Ibernazione Umana note tecniche

Nella foto: un cryostat della Alcor.

Crionica-ibernazione: la lista della Società Italiana per la Crionica. Notizie, segnalazioni, commenti e discussioni crioniche.

Contatti &
Contatti per la stampa

Organizzazioni crioniche:

Alcor: l'organizzazione crionica con il più alto numero di iscritti e di "pazienti".

Cryonics Institute: la creazione di Robert Ettinger, il "padre" della crionica.

CryoRus: nata nel 2006 in Russia offre sospensioni crioniche in Russia ed Europa.

Suspended Animation: offre servizi di stand-by a coloro iscritti ad organizzazioni crioniche

Reti di supporto europee:

Cryonics Europe: rete di supporto europea per iscritti ad organizzazioni crioniche (Gran Bretagna).

Alcor UK: la rete di supporto inglese/europea per gli iscritti alla Alcor.

Albin & Son: agenzia di pompe funebri inglese che offre servizi crionici in Europa.

Spagna: Instituto de Criónica

Belgio: Cryonics Belgium

Danimarca: Danish Cryonics Support Group

Vari:

Cryonet: mailing list storica della crionica.

Cryonics Society: organizzazione non-profit dedicata a promuovere l'idea della crionica.

21st Century Medicine: sviluppa tecnologie e materiali per la criopreservazione

Immortali (2007): Cortometraggio sulla crionica (con trailer on-line)

Ibernazione Umana - Note Tecniche

La versione originale dell'articolo, originariamente pubblicato sul sito Gerontology

La procedura per l'ibernazione di un paziente, negli Stati Uniti, inizia di solito nella sala di rianimazione di un ospedale, dove lo stesso è in fin di vita per una grave malattia. Subito dopo l'arresto cardiaco, un medico certifica la morte legale, quindi, viene applicato al paziente un apparecchio cardio-polmonare meccanico che, comprimendo ritmicamente il torace, assicura la ventilazione dei polmoni ed un continuo flusso di sangue al cervello. Contemporaneamente viene erogato ossigeno.

Foto 1.

(Da pag. 30 di Cryonics magazine, 2nd Qtr. 2000, volume 21:2)

La squadra di pronto intervento, in ospedale, presta le

prime cure al paziente, 1 o 2 minuti dopo l'arresto cardiaco.

Entro 2 minuti vengono somministrati, per endovena, vari farmaci per ridurre i danni dell'episodio ischemico e della successiva riperfusione e cioè: anticoagulanti come l'eparina e la streptokinasi, per inibire la formazione di coaguli di sangue, particolarmente nel microcircolo cerebrale, il metilprednisolone e la clorpromazina, per stabilizzare le membrane cellulari, il mannitolo ed il destrano 40, per ridurre l'edema, il calcio-bloccante nimodipina, l'epinefrina, per migliorare la perfusione e la pressione del sangue, la deferoxamina, per ridurre i danni da radicali liberi, il sodio citrato, per ridurre i danni da riperfusione cerebrale, il potassio cloruro, per ridurre il metabolismo cerebrale, il metubine iodite, per inibire il brivido, THAM, antibiotici a largo spettro, inoltre viene somministrato, mediante sondino gastrico, del malox per prevenire la comparsa (per effetto dell'ipotermia profonda indotta) di ulcere gastriche emorragiche.

Vengono posizionate delle termosonde (una nasofaringea ed una orofaringea) ed il paziente viene raffreddato con spray freddo e ghiaccio tritato, viene somministrato, per via polmonare, del fluorocarbonio alla temperatura di 0 °C, per produrre un raffreddamento rapido del sangue che, circolando nel cervello, lo raffredda a sua volta.

Le funzioni cardiorespiratorie sono costantemente mantenute con l'apparecchio cardio-polmonare meccanico mentre il paziente viene adagiato in un contenitore portatile e coperto con ghiaccio tritato

a 0 °C.

Foto 2.

(Da pag. 32 di Cryonics Reaching For Tomorrow,Third Edition,1991).

Dopo la somministrazione dei farmaci ed un primo raffreddamento

con ghiaccio, spray freddo e fluoro-carbonio, il paziente, le cui funzioni

cardiorespiratorie sono mantenute con un apparecchio cardio-polmonare

meccanico, viene adagiato in un contenitore portatile.

Quindi, il paziente viene portato via dall'ospedale per essere trasferito in una camera mortuaria.

Foto 3.

(Da pag. 7 di Cryonics magazine,1st Qtr.2002,volume 23:1).

