芬兰赫尔辛基大学的阿纳托利·博葛丹(Anatoli Bogdan)在实验中成功研制出一种被称为“玻璃水”的物质,学名为“低密度无定形冰”(Low-Density Amorphous Ice, LDA)。这一技术有望使低温贮藏后的人体器官实现可复活性复活,为人体冷冻技术带来革命性突破。
在医学领域,低温贮藏人体器官常用于运输或临时保存,但目前只有精子和胚胎细胞在低温贮藏后升温仍能保持活性。人体冷冻后通常无法恢复活性,核心问题在于低温贮藏过程中形成的冰晶会破坏细胞组织结构。冰晶的形成导致细胞脱水、膜损伤以及蛋白质变性,从而造成不可逆的损伤。因此,如何避免冰晶形成是实现人体冷冻复活的关键。
博葛丹研制的“玻璃水”通过特殊方法减缓冷却稀释水滴,使水在降温过程中形成非晶态(玻璃态)而非结晶态。这种玻璃水在升温后会转变为高粘性水(High-Viscosity Water, HVW)。博葛丹强调,高粘性水并非一种新形式的水,许多科学家对此表示认同。他指出:“高粘性水并不是一种新形式的水,例如普通水和玻璃水都与热力学作用有关,它们仍由水分子构成。但高粘性水将为低温生物学、医学和人体冷冻领域的研究带来新希望。”
该技术的原理在于控制冰冻和溶解过程:通过减缓过度冷却水的进程,使水最终形成玻璃态而非结晶态。如果能够实现这种玻璃水,植物和动物细胞组织便能抵抗过冷状态,并在加温后复活。在常规低温贮藏中,细胞组织常因冰冻和随后的加温溶解而受损,原因在于细胞内外的冰晶导致细胞脱水,以及溶化时细胞组织浓缩。而通过减缓冷却和加热过程,在无结晶态冰的条件下,过度冷却和升温不会对细胞造成损害。
这项研究发表在7月6日出版的美国化学学会期刊《物理化学会志B》(Journal of Physical Chemistry B)上。尽管该技术仍处于实验室阶段,但它为人体冷冻和器官长期保存提供了全新的思路,未来有望应用于器官移植、重症治疗等领域。