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Pourquoi la cryoconservation se fait-elle à -196 degrés Celsius ?

Quelle est l'importance des basses températures en cryogénie ?

Il existe une idée fausse associée à la cryogénie, à savoir que les patients sont "congelés". Cette notion provient très probablement de la télévision et du cinéma, avec des films de science-fiction décrivant des individus congelés et "dégelés" à la vie. Cependant, cela ne pourrait pas être plus éloigné de la vérité, car la formation de glace est l'ennemi numéro un de tout cryonicien ( !).

L'eau occupe un plus grand volume à l'état solide qu'à l'état liquide. À des températures inférieures à zéro, les liquides se transforment en cristaux de glace et perforent, voire brisent, les cellules. Si la médecine du futur sera probablement capable de reconstruire les tissus corporels à l'aide de technologies avancées, les dommages causés au cerveau pourraient être irréparables. C'est pourquoi la "congélation brute" n'est pas la technique que nous visons sur Tomorrow Bio, le fournisseur de services de cryoconservation humaine qui connaît la plus forte croissance. Cependant, comme les entreprises de cryogénisation utilisent de basses températures, il est compréhensible que les gens aient des doutes, alors regardons de plus près. 

Pourquoi si froid ? 

Il est arrivé dans le passé que des personnes tombées dans des eaux très froides survivent, même lorsqu'elles ont été secourues longtemps après avoir été immergées. Bien que cela semble impossible, il y a une raison scientifique à cela. Les eaux glacées abaissent la température du corps, ce qui ralentit le métabolisme au point que l'oxygène n'est plus nécessaire qu'à un rythme très réduit. Le corps est ainsi placé dans une sorte d'"animation suspendue", un concept similaire à celui utilisé en cryogénie (bien que beaucoup plus complexe). À des températures extrêmement basses, la décomposition cellulaire cesse et le corps entre dans une "pause biologique". Une fois qu'un individu entre dans cet état, il peut théoriquement être stocké indéfiniment, ce qui permet à la technologie de progresser au point de pouvoir traiter la cause du décès. 

La procédure de cryoconservation 

Une fois que le patient est déclaré légalement mort, la procédure de cryoconservation peut commencer. Tout d'abord, la température centrale du patient est abaissée à l'aide d'un mélange d'eau et de glace. Ensuite, la perfusion commence, c'est-à-dire que l'eau contenue dans le corps est remplacée par des agents cryoprotecteurs (APC), une sorte d'antigel de qualité médicale, afin de protéger les cellules des dangers tels que la formation de cristaux de glace. À environ -125°C, l'individu atteint la température dite "de transition vitreuse" et réalise ainsi la vitrification

Grâce au processus de refroidissement et de cryoconservation, les taux métaboliques sont réduits, ce qui a pour effet de stopper l'activité biologique, tout comme la personne immergée dans le lac gelé. Une fois que le patient est complètement perfusé, il est transféré dans l'installation de stockage à long terme où il est placé dans une chambre de refroidissement pendant environ une semaine. Après cette période, il est placé dans un vase de stockage cryogénique lorsque son corps atteint -196°C. Le corps du patient y est conservé jusqu'à ce qu'une réanimation soit possible à l'avenir.

Azote liquide 

L'azote est un gaz inodore, incolore et insipide dont le point d'ébullition est de -196°C et le point de congélation de -210°C. Sous sa forme liquide, l'azote a de multiples usages, comme le refroidissement des ordinateurs, l'élimination de la peau, des verrues et des cellules précancéreuses indésirables sur le corps et, bien sûr, la cryogénie. Dans la cryoconservation humaine, cet élément chimique est utilisé dans des récipients spéciaux appelés " dewars" de stockage cryogénique

Les entreprises de cryogénie (dont Tomorrow Bio) utilisent l'azote liquide pour le stockage à long terme pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il est relativement bon marché par rapport à d'autres gaz, comme le néon liquide. Le fait qu'il puisse être extrait de l'air ambiant le rend également respectueux de l'environnement - un aspect important en ce qui concerne le stockage à long terme. Enfin, l'azote liquide possède une température naturelle inférieure au point de transition du verre, où la dégradation s'arrête et où le stockage à long terme peut être maintenu. 

