Как заморозить донорские органы и не повредить их? Новый метод ученых

Пересадка замороженной почки крысе в 2023 году стала сенсацией: впервые криоконсервированный орган успешно прижился. Но у метода оставался серьёзный недостаток — при быстром охлаждении ткани трескались, словно лёд. Теперь инженеры из Техасского университета A&M предложили способ, как избежать этих разрушений. Их подход меняет правила игры в криоконсервации — и не только для трансплантологии.

Витрификация: стекольная фаза вместо льда

Чтобы сохранить орган жизнеспособным вне тела, учёные используют витрификацию — быстрое охлаждение ткани в специальном растворе, пока она не перейдёт в состояние, похожее на стекло. В этой фазе клетки «застывают во времени», но без кристаллов льда, которые разрушают мембраны. Технология известна давно, но для крупных органов она не работала именно из-за трещин, появляющихся при резком перепаде температур.

Главная характеристика раствора для витрификации — температура стеклования. Это точка, при которой вещество становится аморфным твёрдым телом. Команда под руководством доктора Мэттью Пауэлл-Палма из кафедры машиностроения имени Дж. Майка Уокера-младшего в Texas A&M выяснила, что именно от неё зависит, появится ли трещина.

Выше температура стеклования — меньше трещин

Исследователи проверили несколько составов витрификационных растворов и измерили, как меняется риск растрескивания. Результат оказался прямым: чем выше температура стеклования, тем меньше вероятность, что орган треснет при заморозке. «Мы узнали, что более высокие температуры стеклования снижают вероятность растрескивания», — объясняет Пауэлл-Палм.

Это открытие, опубликованное в апреле 2026 года (источник), даёт инженерам чёткий ориентир: нужно разрабатывать водные растворы с более высокой температурой стеклования. Тогда крупные органы — почки, печень, сердце — смогут переживать заморозку без структурных повреждений.

Раствор должен быть и безопасным для тканей

Увеличение температуры стеклования — не единственная задача. «Трещины — лишь часть проблемы, — напоминает Пауэлл-Палм. — Растворы должны быть ещё и биосовместимыми с тканью». Если состав токсичен или вызывает химические реакции, орган станет непригодным для пересадки, даже если останется целым.

Так что следующий этап — найти компромисс между термодинамическими свойствами и безопасностью. Учёные уже работают над формулами, где используются криопротекторы, не повреждающие клетки. Баланс между защитой от льда и химической безопасностью — ключ к практическому применению.

Что даёт технология за пределами хирургии

Способность замораживать биоматериал без трещин востребована не только в трансплантологии. Вот лишь несколько сфер, где криоконсервация может произвести революцию:

• биобанки редких и исчезающих видов животных — замороженные яйцеклетки и сперма сохранят генетическое разнообразие;
• хранение вакцин и препаратов для клеточной терапии без потери активности;
• снижение пищевых отходов — длительное сохранение продуктов без льда и порчи.

Как подчеркнул соавтор работы доктор Гильермо Агилар, заведующий кафедрой машиностроения: «Это исследование даёт фундаментальное понимание термодинамики водных растворов. Я ожидаю больше обнадёживающих результатов, которые в итоге повысят жизнеспособность биологических систем любого масштаба — от одной клетки до целого органа».

Пока метод проверен на модельных системах и небольших образцах. Но если учёным удастся масштабировать его на органы человека, криоконсервация перестанет быть экзотикой и войдёт в рутинную практику — банки замороженных сердец и почек станут реальностью.

Проблема трещин решена на уровне физико-химического принципа. Осталось подобрать состав, который не навредит клеткам, и отработать технологию на крупных животных. К 2030-м годам мы, вероятно, увидим первые клинические испытания замороженных человеческих органов. А пока — следим за лабораториями в Техасе: именно там, в отделении машиностроения, рождается то, что изменит трансплантологию навсегда. Что будет, если каждый орган можно будет хранить годами и перевозить в любой конец света? Ответа пока нет, но он становится ближе.