Lo speciale contenitore refrigerato utilizzato per il trasporto del paziente.

Durante il trasporto, l'assistenza cardiorespiratoria continua ininterrottamente e vengono somministrati altri 500 cc di fluorocarbonio freddo.

In camera mortuaria viene somministrato ancora fluorocarbonio (1500 cc). Quando la temperatura naso-oro-faringea scende intorno ai 15° C,previa incisione della vena e dell'arteria femorale,con una pompa a circuito a perto,(vedasi foto 5,in basso), viene fatto defluire tutto il sangue ed il sistema circolatorio viene lavato con c.a 15 litri di una speciale soluzione salina preraffreddata a 0 °C,a ph lievemete elevato (7,8), contenente hidrossietyl starch o Viaspan, alla pressione di c.a 115 mmHg ed alla velocità di c.a 1 litro al minuto.

Foto 4.

(Da pag. 30 di Cryonics Magazine,2nd Qtr. 2000,volume 21:2).

In camera mortuaria un paziente sta per essere adagiato sul tavolo

anatomico per essere sottoposto a lavaggio del sistema circolatorio.

Foto 5.

(Da pag. 31 di Cryonics magazine,2nd Qtr. 2000,volume 21:2).

La pompa usata per il lavaggio del sistema circolatorio.

Durante il lavaggio il raffreddamento del paziente continua e, c.a 2 ore e mezza dopo la morte, la temperatura naso-oro-faringea è di c.a 9°C. A questa temperatura l'apparecchio di supporto cardio-polmonare viene sconnesso dal paziente che, coperto con ghiaccio tritato a 0 °C, all'interno di uno speciale unità di trasporto (vedasi foto 6) viene trasferito, con ambulanza o per via aerea, nella sala operatoria di un'associazione crionica (ossia un'associazione specializzata nella conservazione a bassissima temperatura ed a lungo termine del corpo umano) dove personale medico ed infermieristico, appositamente addestrato, è pronto a perfonderlo con una soluzione antigelo a base di glicerolo o con una soluzione vetrificante, messa a punto, in tempi più recenti, dal biofisico Brian Wowk e coll.

Foto 6.

(Da pag. 29 di Alcor Life Extension Foundation,An Introduction,Ed. 2001).

Foto 7.

(Da pag. 1 di Cryonics Reaching For Tomorrow,Fourth Edition,1993).

Ambulanza appositamente equipaggiata per il trasporto

del paziente in condizioni di ipotermia profonda.

Foto 8.

(Da pag.34 di Cryonics Reaching For Tomottow,Third Edition,1991).

La sala operatoria - Innanzitutto, vengono praticati due fori alla sommità

del cranio, per consentire la visione diretta dei due emisferi cerebrali.

Foto 9.

(Da pag. 31 di Cryonics magazine,2nd Qtr. 2000 volume 21:2).

Chirurghi al lavoro in sala operatoria.

Attraverso questi fori si può osservare se il cervello sia andato incontro o meno ad emorragia od edema, che potrebbero comprometterne la perfusione con l'antigelo, e la riduzione volumetrica di questo organo in risposta alla perfusione con l'antigelo stesso. Una riduzione di volume indica una buona rimozione dell'acqua e la sua sostituzione, nel tessuto nervoso, con il crioprotettore. L'edema, evidenziato da un aumento di volume del cervello, indica che il tessuto è stato danneggiato dal prolungato episodio ischemico, dopo l'arresto cardiaco e che l'antigelo non può essere assorbito sufficientemente dall'organo. Viene eseguita anche una sternotomia mediana e vengono esposti il pericardio e l'aorta ascendente per valutare, come con i fori di trapanazione, le condizioni di perfusione interna (si può osservare, cioè, se il sangue sia stato asportato completamente dai vasi durante il lavaggio del sistema circolatorio e se la glicerolizzazione dei tessuti profondi sia completa ed uniforme. In caso affermativo i tessuti all'interno del torace appaiono disidratati, ridotti di volume, e di aspetto cereo. Il muscolo scheletrico presenta un colore più intenso, mentre la cute appare di colore ambra).

