Cryonics Questions and Choices
Ce caută o persoană atunci când ia în considerare criogenia? Răspunsul poate suna simplu: mai mult timp. Totuși, criogenia nu oferă o promisiune de reîntoarcere. Oferă o șansă bine planificată pentru reparații viitoare, construită în jurul metodelor care au încă limite serioase.
Această diferență contează. Speranța poate fi onestă doar atunci când părțile necunoscute rămân vizibile.
Ce încearcă să protejeze criogenia
Criogenia începe după moartea legală. Nu este un tratament pentru o persoană în viață. Scopul este de a conserva corpul, sau creierul, cât mai bine posibil pentru un moment viitor în care instrumentele medicale ar putea repara deteriorarea și restabili funcția. Niciun pacient uman criogenic nu a fost readus la viață.
Munca începe cu răcirea, circulația agentului crioconservant, transportul și răcirea suplimentară. Un agent crioconservant este un amestec chimic care ajută la reducerea formării gheții. Fără acesta, cristalele de gheață pot sfâșia celulele și pot deteriora structurile delicate.
Scopul principal se numește vitrificare. În termeni simpli, apa rămasă devine un solid sticlos în loc să formeze gheață obișnuită. Moleculele devin prea nemișcate pentru reacțiile chimice normale. De aceea temperaturile foarte scăzute pot opri timpul biologic.
Temperatura la care se formează acest sticl se numește temperatura de tranziție sticloasă, sau Tg. Pentru multe amestecuri de agenți crioconservanți, aceasta este apropiată de -120°C. Azotul lichid este mult mai rece, la aproximativ -196°C.
Acest frig a fost util de mult timp. Sistemele actuale plasează pacienții în cápsule metalice din interiorul unor containere mari izolate, numite dewari. Dewarul conține azot lichid, care menține pacienții reci fără a necesita răcire electrică constantă.
La prima vedere, aceasta sună ca un răspuns ideal. Frigul oprește schimbarea. Azotul lichid rămâne rece. Pacientul rămâne închis.
Detaliile sunt mai dificile.
Problema din interiorul dewarului
O cápsulă nu are o singură temperatură uniformă de sus în jos. Testele cu o cápsulă într-un dewar au arătat o diferență de temperatură exterioară de aproximativ 80°C. Temperatura din interiorul cápsulei varia cu aproximativ 3°C.
Această diferență provine din stratificare. Lichidul și gazul rece nu se răspândesc uniform prin container. Într-o stivă de cápsule, cele inferioare pot deveni mai reci decât cele superioare. Cápsulele de sus pot fi expuse unor condiții mai calde și au nevoie de căldură suplimentară.
Ținta de stocare este mult mai strictă. În mod ideal, diferența din interiorul unei cápsule ar trebui să fie mai mică de 1°C. Un gradient exterior larg poate face acest lucru dificil.
Există o altă îngrijorare. Mai mulți pacienți pot împărți același dewar. Mediul exterior al cápsulei poate expune azotul lichid partajat la agenți patogeni de la o altă cápsulă. Din acest motiv, tot azotul lichid dintr-un dewar trebuie considerat contaminat. Acest lucru afectează siguranța pacienților și a personalului.
Un exemplu simplu arată de ce problema contează. Imaginați-vă zece cápsule stivuite într-un container. Cápsulele de jos se află în cea mai rece parte. Cápsulele de sus se află în gaz mai cald. Un sistem care menține în siguranță cápsula de sus poate împinge prea multă căldură spre partea de jos. Un sistem care protejează partea de jos poate lăsa partea de sus prea caldă.
Sarcina nu este simpla de a face totul rece. Este de a face fiecare parte rece în modul potrivit.
O idee diferită de stocare
Un răspuns propus este stocarea pe vapori. În acest design, cápsulele se află în gaz nitrogen rece deasupra unui mic bazin de azot lichid. Temperatura țintă poate fi de aproximativ -134°C în loc de -196°C.
Ambele temperaturi sunt mult sub punctul în care activitatea biologică poate continua normal. Din această perspectivă, -130°C și -196°C pot funcționa în mare măsură în același fel. Temperatura mai rece nu este întotdeauna mai bună dacă crește riscul de crăpare sau creează stres termic dur.
Materialul vitrificat poate crăpa când este răcit mult sub punctul său de tranziție sticloasă. Protecția pe bază de glicerol poate începe să crăpe sub aproximativ -85°C. Un alt amestec, cunoscut sub numele de B2C, poate crăpa sub aproximativ -115°C. Intervalele de temperatură ale pacientului asociate cu aceste amestecuri pot diferi.
Acest lucru creează un echilibru delicat. Stocarea trebuie să fie suficient de rece pentru a opri schimbările biologice. De asemenea, trebuie să evite stresul inutil provenit din răcirea suplimentară.
Stocarea pe vapori necesită control. Încălzitoarele mici pot ridica temperatura când este necesar. Senzorii și controlerele pot monitoriza cápsulele. Totuși, sistemul trebuie să funcționeze și în cazul întreruperilor de curent.
