Capítulo 1: Comprender la criogenia

El objetivo de la crioconservación es detener todo el tiempo biológico. Para ello, debe alcanzar una temperatura a la que cese efectivamente el movimiento molecular y, por tanto, todos los procesos químicos y biológicos que impulsan la descomposición. Este punto se encuentra muy por debajo de la temperatura de congelación del agua e incluso por debajo del intervalo utilizado para la mayor parte del almacenamiento biológico. La temperatura de -196 grados centígrados, el punto de ebullición del nitrógeno líquido, se ha convertido en la norma porque ofrece tanto estabilidad física como conservación biológica a una escala que ningún otro entorno puede proporcionar.

A temperaturas de congelación normales, la formación de cristales de hielo daña las células y los tejidos. El agua se expande al congelarse, rompiendo las membranas y distorsionando las estructuras moleculares. La criopreservación evita esto mediante la vitrificación, un proceso en el que el agua celular se sustituye por agentes crioprotectores y se enfría tan rápidamente que se solidifica en un estado vítreo en lugar de hielo cristalino. Por debajo de aproximadamente -130 grados centígrados, la temperatura de transición vítrea, este estado vitrificado se bloquea. En este punto, el movimiento molecular y las reacciones químicas se ralentizan hasta tal punto que el material biológico se vuelve efectivamente intemporal.

Mantener la estabilidad por debajo de este umbral es esencial. Si las temperaturas se acercan demasiado al punto de transición vítrea, la estructura vítrea podría relajarse parcialmente o recristalizar, provocando daños. Al almacenar el material conservado a -196 grados centígrados, el sistema se mantiene muy por debajo de ese límite, lo que proporciona un amplio margen de seguridad y garantiza que los tejidos vitrificados permanezcan estructuralmente estables de forma indefinida.

El nitrógeno líquido se utiliza para alcanzar y mantener este entorno porque es natural y extraordinariamente eficaz. Cuando hierve, mantiene una temperatura constante de -196 grados centígrados, proporcionando un amortiguador térmico autorregulado. Esto permite que el almacenamiento criogénico se mantenga estable sin refrigeración activa ni electricidad. Los pacientes y las muestras biológicas se conservan en dewars aislados al vacío, que minimizan la transferencia de calor y sólo requieren el rellenado periódico del nitrógeno perdido por evaporación lenta.

A esta temperatura, la degradación biológica se detiene por completo. La actividad enzimática, el crecimiento microbiano y las reacciones moleculares espontáneas se detienen. Los enlaces que conforman la arquitectura del cuerpo y el cerebro permanecen intactos, preservando la información codificada en sus estructuras. Por tanto, la elección de -196 grados centígrados no es arbitraria, sino que refleja el punto en el que convergen la física, la química y la biología: donde la materia permanece estable, la información permanece intacta y el propio tiempo, para el paciente conservado, se detiene.