Una termocoppia, ed un fonosensore (per il rilievo delle fratture), sono inseriti nei fori di trapanazione del cranio, mentre un sondino per la misurazione della pressione viene posizionato nell'aorta discendente. Nel caso in cui la perfusione debba essere eseguita con glicerolo, dopo un eventuale risciacquo del sistema circolatorio a circuito aperto, i chirurghi connettono i vasi femorali del paziente, che viene mantenuto alla temperatura di c.a 0°C, alla macchina cuore-polmone, che fa circolare nello stesso, a circuito chiuso, una soluzione salina fredda con una concentrazione iniziale di glicerolo del 4%. Altro glicerolo viene aggiunto molto gradualmente, nell'arco di c.a 5 ore, sino a raggiungere una concentrazione di c.a. il 30% o più. L'aggiunta del crioprotettore alla soluzione di perfusione deve essere molto lenta e graduale, a causa delle limitazioni metaboliche che inibiscono una rapida assimilazione di questo fluido molto viscoso (la foto 10, in basso, è il grafico relativo al limite di tolleranza di cellule e tessuti al glicerolo).

Foto10.

(Da pag. A-3 di Cryonics, Reaching For Tomorrow, Third Edition, 1991).

Come mostra questo grafico, sarebbe necessario sostituire il contenuto in acqua

di un paziente con c.a il 50% di glicerolo per eliminare completamente i danni

meccanici dovuti alla formazione del ghiaccio nei tessuti. Purtroppo, a causa

della tossicità e della viscosità di così alte concentrazioni di glicerolo, questo non è

possibile, per cui si stanno cercando altre sostanze crioprotettive (antigelo) e

si sta cercando di mettere a punto miscele crioprotettive meno tossiche e

che in concentrazioni minori siano in grado di ridurre od eliminare la formazione

del ghiaccio durante il raffreddamento. Una speciale miscela, meno tossica e

più efficace, formata da glicerolo e ghiaccio-bloccanti, da c.a un anno viene

impiegata per la vetrificazione dei pazienti.

Durante la perfusione, la pressione della soluzione circolante, la temperatura e le condizioni biochimiche del paziente, sono costantemente monitorati, e la concentrazione del crioprotettore nei tessuti viene misurata accuratamente con sensori refrattometrici (vedasi foto 11).

Foto 11.

(Da pag. 6 di Cryonics magazine,1st Qtr. 2001,volume22:1).

Quadro di output del refrattometro usato dai medici per monitorare la

concentrazione dell'antigelo, nei tessuti del paziente, durante la perfusione.

In alternativa, la perfusione può essere eseguita previa incannulazione dell'aorta ascendente e del ventricolo o dell'atrio destro. Al termine della perfusione con il crioprotettore, i fori di trapanazione ed il torace vengono chiusi e le incisioni cucite con le sonde in sede. Quindi, il paziente, la cui temperatura corporea, a questo punto, è di c.a. 5 °C, viene sconnesso dalla macchina cuore polmone, rimosso dal tavolo operatorio e, protetto da un involucro di plastica (vedasi foto 12, in basso, a sinistra) viene immerso in c.a 15 litri di olio al silicone, preraffreddato a -20°C, all'interno di uno speciale contenitore (foto 13).

Foto 12.

(Da pag. 15 di Cryonics magazine,3rd Qtr. 1996,volume 17:3).

Foto 13.

(Da pag. 9 di Cryonics magazine, 3rd Qtr. 1995, volume 16:3).

Grazie ad una speciale unità di raffreddamento computerizzata ed

automatizzata, la temperatura viene abbassata di c.a 4°C /h, sino a

-78,5°C, in un arco di tempo di c.a. 20 ore. Quindi, il paziente viene

estratto dall'olio al silicone e dall'involucro protettivo, viene

avvolto in un nuovo involucro preraffreddato (foto 14, in basso

a sinistra) e collocato in un contenitore metallico (foto 15).

Foto 14.

(Da pag. 34 di Cryonics Reaching For Tomorrow,Third Edition,1991).

Foto 15.

(Da pag. 15 di Cryonics magazine,3rd Qtr. 1996,volume 7:3).

Così protetto, viene introdotto in una unità di raffreddamento dove, con una graduale e

controllata immissione di vapore di azoto liquido, la sua temperatura, da -78,5 °C,

scende di 1°C /h, sino a -196 °C, in un periodo di c.a. 120 ore (foto 16).

Foto 16.

(Da pag. 10 di Cryonics magazine 3rd Qtr.1995,volume 16:3)

Foto 17.

(Da pag. 35 di Cryonics Reaching For Tomorrow,Tird Edition,1991).

Raggiunta questa temperatura, il paziente viene trasferito in un contenitore Dewar, riempito con azoto liquido, per la conservazione a lungo termine (vedasi foto 17,18,19).

Foto18.

(Da pag.34 di Alcor Life Extension Foundation, An introduction, Edition 2001).

Foto 19.

