La parte dramática de una criopreservación —la standby, la intervención quirúrgica, el anticongelante— termina en cuestión de horas. Lo que viene después es la parte sobre la que nadie hace una película: un descenso lento y controlado de la temperatura que puede durar desde días hasta semanas. Es tentador pensar que se trata de una mera cuestión logística, el tranquilo trayecto desde la mesa de operaciones hasta el tanque de almacenamiento. Pero no es así. El enfriamiento es donde realmente culmina la vitrificación, y donde un error precipitado puede echar por tierra silenciosamente todo lo que la intervención quirúrgica acaba de lograr.
La tarea de esta fase parece aparentemente sencilla de explicar, pero es realmente difícil de llevar a cabo: enfriar un cuerpo lleno de crioprotector desde una temperatura ligeramente superior al punto de congelación hasta los -196 °C sin que el estrés térmico lo destruya. Para hacerlo bien, hay que proceder despacio, de forma uniforme y respetando una temperatura concreta.
La temperatura que realmente importa es la de transición vítrea
Una vez que la cirugía de perfusión ha sustituido la mayor parte del agua del cuerpo por agentes crioprotectores, el tejido queda preparado para la vitrificación en lugar de la congelación. Esa diferencia es precisamente la esencia de esta técnica: la congelación forma cristales de hielo que destrozan las células, mientras que la vitrificación convierte el tejido en vidrio, un sólido sin cristales ni fragmentos que se expandan.
Esa transición de un líquido denso a un vidrio sólido se produce a la temperatura de transición vítrea, en torno a los -130 °C. Por encima de esa temperatura, el tejido crioprotegido es un jarabe que aún puede fluir y reorganizarse. Por debajo de ella, el movimiento molecular se ha reducido tanto que la estructura se fija en su lugar y se mantiene estable. La transición vítrea, y no la temperatura de almacenamiento —mucho más fría—, es la línea que define si realmente se tiene un vidrio. Todo lo relacionado con nuestro proceso de enfriamiento está organizado en torno a cruzar esa línea de forma limpia.
¿Por qué los ritmos lentos e uniformes son más rápidos?
Si se enfría un objeto sólido de forma desigual, su exterior se contrae mientras que su interior sigue estando caliente y ocupa más espacio. Esta discrepancia genera tensión mecánica y, por debajo de la temperatura de transición vítrea —donde el material es frágil en lugar de elástico—, una tensión suficiente provoca fracturas: grietas literales que atraviesan el tejido. Se trata de la versión criogénica de verter agua hirviendo en un vaso frío y ver cómo se rompe, salvo que el vaso es el cerebro de una persona.
La estrategia consiste en enfriar de forma lenta y uniforme, de modo que todo el cuerpo se mantenga a una temperatura similar a medida que desciende, reduciendo así los gradientes térmicos. Un enfriamiento rápido ahorra un tiempo del que el paciente ya no dispone, pero a cambio provoca fracturas. Por eso, el descenso a través de la transición vítrea es deliberadamente suave, y la velocidad se controla en lugar de estimarse. Una breve pausa cerca de la transición vítrea también puede permitir que la tensión acumulada se relaje antes de que el tejido se vuelva totalmente frágil, del mismo modo que se deja que una estructura tensa se asiente antes de someterla a más carga. Nada de esto cambia el destino; lo que cambia es si el paciente llega intacto.
¿Por qué seguimos llegando hasta los -196 °C?
Si el vidrio se forma a unos -130 °C, ¿por qué seguir bajando otros sesenta y tantos grados más? Por margen de seguridad y para disponer de un termostato «gratis». A -196 °C, el punto de ebullición del nitrógeno líquido, el tiempo biológico se detiene efectivamente y la temperatura de almacenamiento se regula por sí sola: mientras haya nitrógeno líquido en el depósito, el contenido se mantiene exactamente a -196 °C sin necesidad de compresor ni de depender de la red eléctrica. Al almacenar el tejido muy por debajo de la transición vítrea, este permanece en lo más profundo de la zona estable, lejos de cualquier temperatura en la que el vidrio pudiera ablandarse o el hielo pudiera volver a aparecer. La lógica completa de esa cifra es una historia en sí misma, que se explica en «Por qué la crioconservación se realiza a -196 °C».
El problema es que, cuanto más se desciende por debajo de la temperatura de transición vítrea, más frágil se vuelve el vidrio y mayor es el riesgo de fractura. Por eso, el descenso profundo desde los -130 °C hasta los -196 °C es la fase más delicada de todo el proceso de enfriamiento, que se lleva a cabo lentamente, a lo largo de días o semanas, precisamente porque el material se encuentra en ese momento en su estado menos tolerante.
La alternativa de temperatura intermedia
Hay una forma de sacrificar un poco de estabilidad a cambio de reducir considerablemente la fractura, y tiene un nombre: almacenamiento a temperatura intermedia (ITS, por sus siglas en inglés). En lugar de almacenar al paciente a la temperatura máxima de -196 °C, el ITS lo mantiene más cerca de la transición vítrea, a unos -140 °C, una temperatura cómodamente por debajo de dicha transición, pero mucho más cálida que la del nitrógeno líquido.
La lógica es sencilla. La mayor parte del riesgo de fractura proviene de los grandes gradientes térmicos y de la fragilidad del frío más profundo. Mantenerse justo por debajo de la transición vítrea permite que el vidrio se mantenga sólido y estable, al tiempo que reduce drásticamente la tensión mecánica que lo agrieta. El inconveniente es que mantener una temperatura intermedia precisa resulta más difícil que dejar que un líquido en ebullición se estabilice por sí solo a -196 °C, por lo que el ITS exige un equipo de almacenamiento más sofisticado. Se trata de una auténtica disyuntiva de ingeniería, no de algo que se consiga sin esfuerzo, y es una de las fronteras activas en la mejora de la calidad de la conservación en las instalaciones de almacenamiento a largo plazo.
El puente entre la cirugía y el dewar
Si lo vemos con perspectiva, el enfriamiento se entiende mejor como un puente. Por un lado está la mesa de operaciones, donde se introdujo el anticongelante. Por el otro, el dewar de almacenamiento, donde el paciente esperará, quizá durante siglos. El puente es la única parte del trayecto en la que el tejido atraviesa la peligrosa transición vítrea y entra en el frío profundo y frágil, y es la parte que determina si el vidrio que se forma queda íntegro o agrietado.
Por eso consideramos el enfriamiento como un procedimiento en sí mismo, supervisado y documentado, y no como un simple detalle del transporte. La forma de la curva de enfriamiento pasa a formar parte del historial permanente del paciente, y es uno de los aspectos que se evalúan en nuestros procedimientos de control de calidad. Un enfriamiento sin incidencias es un trabajo invisible, de esos que nadie nota precisamente porque no ha habido ningún problema.
La vitrificación no termina en la mesa de operaciones; termina en el descenso lento y cuidadoso a través de la transición vítrea, donde lo importante es ir con delicadeza.
El enfriamiento es el método, no el objetivo, y la fase de enfriamiento es donde ese método resulta más exigente. Hay que ir despacio, mantener un ritmo constante, respetar la transición vítrea y dejar un margen generoso por debajo de ella; así, el paciente cruza el puente que va de la cirugía al almacenamiento como un cristal intacto, listo para esperar.