 

Maintien de la sécurité

Dewars de stockage cryogénique 

Les Dewars de stockage cryogénique sont des récipients sous vide de type flasque utilisés pour le transport et le stockage des cryogènes (azote liquide). Ces récipients doivent leur nom au chimiste et physicien britannique Sir James Dewar, qui a inventé en 1892 la "fiole à vide", connue sous le nom de "fiole dewar" ou "thermos". Le concept du Dewar cryogénique a des propriétés similaires à celles d'un thermos, à savoir minimiser le transfert de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur du récipient. 

 

La conception du vase de Dewar visait à maintenir la température du liquide et du matériel biologique stocké sans avoir recours à l'électricité. Le conteneur comprend deux ou plusieurs couches extérieures entre lesquelles se trouve de l'air évacué pour créer un vide. Sur le dessus, il y a un bouchon étanche et une couche métallique réfléchissante autour de la couche extérieure. La composition des trois éléments - un espace sous vide, un bouchon étanche et une couche réfléchissante - fonctionne ensemble pour empêcher le transfert de chaleur. 

 

Les Dewars sont de toutes formes et de toutes tailles et peuvent contenir des cellules et des tissus, du sperme et des embryons cryoconservés, ainsi que des patients cryoconservés. 

 

Dewars de stockage cryogénique pour la cryoconservation humaine

Tomorrow BioLes patients de l'EBF sont stockés dans le centre de soins de longue durée de l'EBF ( European Biostasis Foundation), à Rafz, en Suisse. Les patients cryoconservés sont stockés sous terre, dans l'une des zones les plus sûres du monde, avec des risques minimes d'inondation, de criminalité et de tremblement de terre pendant toute la durée du stockage.  

 

Les dewars de stockage cryogénique peuvent stocker jusqu'à quatre corps entiers pour la cryoconservation humaine. Les fournisseurs de services cryogéniques comme Tomorrow Bio utilisent généralement des dewars en acier inoxydable, car il peut résister longtemps sans se détériorer. Les dewars sont stockés dans des installations de stockage à long terme et mesurent généralement 3+ mètres de haut et 1 mètre de large. 

 

Dewar cryogénique en acier
Un des dewars de stockage cryogénique où les membres de Tomorrow Bio seront stockés après leur procédure de cryoconservation.

 

Les dewars de stockage cryogénique du corps entier sont remplis d'azote liquide jusqu'au sommet, de sorte que le corps du patient est complètement immergé. Au sommet des dewars, l'azote liquide s'évapore et se transforme en gaz. Pour remédier à ce problème, l'installation de stockage de l'EBF est régulièrement approvisionnée en azote liquide pour remplacer la quantité qui s'est évaporée. Dans les rares cas où le remplissage est impossible, les Dewars peuvent encore protéger le cerveau d'un patient pendant un mois. En effet, les patients de Tomorrow Bio sont stockés à l'envers, de sorte que si l'azote liquide s'évapore, le cerveau ne sera pas affecté, puisqu'il n'est pas exposé. 

Stockage à température intermédiaire (ITS) 

Le processus de refroidissement d'un corps à la température très froide de -196°C peut avoir ses inconvénients. Des fractures tissulaires, entre autres dommages, peuvent se produire lors d'un refroidissement important, et ces dommages pourraient compliquer la récupération à l'avenir. Le "stockage à température intermédiaire" est le stockage à long terme des patients cryogéniques à une température plus chaude que -196°C et plus froide que la température de transition vitreuse (environ -125°C). Le stockage du corps à une température d'environ -130°C permet d'éviter la fracture des tissus.  

 

Cependant, si l'ITS présente des avantages, pourquoi n'employons-nous pas plutôt ce système ? 

