复温使其具有长生命力
由美国国家生物医学成像和生物工程研究所(NIBIB)资助的研究小组，在明尼苏达大学(UMN)的研究人员领导下开发了一种解冻冷冻组织的新方法，这种方法可以使组织和器官长期储存，保证移植的后续生存能力。这种方法被称为纳米解冻，可以防止组织在移植前的快速解冻过程中损伤。
该研究小组在2017年3月1日发表的《科学转化医学》（Science Translational Medicine）上发表了一篇文章，展示了如何用电磁波来快速、非破坏性地将氧化铁纳米粒子与均匀分布的、磁化的氧化铁纳米颗粒进行加热，从而使大量溶液和组织解冻。随着进一步的发展，研究人员希望该方法可以应用于改善移植器官的储存。
为了使之前的纳米武装组织可用，首先必须从样品中洗掉氧化铁。这种确保组织活力的关键因素需要一种新的成像技术来确认消除了纳米颗粒。这个研究小组包括了来自生物医学影像及医学工程所（nibib）资助的UMN核磁共振研究中心的生物医学成像专家，他们采用了一种叫做SWIFT的非侵入性成像技术来研究重新加热过程后的样本。SWIFT基于磁共振成像(MRI)。
在传统的MRI中，磁化的纳米粒子只产生短暂的、不均匀的信号;然而，随着技术的迅速发展，纳米粒子产生了明亮的斑点。为了保持转瞬即逝的信号，SWIFT方法几乎与电磁脉冲的传输同时记录图像数据。
“取决于信号的亮度，你可以量化纳米粒子的浓度，”磁共振成像NIBIB程序的负责人王淑敏（Shumin Wang）博士说。”当你把纳米粒子洗掉后，你想看看是否还有粒子残留在组织里。如果浓度在一定的阈值下，你就可以安全地使用这些组织。
这项技术的根本目的是通过移植来挽救生命。在美国，超过10万名患者正在等待挽救生命的器官移植，还有更多的人可能从移植器官或组织中受益。由于捐献者和受者必须在组织器官较短的保存时间内进行匹配，限制最佳筛查和一些移植。长期保存方法将使筛查能够帮助临床医生为捐赠器官找到最佳匹配，从而减少移植风险，比如器官排斥。
冷冻组织，或冷冻保存，目前只能用于长期储存的小型生物材料样本。一种叫做玻璃化的方法，将溶液中的样品冷却到- 160摄氏度和- 196摄氏度之间，这样它们就被保存在一个无冰的、玻璃状的状态中。然而，样本越大，越容易在解冻时结晶和断裂。为了避免这一问题，并可能储存更大的样本，包括心脏血管，以及肾脏、肝脏或肺等器官的可移植部分，研究人员将氧化铁添加到保护溶胶中
为了在不损伤组织的情况下重新加热样品，研究人员使用了由铜线圈组成的MRI设备，在样品周围和周围形成了一个交替的磁场。在设备中产生的电磁波对组织和细胞的影响有限，但在整个样本中对纳米颗粒进行刺激和加热。加热的纳米颗粒反过来对样品进行奖励。
研究人员对人体皮肤细胞、猪动脉和猪心脏瓣膜组织进行了变暖实验，其溶液体积为50到80毫升（约10到16茶匙）。他们发现对流换热，以黄金标准的方法来重新加热1毫升左右的小系统，不能防止器官组织在更大的系统中结晶或破坏。他们在线圈系统中进行复温的样品——均匀分布的纳米颗粒以一种快速、均匀的方式加热组织和细胞——成功在没有损害下进行复温。纳米武装方法每分钟能加热100度，比大型系统中对流的速度快得多。
研究报告的作者之一、明尼苏达大学放射学教授迈克尔·加伍德（Michael Garwood）博士说：“成功的纳米化冷冻组织需要高浓度的氧化铁纳米颗粒在冷却之前在组织中被上传和均匀分布，并在解冻后彻底洗净。在SWIFT开发之前，没有任何成像技术能够非侵入性将高浓度的氧化铁纳米颗粒量化。”
冷冻保存研究的下一步将是对不同的动物和人体组织进行更多的试验。与此同时，加伍德的团队也在研究其快速成像技术的应用，以提供可移植的磁共振成像。“挑战在于，当使用小型便携式磁铁时，磁场并不像传统设备中使用的大磁铁所产生的那样均匀。”