут, затем охлаждают посредством прямого контакта с инертной к биологическим тканям жидкостью с температурой кристаллизации менее -80°С, предварительно насыщенной кислородом методом барботажа в течение 30 минут и охлажденной в морозильной камере до -80°С, после чего помещают на хранение при температуре окружающей среды -20°С.A method of preserving organs and tissues, including a combination of holding in an environment with inert gases under excess pressure and cooling a biological object, characterized in that the biological object is desaturated from nitrogen and saturated with oxygen, while the oxygen supply is carried out for 20 minutes at a volumetric flow rate of 3- 4 l / min, after which xenon of 99.9% purity is added to the existing gas medium with an increase in pressure at a rate of 3 atm / min until an excess pressure of 3 atm is reached, the biological object is kept in the obtained gas medium for 20 minutes, then cooled by means of a direct contact with a liquid inert to biological tissues with a crystallization temperature of less than -80 ° C, previously saturated with oxygen by bubbling for 30 minutes and cooled in a freezer to -80 ° C, after which it is stored at an ambient temperature of -20 ° C.
RU2020127188A 2020-08-13 2020-08-13 Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas RU2748496C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127188A RU2748496C1 (en) 2020-08-13 2020-08-13 Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127188A RU2748496C1 (en) 2020-08-13 2020-08-13 Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748496C1 true RU2748496C1 (en) 2021-05-26

Family

ID=76033968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127188A RU2748496C1 (en) 2020-08-13 2020-08-13 Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748496C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804972C2 (en) * 2022-04-05 2023-10-09 Анатолий Васильевич Урмацких Method for cryopreservation of cells, organs, tissue and organisms

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268590C1 (en) * 2004-06-15 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова Method for organs and tissues cryoconservation in situ
RU2577996C2 (en) * 2014-07-04 2016-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "ИнПрес" Method of biomaterial preservation
RU2688331C1 (en) * 2018-04-02 2019-05-21 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method for cryopreservation of biological samples under pressure and device for its implementation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2268590C1 (en) * 2004-06-15 2006-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова Method for organs and tissues cryoconservation in situ
RU2577996C2 (en) * 2014-07-04 2016-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "ИнПрес" Method of biomaterial preservation
RU2688331C1 (en) * 2018-04-02 2019-05-21 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method for cryopreservation of biological samples under pressure and device for its implementation

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHAWLA A., et al. "Oxygen toxicity", Med J Armed Forces India. 2001; 57(2):131-133; DOI: 10.1016/S0377-1237(01)80133-7; abstract. Приказ N742 от 13.11.1984 "Об утверждении Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных", Приложение 4. *
CHAWLA A., et al. "Oxygen toxicity", Med J Armed Forces India. 2001; 57(2):131-133; DOI: 10.1016/S0377-1237(01)80133-7; abstract. Приказ N742 от 13.11.1984 "Об утверждении Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных", Приложение 4. JANG T.H., et al. "Cryopreservation and its clinical applications", Integr Med Res. 2017; 6(1): 12-18; DOI: 10.1016/j.imr.2016.12.001; abstract. *
JANG T.H., et al. "Cryopreservation and its clinical applications", Integr Med Res. 2017; 6(1): 12-18; DOI: 10.1016/j.imr.2016.12.001; abstract. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804972C2 (en) * 2022-04-05 2023-10-09 Анатолий Васильевич Урмацких Method for cryopreservation of cells, organs, tissue and organisms

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6887045B2 (en) Systems and methods for Exvivo lung care
CN106342788B (en) Organ care solution for ex vivo machine perfusion of donor lungs
US5584804A (en) Brain resuscitation and organ preservation device and method for performing the same
AU674973B2 (en) Brain resuscitation and organ preservation device and method
KR20040008131A (en) Method of preserving mammalian organ
Haverich et al. Improved lung preservation using Euro-Collins solution for flush-perfusion
WO1996023544A9 (en) Brain resuscitation and organ preservation device and method for performing the same
WO1996023544A1 (en) Brain resuscitation and organ preservation device and method for performing the same
JPS5840521B2 (en) Preservation method for isolated organs or organ parts, etc.
WO2010049996A1 (en) Method of preserving mammalian organ
TWI610622B (en) Method for living tissue preservation
Miyoshi et al. Comparison of the University of Wisconsin preservation solution and other crystalloid perfusates in a 30-hour rabbit lung preservation model
Wang et al. Influence of temperature of flushing solution on lung preservation
RU2748496C1 (en) Method for preserving organs and tissues as part of integral organism in liquid at temperatures below 0°c under pressure in inert gas
RU2707532C1 (en) Method for improving safety and efficiency of storage and transportation of a transplanted organ under pressure of a preserving gas mixture and a device based thereon
Pelletier et al. Effects of intraamniotic helium, carbon dioxide, and water on fetal lambs
CA2375764A1 (en) Method and device for preserving animal and human preparations as well as microorganisms and for prolonging the viability of organs and body parts to be transplanted
TW201521577A (en) Formulations containing poly (0-2-hydroxyethyl) starch for increasing the oxygen-content, stability and shelf life of an organ and tissue preservation solution
JP2017186295A (en) Organ preservation method and organ transplantation method
RU2268590C1 (en) Method for organs and tissues cryoconservation in situ
US20190343114A1 (en) Process for cooling a biological material and the storage thereof
RU2741219C1 (en) Device for preservation of donor organs
WO2023106036A1 (en) Organ preservation device and organ preservation method
JP2872720B2 (en) Lung preservation method and device
WO2019064443A1 (en) Organ preservation method and organ transplantation method

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211203

Effective date: 20211203