Cryonics Questions and Choices
Mitä henkilö hakee, kun harkitsee kryonistiikkaa? Vastaus saattaa kuulostaa yksinkertaiselta: enemmän aikaa. Kryonistiikka ei kuitenkaan tarjoa paluulupauksia. Se tarjoaa huolellisesti suunnitellun mahdollisuuden tulevaisuuden korjauksiin, joka perustuu menetelmiin, joilla on edelleen vakavia rajoituksia.
Tämä ero on merkittävä. Toivo voi olla rehellistä vain, kun tuntemattomat osat pysyvät näkyvänä.
Mitä kryonistiikka yrittää suojata
Kryonistiikka alkaa laillisen kuoleman jälkeen. Se ei ole hoito elävälle henkilölle. Tavoitteena on säilyttää ruumis tai aivosolusto mahdollisimman hyvin tulevaa ajankohtaa varten, jolloin lääketieteelliset välineet voisivat korjata vahingot ja palauttaa toiminnallisuuden. Mitään ihmiskryonistiikkapotilasta ei ole toivautettu henkiin.
Työ alaa jäähdytyksellä, cryoprotektantin kierratyksellä, kuljetuksella ja jatkojäähdytyksellä. Cryoprotektantti on kemiallinen seos, joka auttaa vähentämään jääkiteiden muodostumista. Ilman sitä jääkiteet voivat repiä soluja ja vaurioittaa herkkiä rakenteita.
Päämäärä on vitrifikaatio. Yksinkertaisesti sanottuna jäljellä oleva vesi muuttuu lasimaiseksi kiinteäksi aineeksi sen sijaan, että se muodostaisi tavallista jäätä. Molekyylit ovat liian still (liikkeenvapaus) normaaleja kemiallisia reaktioita varten. Siksi erittäin matalat lämpötilat voivat pysäyttää biologisen ajan.
Lämpötilaa, jossa tämä lasi muodostuu, kutsutaan lasisiirtymälämpötilaksi eli Tg:ksi. Monille cryoprotektantti-seoksille se on noin -120°C. Nestemäinen typpe on paljon kylmempi, noin -196°C.
Tuo kylmyys on ollut pitkään hyödyllistä. Nykyjärjestelmät sijoittavat potilaat metallisiin kapselleihin suurissa eristetyissä säiliöissä, joita kutsutaan dewareiksi. Dewar pitää nestemäistä typpeä, joka pitää potilaat kylminä ilman jatkuvaa sähköistä jäähdytystä.
Aluksi tämä kuulostaa lähellä ihanteellista vastausta. Kylmyys pysäyttää muutoksen. Nestemäinen typpi pysyy kylmänä. Potilas pysyy suljettuna.
Yksityiskohdat ovat vaikeampia.
Ongelma dewarin sisällä
Kapseli ei ole yhtä lämpötilassa ylhäältä alas. Testit, joissa kapselia oli dewarissa, osoittivat ulkopuolisen lämpötilaeron noin 80°C. Kapselin sisäinen lämpötila vaihteli noin 3°C.
Tuo ero johtuu stratifikaatiosta. Kylmä neste ja kaasu eivät leviä tasaisesti säiliön läpi. Kapseleiden pinossa alimmat voivat kylmetä enemmän kuin ylimmät. Ylimmät kapselit kohtaavat mahdollisesti lämpimämmän ympäristön ja tarvitsevat lisälämpöä.
Säilytystavoite on paljon tiukempi. Ihannetilanteessa kapselin sisäpuolen lämpötilaero olisi alle 1°C. Laaja ulkoinen gradientti voi tehdä siitä vaikeaa.
On myös toinen huolenaihe. Useat potilaat voivat jakaa yhden dewarin. Ulomman kapselin ympäristö voi altistaa jaetun nestemäisen typen patogeeneille toisesta kapselista. Syynä tähän kaikki dewarin nestemäinen typpi on käsiteltävä kontaminoituneena. Tämä vaikuttaa potilaan turvallisuuteen ja henkilökunnan turvallisuuteen.
