德克萨斯农工大学机械工程系研究人员近日在冷冻保存技术领域取得新发现，该研究可能为解决器官冷冻过程中的破裂问题提供新方案。由马修·鲍威尔-帕尔姆博士带领的团队在研究中提出了一种改进的冷冻保存方法，旨在提升生物组织在低温保存过程中的完整性。

冷冻保存技术通过将生物样本冷却至零下温度以实现长期保存。在近年研究中，明尼苏达大学团队曾于2023年成功将冷冻保存的肾脏移植至实验鼠体内，展现出该技术应用于器官移植的潜力。然而，体积较大的器官在快速冷却过程中容易发生破裂，这成为技术推广的主要挑战。

为应对这一挑战，研究团队聚焦于玻璃化冷冻技术。该技术利用特殊溶液使细胞进入玻璃态，避免冰晶形成造成的损伤。团队通过调整玻璃化溶液的配方，探究其热力学特性对器官完整性的影响。鲍威尔-帕尔姆表示：“本研究调查了不同的玻璃化转变温度，我们发现较高的转变温度能够降低开裂风险。”

研究结果表明，提高玻璃化溶液的转变温度可有效减少破裂概率，这一发现为开发新型冷冻保护剂提供了方向。团队同时指出，溶液需在抗破裂性和生物相容性之间取得平衡，以确保与人体组织的兼容性。

该研究的应用范围不仅限于器官移植，还可能推动野生动物保护、疫苗稳定储存及食品保存技术的发展。论文合著者吉列尔莫·阿吉拉尔博士表示：“这项研究为理解水溶液热力学做出了开创性贡献，有望提升从单细胞到完整器官等多种生物样本的保存效果。”

研究团队成员包括Soheil Kavian博士、博士生Crystal Alvarez和Ron Sellers以及本科生Gabriel Arismendi Sanchez。鲍威尔-帕尔姆补充道：“机械工程的核心在于理解物质运行机制，这项研究成功融合了物理化学、玻璃物理学和低温生物学等多学科知识。”

更多信息： Soheil Kavian 等人，《更高的玻璃化转变温度可降低与冷冻保存相关的水溶液中的热应力开裂》，《科学报告》 (2025)。期刊信息： 科学报告