Die Kryonik hat genau ein unumkehrbares chemisches Problem zu lösen, und genau in dieser Phase wird es gelöst. Das Wasser im Körper des Patienten muss gleichmäßig durch ein medizinisches Frostschutzmittel ersetzt werden, bevor der Körper abgekühlt wird. Wasser, das zurückbleibt, gefriert zu Kristallen. Kristalle zerstören genau die Strukturen, die wir erhalten wollen. Das Erstversorgungsteam hat Zeit gewonnen. In der chirurgischen Phase wird diese Zeit genutzt, um das Einzige zu erreichen, was eine Langzeitlagerung lohnenswert macht: einen Körper, der sich in Glas statt in Eis verwandeln kann.
Das ist eine echte Operation mit echter Gefäßchirurgie, die in einer spezialisierten Feldstation durchgeführt wird, die für die Kryoprotektivperfusion ausgerüstet ist. Die Details sind entscheidend für die Qualität der Konservierung, daher lohnt es sich, sie konkret durchzugehen.
Glas, kein Eis: Wozu der Eingriff eigentlich dient
Das gesamte Verfahren dient dazu, die Vitrifikation zu ermöglichen. Beim gewöhnlichen Einfrieren bildet sich Eis hauptsächlich außerhalb der Zellen, wodurch die zurückbleibenden gelösten Stoffe konzentriert werden, Wasser aus den Zellen gezogen wird und das, was sich zwischen den wachsenden Kristallen befindet, zerquetscht wird. Die Lösung besteht darin, den Körper mit Kryoprotektiva (CPAs) zu durchspülen. Diese ersetzen einen Großteil des Körperwassers. Wenn das Gewebe abgekühlt wird, geht es in einen glasartigen Zustand über, in dem überhaupt keine Kristalle entstehen. Das ist der Unterschied zwischen der Erhaltung einer Struktur und ihrer Zerstörung, und es ist auch der Grund, warum sich diese Phase von der chemischen Fixierung unterscheidet: Das Ziel ist ein vitrifizierbarer Patient, kein chemisch eingefrorener.
Situation: Ein Blick auf die Uhr, die das erste Team zurückgelassen hat
Bevor jemand einen Schnitt macht, überprüft das Operationsteam die Erstversorgungsprotokolle: den Zeitpunkt des rechtlichen Todes, das Kühlprofil, den Zeitverlauf der Stabilisierung und wie lange der Patient bereits unter Ischämie gelitten hat. Bevor jemand einen Schnitt macht, überprüft das Operationsteam die Erstversorgungsprotokolle. Das bedeutet: den Zeitpunkt des rechtlichen Todes, das Kühlprofil und den Zeitverlauf der Stabilisierung. Es bedeutet auch, wie lange der Patient bereits unter Ischämie gelitten hat. Die warme Ischämie, also vor Beginn der Kühlung, schädigt das Gewebe schnell. Die kalte Ischämie danach baut sich viel langsamer auf. Diese Anamnese ist keine Bürokratie; sie sagt dem Team, womit es zu tun hat und wie intensiv die Perfusion sein muss. Die Temperatur des Patienten sollte sich bereits im vom Protokoll vorgegebenen Bereich befinden, da er während der Erstversorgung und Stabilisierung stark gekühlt wurde, und der Gefäßzugang ist vorbereitet.
Die Vorgehensweise, Schritt für Schritt
Die Perfusion selbst ist ein kontrollierter, überwachter Vorgang und kein einmaliger Flüssigkeitsschub:
- Kanülierung. Es werden große Gefäße ausgewählt und angezapft, und es wird ein geschlossener Perfusionskreislauf mit Durchfluss- und Drucküberwachung sowie Abfallsammlung eingerichtet. Geschlossen, weil jede Variable überwacht werden muss.
- Anfängliche Spülung. Das Blut wird durch ein Basisperfusat ersetzt. Dadurch werden Gerinnsel entfernt, Stoffwechselabfälle ausgespült und das Flüssigkeitsvolumen stabilisiert, sodass der Körper vor der Zugabe des Frostschutzmittels wie eine leere Leinwand ist.
