لوگو-هوم-200x3000

فرایند بنیاد الکور با نیتروژن مایع

نیتروژن مایع کرایونیک

بنیاد تداوم بخشیدن به طول عمر آلکور (Alcor Life Extension Foundation) که به اختصار آلکور نامیده می‌شود، یک سازمان غیرانتفاعی آمریکایی مستقر در اسکاتسدیل، آریزونا است. این سازمان در زمینه سرمازیستی فعالیت دارد و با استفاده از نیتروژن مایع، اقدام به انجماد اجساد و مغز انسان پس از مرگ می‌کند. هدف از این فرآیند، امید به بازگرداندن افراد به زندگی در آینده، با پیشرفت دانش و تکنولوژی است. تا تاریخ ۳۰ آوریل ۲۰۲۱، آلکور ۱۸۳۲ عضو ثبت‌شده داشته که از این تعداد، ۱۸۲ نفر جان خود را از دست داده‌اند و روی اجساد آنها فرآیندهای سرمازیستی انجام شده است. از این میان، ۱۱۶ جسد تنها شامل سر افراد بوده و در این مرکز نگهداری می‌شوند. علاوه بر خدمات ارائه‌شده برای انسان‌ها، آلکور خدمات مشابهی را برای حیوانات خانگی نیز فراهم کرده است. تا تاریخ ۱۳ فوریه ۲۰۰۹، ۳۳ جسد حیوان خانگی در این سازمان نگهداری شده‌اند.

کرایونیک، علمی نوظهور در زمینه حفاظت از بافت‌ها و ارگان‌های زنده در دماهای فوق پایین است. بنیاد الکور به عنوان یکی از پیشگامان این علم، از نیتروژن مایع برای انجماد و نگهداری بدن یا مغز افرادی استفاده می‌کند که پس از مرگ بالینی ثبت شده‌اند، با این هدف که در آینده، فناوری‌های پیشرفته پزشکی امکان احیای آنان را فراهم آورند.

نیتروژن مایع و نقش آن در کرایونیک

نیتروژن مایع که در دمای بحرانی ۷۷ کلوین (-۱۹۶ درجه سلسیوس) به مایع تبدیل می‌شود، یکی از پایدارترین و اقتصادی‌ترین روش‌های ایجاد دماهای فوق پایین است. این ماده برای کرایونیک حیاتی است، زیرا:

پایدارسازی دما: دمای فوق پایین نیتروژن مایع می‌تواند فعالیت‌های زیستی را به طور کامل متوقف کند، از جمله تجزیه سلولی و واکنش‌های شیمیایی که منجر به فساد می‌شوند.

جلوگیری از تشکیل کریستال‌های یخ: با استفاده از نیتروژن مایع، امکان شکل‌گیری کریستال‌های مخرب یخ در داخل و اطراف سلول‌ها از بین می‌رود، که این امر از آسیب به بافت‌ها جلوگیری می‌کند.

مراحل کامل فرایند کرایونیک در بنیاد الکور

مرگ بالینی و شروع فرایند کرایونیک

نیتروژن مایع کرایونیک

کرایونیک تنها پس از اعلام رسمی مرگ بالینی آغاز می‌شود. در این مرحله: تیم‌های ویژه الکور در کنار بیمار حاضر می‌شوند تا بلافاصله پس از توقف ضربان قلب و تنفس، بدن را تحت شرایط ویژه‌ای آماده کنند. به سرعت اکسیژن و خون به مغز رسانده می‌شود تا از آسیب‌های ناشی از هیپوکسی (کمبود اکسیژن در مغز) جلوگیری شود.

خنک‌سازی اولیه

در این مرحله، بدن به تدریج خنک می‌شود :بدن درون یک محفظه سردکننده قرار می‌گیرد که از یخ خشک یا آب‌نمک یخ‌زده برای کاهش دما تا ۰ درجه سلسیوس استفاده می‌شود. این کار باعث کاهش فعالیت‌های شیمیایی در بدن و کاهش سرعت تجزیه بافت‌ها می‌شود.

تزریق مواد ضدیخ زیستی (Cryoprotectants)

یکی از حیاتی‌ترین مراحل در کرایونیک، جایگزینی خون و مایعات بدن با محلول‌های ویژه‌ای است که از تشکیل کریستال‌های یخ جلوگیری می‌کنند: محلول‌های ضدیخ زیستی مانند گلیسرول و DMSO از طریق پمپ‌های خاص به داخل عروق تزریق می‌شوند. این فرایند باید به صورت دقیق و کنترل‌شده انجام شود تا تعادل اسمزی سلول‌ها حفظ شده و از آسیب ناشی از ورود یا خروج سریع مایعات جلوگیری شود. در این مرحله، بدن به حالت ویتریفیکاسیون (Vitrification) می‌رسد، که طی آن مایعات بدن به یک حالت شبیه شیشه تبدیل می‌شوند و یخ نمی‌زنند.

