Para ilmuwan di Pusat Aplikasi Teknologi dalam Kedokteran Massachusetts (MGH-CEM) telah mengembangkan metode sederhana untuk menjaga air dan larutan berbasis air dalam keadaan cair pada suhu jauh di bawah "titik beku" normal untuk jangka waktu yang sangat lama. Meskipun mereka melakukannya hanya dengan beberapa ons, pendekatan mereka, yang dijelaskan dalam Nature Communications, suatu hari nanti dapat memberikan pengawetan sel darah, jaringan dan organ yang aman dan berjangka panjang, serta meningkatkan keamanan pangan.
“Air dan larutan encer lainnya, dalam volume yang kita jumpai setiap hari, biasanya membeku saat didinginkan di bawah titik beku 0 derajat Celcius,” kata Burk Usta, Ph. D. dari MGH-CEM, salah satu penulis penelitian. “Pendekatan kami, yang kami sebut 'hipotermia dalam', adalah melapisi permukaan cairan semacam itu dengan larutan yang tidak bercampur dengan air, seperti minyak mineral, untuk menghalangi interaksi antara air dan udara. Pendekatan yang sangat sederhana, praktis, dan murah ini untuk cairan supercooling untuk waktu yang lama dapat membuka banyak metode untuk mengawetkan makanan dan obat-obatan, serta memungkinkan eksperimen mendasar yang sebelumnya tidak tersedia.”
Bisakah organ dibekukan untuk waktu yang lama?
Di sebagian besar lingkungan nyata, air dan larutan berair mulai membeku ketika suhu mencapai di bawah nol, dan kristal es terbentuk secara acak di mana cairan bersentuhan dengan udara atau berbagai kotoran dalam larutan. Subcooling, yang menjaga cairan pada suhu rendah tanpa kristalisasi, hanya dapat dilakukan dalam volume kecil dan untuk waktu yang singkat menggunakan peralatan bertekanan tinggi yang mahal dan dapat merusak jaringan atau bahan biologis lainnya.
Menurunkan suhu bahan biologis - selama, misalnya, penyimpanan dingin makanan dan organ yang mudah rusak untuk transplantasi - memperlambat reaksi metabolisme dan lainnya. Hipotermia memperpanjang perlambatan metabolisme ini tanpa kerusakan yang disebabkan oleh kristalisasi es. Para ilmuwan menemukan bahwa menyegel permukaan sampel kecil (1 ml) air dengan minyak berbasis hidrokarbon, seperti minyak mineral, minyak zaitun, atau minyak parafin, dapat menekan pembentukan es pada suhu serendah -13 derajat selama seminggu. Dalam percobaan dengan minyak yang lebih kompleks dan hidrokarbon sederhana, seperti alkohol dan alkana, mereka berhasil menjaga 1 ml sampel air dan suspensi sel didinginkan hingga -20 derajat selama 100 hari dan 100 ml sampel selama seminggu.
Ilya Khel
