Quelle est la différence entre la congélation et la vitrification ?

Lorsque l'on parle de cryogénisation à quelqu'un qui n'est pas familier avec le sujet, sa première réaction est généralement : "Alors, vous congelez les gens ?". C'est l'une des idées fausses les plus répandues. La cryogénie ne congèle pas les gens, c'est même la dernière chose que nous voulons faire. Les patients sont vitrifiés, un processus différent de la congélation. Examinons la différence entre les deux.

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Processus de congélation

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Comment fonctionne la congélation

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Pour comprendre cela, il faut savoir ce qui se passe lorsque l'eau gèle. À 0 degré Celsius, des cristaux de glace commencent à se former. L'eau reste à cette température pendant que ces cristaux grossissent. C'est pourquoi l'eau se dilate lorsqu'elle gèle, c'est-à-dire que son volume augmente de 9 %. Mais pourquoi en est-il ainsi ?

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Une molécule d'eau est composée d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène,_H2O. Les deux atomes d'hydrogène créent une charge négative, tandis que l'atome d'oxygène crée une charge positive. Lorsque plusieurs molécules d'eau s'approchent les unes des autres, les charges positives d'une molécule s'attachent aux charges négatives d'une autre. C'est ce qui donne à l'eau sa structure distinctive et ses propriétés telles que la tension superficielle, par exemple. À l'état liquide, ces molécules peuvent se déplacer librement. Toutefois, à mesure que la température baisse, leur mouvement diminue et elles perdent de l'énergie. Lorsque la température atteint 0 degré Celsius, les molécules prennent une forme plus fixe.

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Comment la congélation affecte-t-elle l'organisme ?

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Maintenant que nous avons défini ce qui arrive aux molécules d'eau lorsqu'elles gèlent, nous devons comprendre comment ce processus fonctionne sur un corps. Pour ce faire, nous devons décomposer les composants de base d'un corps.

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Le corps humain est un organisme complexe composé d'un seul système. Ce système peut toutefois être décomposé en 4 structures :

• Cellules
• Tissus
• Organes
• Systèmes (10 structures telles que le squelette, le système nerveux, le système musculaire, etc.)

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Les tissus vivants, qui sont un groupe de cellules ayant une structure et une fonction similaires, sont principalement constitués d'eau. Toutefois, l'eau présente dans le corps fait également partie d'autres solutions avec d'autres molécules. Lorsque la température baisse et que les molécules d'eau commencent à geler, elles commencent à pousser d'autres molécules dans une solution concentrée.

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En outre, des cristaux d'eau se forment à l'extérieur des cellules. Les cellules se déshydratent et rétrécissent. Elles sont alors pressées contre les cristaux de glace qui se forment, ce qui peut endommager davantage la structure cellulaire et les tissus. Vous pouvez observer ce phénomène à plus petite échelle lorsque vous sortez un aliment du congélateur et que vous le laissez décongeler. Vous remarquerez qu'il devient plus pâteux. Cela s'explique par les dommages causés par les cristaux de glace à la structure cellulaire, qui se rompent et perdent leur forme.

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Maintenant, au lieu d'une carotte ou d'un morceau de brocoli, imaginez ce que cela pourrait faire à une personne. Les structures cellulaires à l'intérieur du corps ne pourraient pas conserver leur forme une fois décongelées à cause de ces cristaux de glace. Si une personne était congelée, son corps devrait subir d'importantes réparations cellulaires pour pouvoir fonctionner à nouveau. C'est pourquoi la cryogénisation consiste à vitrifier les patients.

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Processus de cryoconservation

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Qu'est-ce que la vitrification ?

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La vitrification est le processus de transformation d'un objet (ou d'un être vivant) en un état semblable au verre, sans formation de cristaux de glace. Pour ce faire, on refroidit l'objet ou la personne jusqu'à ce qu'ils atteignent une température d'environ -125 degrés Celsius. Pour y parvenir chez l'homme, les molécules d'eau du corps sont remplacées par un type d'antigel de qualité médicale appelé agent cryoprotecteur (ACP).

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Dans la cryoconservation humaine, les CPA sont perfusés dans le corps pour remplacer le sang. Cela permet également d'extraire l'eau des cellules. Avec les molécules d'eau restantes, les CPA forment un bouclier protecteur autour d'elles, les empêchant de se regrouper et de former de la glace à l'intérieur du patient. Les cryoprotecteurs protègent le corps lorsqu'il traverse la température de transition vitreuse, qui est d'environ -120 degrés Celsius. À ce stade, le patient est maintenant vitrifié et toute activité biologique est si lente qu'elle semble avoir cessé.

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Cryogénie et vitrification - ce que nous faisons réellement

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Lorsqu'un patient est cryoconservé, le corps doit être refroidi rapidement afin de réduire les lésions ischémiques du cerveau. Pour ce faire, notre équipe de standby (SST), après le décès légal du patient, s'efforcera de stabiliser le patient sur place. Cela consiste en trois étapes clés :

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• Assistance cardio-pulmonaire (CPS) --> Elle permet la circulation du sang et des médicaments lorsqu'ils sont administrés afin de prévenir les lésions ischémiques et d'améliorer le taux de refroidissement externe.
• Induction de l'hypothermie--> On y parvient en plaçant le patient dans un bain de glace portable afin d'obtenir un refroidissement rapide. Cependant, le patient ne doit pas être refroidi en dessous de 0 degré Celsius.
• L'administration de médicaments doit commencer immédiatement afin de faciliter la procédure de standby et de profusion.‍

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Sur place, une fois le patient stabilisé, l'équipe de standby procède à la cryoconservation sur le terrain. La cavité thoracique est accessible par voie chirurgicale et l'aorte et la veine cave sont canulées pour relier le patient au système de perfusion, de sorte que la perfusion de CPA puisse commencer. Le CPA est perfusé lentement avec une concentration croissante, en refroidissant le patient à l'intérieur et en le protégeant contre la formation de glace jusqu'à ce que la concentration désirée soit atteinte. Une fois que le patient a été complètement perfusé avec la concentration la plus élevée de CPA, l'équipe de standby peut alors le transporter vers le centre de stockage à long terme.

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Pour la phase finale de la procédure, à l'arrivée dans le centre de stockage à long terme, le corps sera encore refroidi à l'intérieur d'une chambre de refroidissement. Celle-ci refroidira le patient sur une période de plusieurs jours ou semaines jusqu'à ce qu'il atteigne -196 degrés Celsius. Une fois que le patient a atteint cette température finale, il est placé dans un dewar, une fiole sous vide spécialisée dans la cryogénie. Dans cet état de vitrification, le patient peut être conservé dans le centre de stockage à long terme indéfiniment, jusqu'à ce qu'une réanimation soit possible.

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Conclusion

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Alors que la congélation et la vitrification concernent des températures froides, les réactions chimiques pendant le refroidissement sont très différentes. C'est souvent de là que vient l'idée fausse.

Cependant, la cryogénie ne veut pas congeler un patient. La congélation endommagerait le corps du patient au point qu'il faudrait procéder à des réparations cellulaires importantes avant de pouvoir envisager une réanimation. C'est pourquoi les fournisseurs de services de cryoconservation tels que Tomorrow.bio utilisent la vitrification comme principal moyen de refroidissement du corps. Il s'agit de s'assurer que le patient est dans un état qui facilite une réanimation future avec un minimum de dommages pour le corps.

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Ainsi, la prochaine fois que quelqu'un vous dira "Oh, la cryogénisation. Ce n'est pas la congélation des personnes décédées ?", vous pourrez lui expliquer la différence.

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