Yksinkertainen esimerkki näyttää, miksi ongelma on merkittävä. Kuvittele kymmenen kapselia pinottuna yhteen säiliöön. Alimmat kapselit sijaitsevat kylimmässä osassa. Ylimmät kapselit sijaitsevat lämpimämmässä kaasussa. Järjestelmä, joka pitää ylimmän kapselin turvassa, voi työntää liikaa lämpöä pohjaan. Järjestelmä, joka suojaa pohjaa, voi jättää ylimmän liian lämmäksi.
Tehtävä ei ole yksinkertaisesti saada kaikkea kylmäksi. Tehtävä on saada jokainen osa kylmäksi oikealla tavalla.
Eri säilytysajatus
Ehdotettu ratkaisu on höyrysäilytys. Tässä suunnittelussa kapselit sijaitsevat kylmässä typkihapeessa pienen nestemäisen typen altaan yläpuolella. Kohdelämpötila voi olla noin -134°C sen sijaan, että se olisi -196°C.
Molemmat lämpötilat ovat paljon alempana pisteestä, jossa biologinen aktiivisuus voi jatkua normaalisti. Siltä näkökulmalta -130°C ja -196°C voivat toimia melko samalla tavalla. Kylmempi lämpötila ei aina ole parempi, jos se lisää halkeilua tai luo kovaa lämpöjännitystä.
Vitrifioitu materiaali voi halkeilla, kun sitä jäähdytetään kauas lasisiirtymispisteen alapuolelle. glyseroliin perustuva suojaus voi aloittaa halkeamisen noin -85°C alapuolella. Toinen seos, jota tunnetaan nimellä B2C, voi halkeilla noin -115°C alapuolella. Näiden seosten kanssa liittyvät potilaslämpötila-alueet voivat vaihdella.
Tämä luo hienovaraisen tasapainon. Säilytyksen täytyy olla tarpeeksi kylmä pysäyttääkseen biologisen muutoksen. Sen täytyy myös välttää tarpeetonta stressiä lisäjäähdytyksestä.
Höyrysäilytys tarvitsee ohjausta. Pienet lämmittimet voivat nostaa lämpötilaa tarvittaessa. Anturit ja ohjaimet voivat valvoa kapseleita. Yet järjestelmän täytyy toimia myös sähkökatkosten aikana.
Vahvin suunnitelma voi yhdistää aktiivisia ja passiivisia osia. Lämmittimet ja ohjaimet tarjoavat hienosäätöä. Eristys, metallikehykset, kaasun liike ja nestepallon muoto tarjoavat perustason vakautta ilman jatkuvaa virtaa.
Tuulettimet eivät ole helppo vastaus. Tavallisten tuulettimien laakerit käyttävät voiteluaineita, jotka voivat jäätää kryogeenisissä lämpötiloissa. Tarvitaan muita tapoja siirtää kaasua.
Kapselin suunnittelu on myös tärkeää. Alumiini johtaa lämpöä hyvin. Kehyksen paksuus, muoto ja materiaali voivat muuttaa, kuinka kylmyys liikkuu kapselin läpi. Eristyksen määrä ja tyyppi voivat muuttaa tasapainoa uudelleen.
Dewariin tuleva kaasu luo toisen ohjausongelman. Kaasu- ja nesteseos voi tuoda äkillisen kylmyyden järjestelmään. Mahdollinen vastaus on erottaa neste kaasusta ennen kaasun sisäänmenoa. Jätekaasulinja voisi auttaa. Tuota ideaa tarvii vielä testata.
Luotettavuus on osa säilytystä
Säilytysjärjestelmä on hyödyllinen vain, jos se jatkaa toimintaa vuosien ajan. Se tarkoittaa enemmän kuin vain matalan lämpötilan näyttämistä yhdessä näytössä.
Luotettava suunnitelma voi käyttää kahta riippumatonta ohjainta. Kumpikin valvoisi hieman eri alueita, mutta molemmat pyrkisivät samaan tavoitteeseen. Jos yksi järjestelmä havaitsee ongelman, hälytykset varoittavat toista.
