La perfusion cryoprotectrice ne consiste pas à remplacer chaque molécule d'eau du corps. Il s'agit d'une tentative contrôlée de distribuer une solution concentrée à travers le système vasculaire.
L'objectif est de supprimer la formation de glace pendant le refroidissement, tout en limitant le stress osmotique, la toxicité chimique et les lésions mécaniques.
Pourquoi les cryoprotecteurs sont nécessaires
Refroidir un tissu biologique sans protection suffisante produit généralement de la glace. Sa formation redistribue l'eau et les solutés, déforme les tissus et peut endommager les membranes ainsi que la structure extracellulaire.
Les agents cryoprotecteurs réduisent la formation de glace et rendent la vitrification possible à des vitesses de refroidissement atteignables.
La vitrification consiste à former un solide amorphe plutôt qu'un cristal. C'est un état physique, non la preuve que chaque cellule reste viable.
Le cadre scientifique moderne s'est constitué à partir d'un article de 1984 paru dans Cryobiology, consacré à la vitrification.
Accès vasculaire, rinçage et circulation
La voie chirurgicale dépend du protocole et de l'état du patient. Les gros vaisseaux sont canulés pour créer une entrée et une sortie pour le perfusat.
Une solution porteuse froide circule d'abord pour évacuer le sang, maintenir le pH et le volume, et préparer le réseau vasculaire à recevoir le cryoprotecteur.
Parler d'un terrain vierge serait trompeur. Caillots existants, œdèmes, athérosclérose, traumatismes et lésions vasculaires postmortem restent bien présents dans le système.
Pression, débit et température doivent être surveillés ensemble. Une pression plus élevée peut améliorer la distribution, mais une pression excessive peut aggraver l'œdème ou endommager les vaisseaux.
Pourquoi la concentration augmente progressivement
Une exposition brutale à un cryoprotecteur concentré crée d'importants gradients osmotiques. Les cellules peuvent se rétracter rapidement, et les tissus peuvent être lésés même en l'absence de glace.
Les protocoles augmentent donc la concentration par paliers tout en maintenant des températures basses. Des températures plus basses réduisent généralement la vitesse des réactions et la toxicité, mais modifient aussi la viscosité et l'écoulement du fluide.
Les échantillons prélevés en entrée et dans l'effluent veineux peuvent être mesurés par réfractométrie. Leur convergence suggère que le fluide circulant s'approche de la concentration cible.
Cela ne prouve pas une concentration uniforme à l'intérieur de chaque tissu. Le perfusat suit les vaisseaux, et l'accès vasculaire peut être inégal.
Le point final reste une estimation
La perfusion s'achève lorsque les cibles du protocole en matière de concentration, de température, de pression, de débit et de durée d'exposition sont atteintes, ou lorsque la poursuite de la circulation ne présente plus d'utilité.
La formulation honnête n'est pas « le patient est parfaitement vitrifié ». C'est plutôt : « les mesures disponibles confirment un certain niveau et une certaine distribution de cryoprotection ».
Tomorrow.bio pratique la cryoprotection sur le terrain avant tout transport longue distance. Sa présentation publique du processus indique que le cryoprotecteur est introduit progressivement après la stabilisation.
L'utilisation d'une formulation VM-1 optimisée est également décrite publiquement. Un récent rapport de recherche de l'EBF documente des travaux de validation en cours après une ischémie postmortem simulée.
Ce qui peut encore mal se passer
Un accès vasculaire de mauvaise qualité peut laisser certaines régions sous-perfusées. Les cryoprotecteurs peuvent être toxiques. Les gradients de température et osmotiques peuvent endommager les tissus.
Ces compromis ne montrent pas que la perfusion serait vaine. Ils expliquent pourquoi la qualité du protocole doit être mesurée et non simplement supposée.
Après la perfusion, le patient passe à l'étape du transport puis à un refroidissement contrôlé jusqu'à la transition vitreuse.
Une imagerie par tomodensitométrie ultérieure peut permettre d'évaluer certains aspects de la distribution du cryoprotecteur et de la formation de glace, comme l'expliquent les contrôles qualité en biostase.
En résumé : la perfusion remplace le sang et l'eau par une solution cryoprotectrice diffusée via la circulation. La procédure doit équilibrer la prévention de la glace avec la toxicité, le stress osmotique et une distribution inégale.
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