(Da pag. 35 di Cryonics Reaching For Tomorrow, Third Edition, 1991).

Il paziente decide prima della morte se conservare il corpo intero o la sola testa. Nel caso in cui egli abbia optato per la conservazione della sola testa, dopo il lavaggio del sistema circolatorio con la soluzione MHP2 o Viaspan, la stessa viene isolata dal corpo a livello della sesta vertebra cervicale, previa sezione delle arterie carotidi, delle vene giugulari, e delle vertebrali, quindi, attraverso i vasi più grandi del collo, che vengono collegati, a circuito chiuso, alla macchina cuore-polmone, viene perfusa con glicerolo in un arco di tempo di c.a 5 ore. Quindi viene posta all'interno di una speciale unità computerizzata per il graduale raffreddamento sino a -78,5 °C (foto 20).

Foto 20.

(Da pag. 6 di Cryonics magazine,3rd Qtr. 1995, volume 16:3).

Raggiunta questa temperatura, la testa viene introdotta in un piccolo contenitore dewar e raffreddata con vapore di azoto liquido sino alla temperatura di -196 °C. Raggiunta questa temperatura, la testa viene immersa in azoto liquido all'interno di un piccolo contenitore dewar, per la conservazione a lungo termine.

Foto 21.

(Da pag. 24 di Cryonics magazine,2nd Qtr. 2000,volume 21:2).

Contenitori Dewar grandi, per la conservazione a lungo termine dei

corpi interi e piccoli per la conservazione delle sole teste dei pazienti.

Nel caso in cui il paziente abbia richiesto la vetrificazione, la testa viene perfusa con c.a. 6 litri di una particolare soluzione vetrificante, in un arco di tempo di c.a. 5 ore. Durante la perfusione, la stessa è posta all'interno di una unità di raffreddamento consistente in una camera umida formata da 2 box di plastica. Del vapore di azoto liquido viene fatto fluire attraverso questa unità.

Foto 22.

(Da pag. 10 di Cryonics magazine, 1st Qtr. 2002, volume 23:1).

Al termine della perfusione, la testa viene posta in un piccolo vaso dewar (visibile in basso a sinistra nella foto 22, qui in alto) e raffreddata gradualmente sino alla temperatura dell'azoto liquido, che raggiungerà in un arco di tempo di c.a 11 giorni.

Da osservare che, il fattore più critico per tutta la procedura è il tempo che intercorre tra l'arresto cardiaco e l'inizio del massaggio cardiaco esterno, durante il quale possono formarsi, nel microcircolo cerebrale, coaguli di sangue irreversibili che impediscono una adeguata perfusione del cervello con la soluzione protettiva, da qui l'importanza di intervenire il più presto possibile dopo l'arresto cardiaco.

Cenni sperimentali

Foto 23.

(Da pag. 29 di Cryonics Magazine,1st Qtr,1995,volume 16:1).

Sezione longitudinale, alla risonanza magnetica per immagini, di una testa di cane perfusa con 9,4 mole di glicerolo (a sinistra) e di un'altra, non perfusa (a destra). I tessuti perfusi con glicerolo appaiono più luminosi. Nella testa a sinistra, le aree molto luminose intorno al cervello, che appare ridotto di volume, nei ventricoli cerebrali e nel seno sinistro, contengono liquido di perfusione. Notare che l'umore vitreo degli occhi contiene molto glicerolo. La testa a destra, non contenendo glicerolo, appare opaca.

Foto 24.

(Da pag. 13 di Reaching For Tomorrow, Third Edition,1991).

Questo è un rene di gatto asportato da un animale perfuso con glicerolo, raffreddato

a -196°C e scongelato. L'organo presenta grandi fratture. I crioprotettori accentuano

questo tipo di danno. Teoricamente, le fratture possono essere eliminate semplicemente

evitando un raffreddamento inferiore a c.a -135°C.

Foto 25.

(Da pag.32 di Cryonics magazine,1st Qtr. 1995,volume 16:1).

Quadro di output dell'apparato per il rilevamento delle fratture che possono

verificarsi, durante il raffreddamento, nel cervello ed in altri organi,

quando la temperatura scende al di sotto di c.a -135°C.

Foto 26.

(Da pag. 12 di Cryonics magazine, 1st Qtr. 2001, volume 22:1).

Per evitare o ridurre il rischio di fratture nel cervello ed in altri

organi, nel prossimo futuro, i pazienti verranno conservati in

congelatori come questo, a temperature di c.a -130 / -140°C,

anzichè in azoto liquido a -196 °C.

Foto 27.