Järjestelmän täytyy myös käsitellä yksi yksittäinen vika. Lämpötila-anturit, lämmittimet, ohjaimet ja liikkuvat osat voivat kaikki pettää. Turvallisempi vikatila on kylmempi sen sijaan, että se olisi lämpimämpi. Yet kylmempi vika voi silti olla vaikea havaita ja korjata.
Virrankulutus voi olla vaatimatonta. Höyrijärjestelmän on arvioitu käyttävän noin 15 wattia potilasta kohden. Kymmenen potilasta käyttäisi noin yhtä paljon virtaa kuin yksi lamppu. Laitoksen generaattorit voivat tukea suurempia vioita, mutta laitteiston riippuvuus lisää silti kustannuksia ja monimutkaisuutta.
Höyrysäilytys voi maksaa kaksi tai kolme kertaa niin paljon kuin nestemäisen typen säilytys. Se voi vaatia enemmän eristystä, enemmän typpeä ja enemmän lämmittimiä. Se voi tehdä siitä vaikeamman rahoittaa joillekin ihmisille.
Toinen suunniteltu vaihe on annealointi. Tämä tarkoittaa säilytetyn materiaalin hitaan lämmittämistä viikkojen tai kuukausien aikana. Tarkoitus on lievittää lämpöjännitystä ja vähentää halkeamisen riskiä. Testaus on vielä kesken.
Nämä yksityiskohdat voivat tuntua etäisiltä inhimillisestä kysymyksestä. Ne eivät ole. Henkilö, joka hakee kryonistiikkaa, sijoittaa toivonsa teknisten järjestelmien ketjuun. Jokainen linkki on merkittävä: laillinen ajoitus, standby, jäähdytys, kuljetus, cryoprotektantin kierto, säilytys, valvonta ja tulevaisuuden korjaus.
Mikään osa tuota ketjua ei anna varmuutta.
Yet epävarmuus ei tee kaikesta yrityksestä merkityksetöntä. Se muuttaa involved toivon lajia. Tämä ei ole toivo ennusteena. Se on toivo syynä säilyttää mahdollisuus, joka muuten menettäisi.
Mitä etsivä kysymys voi muuttua
Ensimmäinen kysymys on usein: ”Voinko koskaan tulla takaisin?” Nykyinen tiede ei voi vastata kyllä. Mitään ihmiskryonistiikkapotilasta ei ole palannut, ja tulevaisuuden korjaus tarvitsisi ratkaista ongelmia, jotka ovat kaukana nykyisestä lääketieteestä.
Huolellisempi kysymys on: ”Voiko nykypäivän säilytys pitää tarpeeksi tietoa, jotta huomisen lääketiede voi työskennellä sen kanssa?” Even tuo kysymys ei ole todistettu vastaus. Se voidaan kuitenkin tarkastella jäähdytysmenetelmien, lämpötilan hallinnan, murtumisriskin, kontaminaation hallinnan, redundanssin ja kustannusten kautta.
Siellä etsivä muuttuu käytännölliseksi. Se siirtyy poispäin lupauksesta ja kohti joukkoa rajoituksia. Henkilö voi ymmärtää, mitä järjestelmä yrittää suojata, missä se voi pettää, ja miksi insinöörit jatkavat testaamista muita säilytysmenetelmiä.
Minä pidän tätä toivon muodosta kunnioittavampana. Se ei pyydä ketään unohtamaan kuolemaa tai esittämään, että teknologia on jo ratkaissut sen. Se jättää tilaa doubtille, huolelliselle arvostelulle ja mahdollisuudelle, että tuleva tieto voi olla lempeämpää kuin nykyinen tieto.
The Longer Horizon pitää kiinni yhdestä selkeästä kysymyksestä kryonistiikasta, tulevasta säilytyksestä ja siitä, mitä toivo voi rehellisesti tarkoittaa. Minulle tuo kysymys pysyy auki, koska faktat ovat vaikeita, eivät koska ne ovat helppoja.
Article by Lea Varga ·