 

L'ITS présente quelques complications. Tout d'abord, les systèmes ITS ne sont remplis que d'environ 120 litres d'azote liquide, au lieu d'être remplis à ras bord comme les réservoirs de stockage traditionnels. Le liquide ne suffit que pour environ 5 jours de stockage à une température de -140°C, et doit donc être rempli beaucoup plus régulièrement. De plus, les dewars ITS consomment deux fois plus d'azote liquide que les méthodes traditionnelles, qui nécessitent des ressources et des contrôles supplémentaires pour garantir une température stable, ce qui en fait un système moins fiable et moins sûr. 

 

Bien que l'on pense que le stockage ITS pourrait permettre une cryoconservation de meilleure qualité, il implique toujours une maintenance complexe et des coûts d'entretien plus élevés, ce qui explique pourquoi Tomorrow Bio n'y a pas recours pour le moment. De plus, un système de stockage totalement stable et fonctionnel n'a pas encore été mis au point. Tant que l'azote liquide restera l'option la plus sûre et la plus abordable, Tomorrow Bio continuera à l'utiliser. Cependant, nous travaillons activement à la construction de Dewars ITS et nous les proposerons dès que cette option aura été développée et perfectionnée au fil du temps. 

La cryogénie, le froid et l'environnement 

Quand on pense à l'avenir et au renouveau, on espère que la terre sera un endroit où il fera bon vivre. Les choix que les personnes et les entreprises font aujourd'hui ont tous un impact sur l'aspect que prendra notre planète à l'avenir. Tomorrow Bio en est conscient et fait ce qu'il peut pour contribuer à un monde vivable. Aujourd'hui, les architectes et les urbanistes optimisent les espaces urbains en adoptant une architecture et des infrastructures modernes qui améliorent la qualité de vie des communautés. Les logements urbains adoptent une approche axée sur la communauté en utilisant des toits et des murs libres pour accroître l'efficacité énergétique et la qualité de l'air. L'ajout de verdure dans les espaces publics, comme la plantation d'arbres pour éviter les "îlots de chaleur" pendant les mois d'été, rendrait la vie à l'extérieur plus agréable. Les écologistes et les chercheurs travaillent également à des solutions durables pour la planète. Investir dans les énergies durables, mettre en place de nouvelles infrastructures routières et adopter de nouvelles pratiques agricoles, comme l'agriculture verticale, sont autant d'initiatives passionnantes qui pourraient ouvrir la voie à un avenir radieux.  

Alors que les scientifiques s'efforcent de faire de cet environnement futuriste une réalité aujourd'hui, les sociétés de cryogénie s'efforcent de faire en sorte que leurs membres revivent pour le voir. Les dewars de stockage cryogénique d'EBF n'ont pas besoin d'électricité pour stocker nos patients indéfiniment, ce qui en fait une solution à long terme pour l'entreprise et pour nos patients. 

Pour créer la substance réfrigérante, l'azote liquide, les scientifiques compriment l'air et le divisent en ses composants individuels, l'azote et l'oxygène. Bien que ce processus consomme de l'énergie, il permet d'obtenir une ressource renouvelable et incroyablement durable. Comme toujours, nos recherches progressent au même rythme que notre technologie. Si nous trouvons une méthode meilleure et plus respectueuse de l'environnement pour préserver les patients, nous changerons peut-être nos protocoles, mais pour l'instant, c'est celui qui laisse la plus petite empreinte environnementale derrière lui. 

Conclusion

À l'heure actuelle, l'azote liquide reste la meilleure option pour les procédures de cryoconservation. Cela dit, nous sommes toujours en train de rechercher, de développer et d'apprendre de nouvelles façons d'améliorer nos procédures afin qu'une renaissance optimale soit disponible à l'avenir. En tant que société de cryogénie à la croissance la plus rapide en Europe, Tomorrow Bio est à l'avant-garde des nouvelles découvertes pour garantir que ses membres reçoivent le meilleur service possible. 

Si vous êtes intéressé par le monde de la cryogénie et que vous cherchez à en savoir plus, pourquoi ne pas consulter notre page Tomorrow Insight, remplie d'excellents articles pour mieux comprendre ce que nous faisons ici ! Sinon, n'hésitez pas à nous rejoindre sur Discord pour discuter de tout ce qui concerne la cryogénisation !

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