(Da pag. 10 di Cryonics Reaching For Tomorrow, Third Edition, 1991).

Il congelamento disidrata le cellule e danneggia i tessuti

meccanicamente. Questa foto al microscopio elettronico è

una sezione di tessuto congelato ottenuta con la tecnica della

frattura per congelamento. Questa sezione istologica illustra

molto bene come il congelamento disidrata e danneggia

meccanicamente il tessuto. Le grandi aree lisce, di forma

irregolarmente ovale, sono ghiaccio e gli stretti canali che

le circondano sono tessuto contratto e disidratato.

Durante il raffreddamento lento, in assenza di crioprotettori,

l'acqua solidifica separandosi dai tessuti allo stato puro, per cui

la concentrazione dei sali, negli stessi, aumenta pericolosamente.

Foto 28.

(Da pag. 13 di Reaching For Tomorrow, Third Edition, 1991).

Struttura di una sinapsi. Questo disegno schematico è stato ricavato

da una microfotografia al microscopio elettronico di una sinapsi da

frattura per congelamento. Molto di quanto si sa sulla struttura delle

sinapsi deriva dall'esame di queste strutture allo stato congelato.

Foto 1a

(da foto 5 di pag.12 di Cryonics magazine, 1st Qtr.1999, volume 20:1 ).

Foto 2a

(da foto 6 di pag. 12 di Cryonics magazine, 1st Qtr. 1999, volume 20:1).

Foto 3a

(da foto 7di pag.12 di Cryonics magazine, 1st Qtr. 1999, volume 20:1).

Attualmente, in condizioni ideali, un paziente può essere perfuso con una soluzione di glicerolo che può raggiungere, al massimo, una concentrazione di 7 - 7,5 mole, e può essere raffreddato a non più di 1 °C /m. La foto n° 1a, mostra una soluzione con 7,3 mole di glicerolo raffreddata a 0,1-0,3 °C /m sino alla temperatura di -100 °C. Il suo aspetto opalescente è dovuto alla presenza di milioni di piccoli cristalli di ghiaccio. In un cervello umano, probabilmente, ogni cristallo causa un danno significativo. La foto 4a, in basso, illustra questo danno. La foto 2a mostra un evidente miglioramento. Questa fiasca contiene una soluzione con 7,2 mole di glicerolo a cui è stato aggiunto, prima del congelamento, l' 1% di una sostanza ghiaccio-bloccante. La soluzione è ora parzialmente vetrificata. I cristalli di ghiaccio costituiscono soltanto il 10% della soluzione. La foto 3a mostra una soluzione con 7,5 mole di glicerolo ed il 2% di ghiaccio-bloccante. La soluzione è quasi completamente vetrificata. Una soluzione di 7,5 mole è talmente viscosa che può circolare nei pazienti con difficoltà e non garantisce una protezione anche all'interno delle cellule perchè il ghiaccio-bloccante non attraversa le membrane cellulari. Tuttavia, se il raffreddamento è sufficientemente rapido, il danno intracellulare dovrebbe essere ridotto al minimo in quanto il ghiaccio ha meno tempo per formarsi. A tutt'oggi, non si aveva idea di come raffreddare i pazienti ad un velocità superiore ad un grado centigrado al minuto, ma una nuova tecnica basata sulla perfusione con perfluorocarbonio presenta un radicale miglioramento. Secondo questa tecnica, il paziente deve essere perfuso prima con il crioprotettore (l'antigelo), poi, nel suo sistema vascolare deve essere fatto circolare del perfluorocarbonio, che non è tossico e permane fluido alla temperatura di -130 gradi centigradi. Potenzialmente, questo può produrre una velocità di raffreddamento di circa 10°C al minuto. La velocità di raffreddamento diminuisce con l'abbassarsi della temperatura, ma 1°C al minuto è ancora possibile a -110°C. Ciò è stato accertato sperimentalmente.

Foto 4a.

(Da Foto 4 di pag.11 di Cryonics magazine, 1st Qtr. 1999, volume 20:1).

Sezione istologica del tessuto cerebrale di un cane perfuso con 7,5 mole di

glicerolo, raffreddato a -80°C e quindi riscaldato. Le aree bianche, vuote, quasi

certamente sono state causate dal ghiaccio che si è formato e ha dislocato o

distrutto il tessuto. Dopo il disgelo, il ghiaccio è fuso e sono rimasti i detriti.

Foto 5a.

(Da foto 15 di pag. 15 di Cryonics magazine, 1st Qtr. 1999, volume 20:1).