La crionica ha esattamente un problema chimico irreversibile da risolvere, ed è proprio in questa fase che viene risolto. L’acqua presente nel corpo del paziente deve essere sostituita con un antigelo medico, in modo uniforme, prima che il corpo venga raffreddato. L’acqua che rimane si congelerà formando dei cristalli. I cristalli distruggono proprio le strutture che stiamo cercando di preservare. La squadra di primo intervento ha guadagnato tempo. La fase chirurgica è quella in cui quel tempo viene impiegato per ottenere l’unica cosa che rende la conservazione a lungo termine davvero utile: un corpo che possa trasformarsi in vetro invece che in ghiaccio.
Si tratta di un vero e proprio intervento chirurgico con un vero e proprio sistema di tubature, eseguito in un’unità mobile specializzata attrezzata per la perfusione crioprotettiva. È proprio nei dettagli che sta la qualità della conservazione, quindi vale la pena esaminarli uno per uno.
Vetro, non ghiaccio: a cosa serve davvero l'intervento
L'intera procedura serve proprio a rendere possibile la vitrificazione. Con il congelamento normale, il ghiaccio si forma soprattutto fuori dalle cellule: questo concentra i soluti rimasti all'interno, fa uscire l'acqua dalle cellule e schiaccia tutto ciò che si trova tra i cristalli in formazione. Il modo per ovviare a questo problema è perfondere il corpo con agenti crioprotettivi (CPA). Questi sostituiscono gran parte dell’acqua presente nel corpo. Quando il tessuto viene raffreddato, assume uno stato simile al vetro senza alcun cristallo. Questa è la differenza tra preservare una struttura e distruggerla, ed è anche il motivo per cui questa fase è distinta dalla fissazione chimica: l’obiettivo è un paziente vitrificabile, non uno congelato chimicamente.
Premessa: dare un’occhiata all’orologio che la prima squadra si è lasciata alle spalle
Prima che qualcuno pratichi un’incisione, l’équipe chirurgica esamina la documentazione del primo intervento: l’ora del decesso legale, il profilo di raffreddamento, la cronologia della stabilizzazione e quanto tempo il paziente sia già stato esposto all’ischemia. Prima che qualcuno pratichi un’incisione, l’équipe chirurgica esamina la documentazione del primo intervento. Questo significa l’ora del decesso legale, il profilo di raffreddamento e la cronologia della stabilizzazione. Significa anche quanto tempo il paziente sia già stato esposto all’ischemia. L’ischemia a caldo, prima che inizi il raffreddamento, danneggia i tessuti velocemente. L’ischemia a freddo, invece, si accumula molto più lentamente. Questi dati non sono solo burocrazia; dicono all’équipe con cosa hanno a che fare e quanto deve essere aggressiva la perfusione. La temperatura del paziente dovrebbe già rientrare nei limiti previsti dal protocollo, visto che è stato raffreddato intensamente durante il primo intervento e la stabilizzazione, e l’accesso vascolare è già pronto.
La procedura, passo dopo passo
La perfusione in sé è una sequenza controllata e monitorata, non una singola iniezione di liquido:
- Cannulazione. Si selezionano e si accedono ai vasi principali, quindi si crea un circuito di perfusione chiuso con monitoraggio del flusso e della pressione e raccolta dei rifiuti. Chiuso, perché bisogna tenere d’occhio ogni variabile.
- Lavaggio iniziale. Il sangue viene sostituito con un perfusato di base. Questo elimina i coaguli, lava via i prodotti di scarto metabolici e stabilizza il volume dei liquidi, così il corpo è come una tela pulita prima che venga iniettato l’antigelo.
- Rampa crioprotettiva. Il CPA viene introdotto in modo graduale, aumentando la concentrazione passo dopo passo anziché tutta in una volta. Questa è la parte più delicata: se la concentrazione sale troppo in fretta, le cellule subiscono uno shock osmotico, perché l’acqua viene loro sottratta troppo rapidamente. Di solito, la temperatura di perfusione viene abbassata gradualmente in parallelo. Alle concentrazioni di vitrificazione, i CPA sono abbastanza tossici da rappresentare uno dei principali fattori limitanti del settore. Tale tossicità diminuisce man mano che il tessuto si raffredda.
- Monitoraggio della temperatura e del flusso. Durante tutto il processo, il team mantiene portate e pressioni target adeguate alle dimensioni e alle condizioni del vaso. Controlla che il raffreddamento sia uniforme. Controlla che la concentrazione di CPA all’uscita aumenti fino a eguagliare quella in entrata. Controlla inoltre eventuali variazioni della resistenza vascolare che potrebbero segnalare un problema. La concentrazione in uscita viene misurata con un rifrattometro sull’effluente venoso, poiché l’indice di rifrazione riflette la concentrazione del crioprotettore con sufficiente precisione da consentire di regolare la rampa in tempo reale.
- Fase finale. La perfusione si interrompe quando l’effluente indica che una quantità sufficiente di CPA ha saturato il tessuto e che il sistema vascolare ha raggiunto l’equilibrio. I punti di accesso vengono sigillati e il paziente viene preparato per il raffreddamento controllato.
Dove si può andare storto, sinceramente
Calibrazione piuttosto che rassicurazione: questa fase va bene, non è perfetta, e vale la pena individuare le modalità di fallimento. La tossicità del CPA aumenta con la temperatura, ed è proprio per questo che la perfusione viene effettuata a freddo, accettando una certa tossicità come prezzo da pagare per evitare la formazione di ghiaccio. L’integrità vascolare è l’altro vincolo che pesa. La perfusione può raggiungere solo i tessuti a cui i vasi sanguigni riescono a trasportarla. Coaguli, danni o ischemia pregressa possono lasciare una zona che il circuito non riesce a rifornire. Quella zona rimane sottoposta a perfusione insufficiente, ed è proprio lì che in seguito si manifestano i danni da ghiaccio. Questa è una delle principali sfide tecniche per una conservazione di alta qualità, e il monitoraggio in tempo reale serve proprio a individuare le irregolarità finché è ancora possibile correggerle.
La versione onesta della scommessa è questa. La perfusione non sarà perfettamente uniforme. Il crioprotettore non è del tutto innocuo. La scommessa è che il danno metta a dura prova il tessuto, ma lasci intatte le informazioni contenute nella struttura del cervello. La riparazione futura potrà quindi partire da una struttura preservata. È lo stesso ragionamento basato sul valore atteso che sta alla base della biostasi nel suo complesso, applicato al tavolo operatorio.
Il risultato
Al termine della procedura, i tessuti del paziente, soprattutto quelli neurali, sono saturi di una soluzione adatta alla vetrificazione, la sostituzione dei fluidi è completa e il paziente è pronto per il raffreddamento controllato fino alla temperatura di conservazione. Da qui il percorso prosegue verso la struttura di conservazione a lungo termine. Lì lo stato vetroso reso possibile da questo intervento viene mantenuto stabile, in linea di principio, a tempo indeterminato.
Questo intervento è il momento in cui il corpo smette di essere qualcosa destinato a marcire e diventa qualcosa che può trasformarsi in vetro; tutto ciò che viene prima è preparazione e tutto ciò che viene dopo è pazienza.