Cel mai bun design poate combina părți active și pasive. Încălzitoarele și controlerele oferă ajustări fine. Izolația, cadrele metalice, mișcarea gazului și forma bazinului lichid oferă stabilitate de bază fără energie constantă.
Ventilatoarele nu sunt un răspuns ușor. Lagărele obișnuite ale ventilatorelor folosesc lubrifianți care pot îngheța la temperaturi criogenice. Sunt necesare alte modalități de a muta gazul.
Designul cápsulei contează de asemenea. Aluminiul disipă căldura bine. Grosimea, forma și materialul cadrului pot schimba modul în care frigul se propagă prin cápsulă. Cantitatea și tipul de izolație pot schimba din nou echilibrul.
Gazul care intră în dewar creează o altă problemă de control. Un amestec de gaz și lichid poate aduce brusc frigul în sistem. Un posibil răspuns este separarea lichidului de gaz înainte ca gazul să intre. O conductă de gaze reziduale ar putea ajuta. Această idee are încă nevoie de testare.
Fiabilitatea face parte din conservare
Un sistem de stocare este util doar dacă continuă să funcționeze ani de zile. Acest lucru înseamnă mai mult decât a avea o temperatură scăzută pe un afișaj.
Un design fiabil poate folosi două controlere independente. Fiecare ar supraveghea o gamă ușor diferită, dar ambele ar ținti același obiectiv. Dacă un sistem observă o problemă, alarmele ar alerta celălalt.
Sistemul trebuie, de asemenea, să gestioneze o singură defecțiune. Senzorii de temperatură, încălzitoarele, controlerele și piesele mobile pot eșua toate. Direcția mai sigură a eșecului este cea mai rece, nu cea mai caldă. Totuși, un eșec mai rece poate fi greu de detectat și corectat.
Consumul de energie poate fi modest. Un sistem pe vapori a fost estimat la aproximativ 15 wați per pacient. Zece pacienți ar consuma aproximativ aceeași putere ca o singură bec. Generatoarele facilității pot susține defecțiuni mai mari, dar dependența de echipamente adaugă totuși costuri și complexitate.
Stocarea pe vapori poate costa de două sau trei ori mai mult decât stocarea cu azot lichid. Poate necesita mai multă izolație, mai mult azot și mai multe încălzitoare. Acest lucru ar putea face ca aceasta să fie mai greu de permis pentru unele persoane.
Un alt pas planificat este recoacerea (annealing). Aceasta înseamnă încălzirea lentă a materialului conservat timp de săptămâni sau luni. Scopul este de a reduce stresul termic și de a diminua șansa de crăpare. Testarea este încă în curs.
Aceste detalii pot părea îndepărtate de întrebarea umană. Nu sunt așa. Cineva care caută criogenia își plasă speranța într-un lanț de sisteme tehnice. Fiecare legătură contează: timing-ul legal, stand-by, răcirea, transportul, circulația agentului crioconservant, stocarea, monitorizarea și reparațiile viitoare.
Nicio parte a acestui lanț nu oferă certitudine.
Totuși, incertitudinea nu face ca niciun efort să fie lipsit de sens. Schimbă tipul de speranță implicat. Aceasta nu este speranța ca o prognoză. Este speranța ca un motiv de a conserva o posibilitate care altfel s-ar pierde.
La ce se poate transforma întrebarea celor în căutare
Prima întrebare este adesea: „Aș putea vreodată să mă întorc?” Știința actuală nu poate răspunde da. Niciun pacient uman criogenic nu s-a întors, iar reparațiile viitoare ar trebui să rezolve probleme mult dincolo de medicina prezentă.
O întrebare mai atentă este: „Poate conservarea de astăzi să păstreze suficiente informații pentru ca medicina mâine să lucreze cu ele?” Chiar și această întrebare nu are un răspuns dovedit. Cu toate acestea, poate fi examinat prin metode de răcire, controlul temperaturii, riscul de fracturare, controlul contaminării, redundanță și cost.
Aici devine practică căutarea. Se depărtează de o promisiune și se îndreaptă către un set de limite. O persoană poate înțelege ceea ce sistemul încearcă să protejeze, unde poate eșua și de ce inginerii continuă să testeze alte metode de stocare.
Consider că această formă de speranță este mai respectuoasă. Nu cere nimănui să ignore moartea sau să prefacă faptul că tehnologia a rezolvat deja problema. Lasă loc pentru îndoială, judecare atentă și posibilitatea ca cunoștințele viitoare să fie mai blânde decât cunoștințele prezente.
Longer Horizon (Orizontul Mai Lung) se ține de o singură întrebare clară despre criogenie, conservarea viitoare și ceea ce speranța poate semnifica onest. Pentru mine, acea întrebare rămâne deschisă deoarece faptele sunt dificile, nu deoarece sunt ușoare.
Article by Lea Varga ·