- Kryoprotektivmittel-Rampe. Das CPA wird schrittweise zugegeben, wobei die Konzentration stufenweise und nicht auf einmal erhöht wird. Das ist der heikelste Teil: Steigt die Konzentration zu schnell an, erleiden die Zellen einen osmotischen Schock, da ihnen das Wasser zu schnell entzogen wird. Parallel dazu wird die Perfusionstemperatur in der Regel allmählich gesenkt. Bei den für die Vitrifikation erforderlichen Konzentrationen sind die Kryoprotektiva so toxisch, dass sie zu den wichtigsten einschränkenden Faktoren in diesem Bereich zählen. Diese Toxizität nimmt ab, je kälter das Gewebe wird.
- Temperatur- und Durchflussüberwachung. Während des gesamten Vorgangs hält das Team die auf die Gefäßgröße und den Zustand abgestimmten Sollwerte für Durchfluss und Druck ein. Es achtet auf eine gleichmäßige Kühlung. Es beobachtet, wie die CPA-Konzentration am Auslass ansteigt, bis sie dem Wert am Einlass entspricht. Außerdem achtet es auf Veränderungen des Gefäßwiderstands, die auf Probleme hindeuten könnten. Die Konzentration am Auslass wird mit einem Refraktometer am venösen Abfluss gemessen, da der Brechungsindex die Konzentration des Kryoprotektivums genau genug widerspiegelt, um den Verlauf in Echtzeit zu steuern.
- Endpunkt. Die Perfusion wird beendet, sobald der Abfluss zeigt, dass das Gewebe ausreichend mit CPA gesättigt ist und sich das Gefäßsystem im Gleichgewicht befindet. Die Zugangsstellen werden verschlossen und der Patient wird für die kontrollierte Abkühlung vorbereitet.
Wo es schiefgehen kann, ganz ehrlich
Kalibrierung statt Beruhigung: Diese Phase ist gut, aber nicht perfekt, und die Fehlerquellen sollten benannt werden. Die CPA-Toxizität steigt mit der Temperatur, weshalb die Perfusion gerade kalt durchgeführt wird – wobei man eine gewisse Toxizität in Kauf nimmt, um Eisbildung zu vermeiden. Die Gefäßintegrität ist die andere Einschränkung, die ins Gewicht fällt. Die Perfusion kann nur Gewebe erreichen, zu dem die Blutgefäße sie transportieren können. Gerinnsel, Schäden oder eine vorangegangene Ischämie können dazu führen, dass ein Bereich vom Kreislauf nicht versorgt werden kann. Dieser Bereich bleibt unterversorgt, und genau dort treten später Eisschäden auf. Das ist eine der zentralen technischen Herausforderungen für eine hochwertige Konservierung, und die Echtzeitüberwachung dient genau dazu, Ungleichmäßigkeiten zu erkennen, solange sie noch korrigiert werden können.
Die ehrliche Version der Wette lautet so: Die Durchblutung wird nicht vollkommen gleichmäßig sein. Das Kryoprotektivum ist nicht völlig unbedenklich. Die Wette besteht darin, dass die Schädigung zwar das Gewebe belastet, aber die Informationen in der Struktur des Gehirns verschont. Eine spätere Reparatur kann dann auf der Grundlage einer erhaltenen Struktur erfolgen. Das ist dieselbe Erwartungswert-Logik, die hinter der Biostase als Ganzes steht – nur hier auf einen Operationstisch angewendet.
Das Ergebnis
Am Ende des Eingriffs sind die Gewebe des Patienten, vor allem das Nervengewebe, mit einer für die Vitrifikation geeigneten Lösung gesättigt, der Flüssigkeitsaustausch ist abgeschlossen, und der Patient ist bereit für die kontrollierte Abkühlung auf die Lagertemperatur. Von hier aus führt der Weg zur Langzeitlagerstätte. Dort wird der glasartige Zustand, den dieser Eingriff ermöglicht hat, grundsätzlich auf unbestimmte Zeit stabil gehalten.
Diese Operation ist der Moment, in dem der Körper aufhört, etwas zu sein, das verwest, und zu etwas wird, das sich in Glas verwandeln kann; alles davor ist Vorbereitung und alles danach ist Geduld.