کاهش تدریجی دما تا دمای نیتروژن مایع

پس از تزریق مواد ضدیخ، بدن به تدریج به دمای نیتروژن مایع (-۱۹۶ درجه سلسیوس) رسانده می‌شود: این کاهش دما به صورت مرحله‌ای و بسیار آهسته انجام می‌شود (معمولاً طی چند روز)، تا تنش‌های حرارتی به بافت‌ها وارد نشود. از تجهیزات کامپیوتری پیشرفته برای نظارت بر کاهش دما و جلوگیری از آسیب‌های ساختاری استفاده می‌شود.

 نگهداری در نیتروژن مایع

بدن یا مغز فرد درون محفظه‌های مخصوصی به نام دیور (Dewar) قرار می‌گیرد: این مخازن از فولاد ضدزنگ ساخته شده‌اند و با لایه‌ای از عایق خلأ محافظت می‌شوند. نیتروژن مایع درون این مخازن به صورت مداوم تجدید می‌شود تا دما به طور پایدار حفظ شود. هر دیور می‌تواند چندین بدن یا مغز را در خود جای دهد، که به صورت عمودی درون محفظه قرار می‌گیرند.

چیدمان بدن‌ها در مخزن:

بدن‌ها یا مغزها به صورت عمودی درون دیور قرار می‌گیرند. سر فرد معمولاً به سمت پایین قرار می‌گیرد تا در صورت تبخیر بخشی از نیتروژن مایع، قسمت مغز (که حساس‌ترین بخش است) همچنان در دمای پایین بماند.

مدیریت نیتروژن مایع:

سطح نیتروژن مایع در مخازن به صورت دوره‌ای بررسی و پر می‌شود تا دما ثابت بماند. نیتروژن مایع به طور طبیعی تبخیر می‌شود، اما سیستم‌های خودکار و دستی برای شارژ مجدد مخازن وجود دارند.

فناوری‌های کلیدی مورد استفاده در بنیاد الکور

نیتروژن مایع: ستون اصلی کرایونیک

نیتروژن مایع کرایونیک

ویژگی‌های فیزیکی:
نیتروژن مایع ماده‌ای بی‌بو، بی‌اثر و غیرسمی است که در دمای -۱۹۶ درجه سلسیوس مایع می‌شود. این دما برای جلوگیری از تجزیه زیستی و حفظ ساختارهای سلولی ایده‌آل است.

مزایا: پایداری دمایی در بلندمدت ، دسترسی آسان و هزینه نسبی پایین ، بی‌اثر بودن از نظر شیمیایی و ایمنی بالا

مواد ضدیخ زیستی

ترکیبات ضدیخ زیستی نقش حیاتی در محافظت از سلول‌ها دارند، زیرا کریستال‌های یخ در دماهای زیر صفر می‌توانند به غشاهای سلولی آسیب برسانند.

این مواد به طور خاص طراحی شده‌اند تا از آب موجود در داخل و اطراف سلول‌ها جایگزین شوند و حالت شیشه‌ای ایجاد کنند.

سیستم‌های کنترل دما و فشار

مخازن دیور مجهز به سنسورهای پیشرفته‌ای هستند که به صورت مداوم دما، فشار و سطح نیتروژن مایع را پایش می‌کنند.

در صورت هرگونه نوسان دمایی، سیستم‌های هشدار فعال می‌شوند تا به تیم نگهداری اطلاع داده شود.

چالش‌ها در فرایند کرایونیک

  1. آسیب‌های ناشی از انجماد
    حتی با وجود مواد ضدیخ زیستی، تنش‌های مکانیکی و شیمیایی ممکن است به غشاهای سلولی آسیب برساند. تحقیقات روی بهبود ترکیبات ضدیخ زیستی همچنان ادامه دارد.
  2. احیای بدن یا مغز در آینده
    فناوری کرایونیک هنوز هیچ تضمینی برای احیای بدن یا مغز افراد ارائه نکرده است. اما پیشرفت‌های سریع در بیوتکنولوژی، نانوتکنولوژی و مهندسی بافت امیدهایی را ایجاد کرده است.
  3. هزینه‌های عملیاتی بالا
    نگهداری بلندمدت بدن‌ها در نیتروژن مایع نیازمند مصرف مداوم انرژی، نیتروژن و نیروی انسانی است که هزینه‌های زیادی به همراه دارد.
  4. چالش‌های اخلاقی و حقوقی
    آیا انجماد بدن انسان با هدف احیا در آینده از نظر اخلاقی و حقوقی قابل توجیه است؟ این موضوع یکی از بحث‌برانگیزترین جنبه‌های کرایونیک است.

آینده فناوری کرایونیک

فناوری کرایونیک هنوز در مراحل ابتدایی خود است، اما پیشرفت‌های علمی در زمینه‌هایی مانند بیوانجینیری و نانوفناوری می‌توانند این روش را به یک راهکار عملی تبدیل کنند. بنیاد الکور در تلاش است تا با توسعه مواد جدید، کاهش هزینه‌ها و بهینه‌سازی فرآیندها، راه را برای استفاده گسترده‌تر از کرایونیک هموار کند. نیتروژن مایع همچنان بخش جدایی‌ناپذیر این فناوری باقی خواهد ماند، زیرا ظرفیت‌های آن برای حفظ دما و ثبات شرایط بسیار فراتر از سایر روش‌ها است.