Capitolo 2: La crionica nella pratica

I pazienti crioconservati vengono conservati nei cosiddetti "dewar di stoccaggio criogenico" che, volendo semplificare molto, potrebbero essere paragonati più a un thermos che a un congelatore.

‍

Come funziona?

I dewar per lo stoccaggio criogenico sono contenitori sottovuoto utilizzati per il trasporto e lo stoccaggio di criogeni, che nel nostro caso specifico è l'azoto liquido. Questi contenitori prendono il nome da Sir James Dewar, un chimico e fisico britannico che nel 1892 inventò il "pallone sottovuoto", noto anche come "pallone di Dewar" o "thermos".

Se ci pensi, è davvero impressionante quello che può fare un thermos. Potresti passare ore e ore sdraiato al sole e la tua bevanda rimarrebbe ben fredda. Potresti anche trovarti all'aperto in una giornata molto fredda, indossando una giacca calda e dei guanti, e gustare comunque un sorso di tè caldo e delizioso dal tuo thermos. Ma come è possibile?

 Sia i thermos che i dewar criogenici sono progettati in modo da ridurre al minimo il trasferimento di calore. Questo permette di mantenere la temperatura dei liquidi e dei materiali biologici conservati senza l'utilizzo di energia elettrica.

‍

La fisica di un Dewar a stoccaggio criogenico

Il design di un thermos non è molto complicato. Si tratta di un contenitore con due o più strati esterni di aria evacuata tra gli strati, creando un vuoto. Di solito c'è anche un tappo molto stretto sulla parte superiore e uno strato metallico riflettente intorno allo strato esterno.

Questi tre elementi, un'intercapedine di vuoto, un tappo a tenuta stagna e uno strato riflettente, impediscono complessivamente il trasferimento di calore. Lo spazio sottovuoto impedisce la conduzione perché è privo di molecole che potrebbero spostare il calore dall'esterno all'interno. Grazie al tappo, l'aria non può entrare o uscire liberamente dal contenitore, quindi la convezione non avviene. Lo strato riflettente agisce contro le radiazioni.

Tecnicamente, un thermos e un dewar per la conservazione criogenica sono abbastanza simili. La differenza è che quest'ultimo è specializzato per i liquidi a temperature molto basse. Inoltre, un dewar è in genere molto più grande di un thermos, soprattutto quando viene utilizzato per conservare persone crioconservate.

‍

L'adattamento dei Dewar di stoccaggio criogenico per la crionica

I dewar per lo stoccaggio dei materiali criogenici sono disponibili in diverse forme e dimensioni. Le loro dimensioni dipendono dallo scopo per cui sono necessari, ovvero il trasporto e la conservazione dei prodotti criogenici. Quelli adatti possono essere utilizzati anche per la crioconservazione.

I dears possono contenere colture cellulari e tessuti crioconservati, sperma ed embrioni che possono essere utilizzati con successo una volta riscaldati. Infine, i dewar per lo stoccaggio criogenico possono contenere pazienti crioconservati. In questo caso, si tratta dell'intero corpo o solo del cervello.

I fornitori di servizi di crionica, come Tomorrow.bio, utilizzano in genere un dewar in acciaio inossidabile che può resistere per un periodo di tempo significativo senza deteriorarsi. Questi vengono conservati e monitorati nella struttura di conservazione a lungo termine. I dewar a corpo intero più comuni misurano circa 3 metri in altezza e 1 metro in larghezza. Possono contenere fino a 4 persone a corpo intero. Di solito, i pazienti neuro sono conservati in unità specifiche in una colonna al centro del dewar.

‍

Perdita di azoto liquido

Come avrai notato con il tuo thermos, alla fine l'acqua si scalda. Se si tratta di un thermos di alta qualità, potrebbe volerci un po' di tempo in più, ma alla fine il risultato sarà inevitabile.

Un dewar criogenico non è molto diverso, anche se la tecnologia è molto avanzata e il trasferimento di calore è minimo. Il motivo principale è che il dewar è dotato di un coperchio. Senza un coperchio, sarebbe più facile creare un perfetto isolamento termico. Tuttavia, questo renderebbe molto difficile spostare i pazienti crioconservati all'interno e all'esterno.

L'azoto liquido, il fluido utilizzato nella crionica, ha un punto di ebollizione molto più basso della temperatura ambiente. Si trova in forma liquida e solo a una temperatura di -196 gradi Celsius. Ciò significa che, senza particolari accorgimenti, questa sostanza si trasformerebbe normalmente in gas e si disperderebbe nell'aria. Detto questo, una piccola parte dell'azoto liquido contenuto in un dewar di stoccaggio criogenico finirà per riscaldarsi, bollire e trasformarsi in gas. È importante che il dewar abbia un sistema che permetta al gas di "uscire". Se ciò non accadesse, la pressione lo farebbe esplodere e noi non vogliamo assolutamente che ciò accada!

Qualsiasi dewar di stoccaggio criogenico che conservi campioni biologici per un certo periodo di tempo dovrà essere riempito. Questo riempimento non deve essere fatto spesso, ma incide sui costi di qualsiasi crioconservazione, che dovrebbe durare per un lungo periodo di tempo. Nel caso della crionica, gli operatori di una struttura di stoccaggio sono soliti riempire settimanalmente i vasi di stoccaggio criogenico. Tuttavia, questo avviene più che altro per motivi di sicurezza. Tuttavia, l'uso dell'azoto liquido è, per ora, il modo più pratico, ecologico ed economico per conservare i pazienti crioconservati.

‍

I pazienti all'interno di un dewar criogenico sono conservati a testa in giù per motivi di sicurezza. Come spiegato in precedenza, è probabile che un po' di azoto liquido esca dal dewar con il tempo. Poiché oggi la ricerca afferma che tutte le informazioni che rendono una persona ciò che è sono conservate nel cervello, è necessario proteggerlo a tutti i costi. Poiché il cervello è conservato sul fondo del dewar, è altamente improbabile, anche nelle circostanze più estreme e imprevedibili, che venga intaccato da una perdita di azoto liquido.