テキサスA&M大学の研究者らは、水溶液のガラス化におけるガラス転移温度を高めることで、熱応力によるひび割れを抑制できる可能性があると報告した。このひび割れは、大型組織や将来的な移植用臓器の長期低温保存における主要な障壁の一つとなっている。
テキサスA&M大学の研究チームは、超低温保存中に大型組織や臓器を使用不能にする原因となるひび割れ（クラッキング）を抑制する上で、重要な熱力学的変数を特定したと発表した。
『Scientific Reports』誌に掲載された研究の中で、チームは水溶液のガラス化において「ガラス転移温度が高いほど、冷却中の熱応力によるひび割れ発生の可能性が低下する」と報告している。
ガラス化は、生物組織を凍結保護液中で冷却し、氷の結晶を形成させずにガラス状の状態にすることで細胞損傷を回避する保存手法である。しかし、特にサンプルサイズが大きくなると、急激な温度変化が機械的応力を生み出し、ひび割れが依然として大きな課題となっている。
「今回の研究では、ひび割れに支配的な役割を果たしていると考えられるガラス転移温度の違いを調査しました」と、テキサスA&M大学J・マイク・ウォーカー66年機械工学科の助教授であるマシュー・パウエル・パーム氏は述べた。「その結果、ガラス転移温度が高いほどひび割れのリスクが低減することが分かりました。」
一方でパウエル・パーム氏は、ひび割れを防ぐことだけが、組織を生存可能な状態で保存するための唯一の要件ではないと注意を促した。
「ひび割れは問題の一部に過ぎません」と同氏は指摘する。「溶液には、組織に対する生体適合性も求められます。」
本研究を報じたScienceDailyのリリースでは、今回の知見を将来的な臓器の「銀行化（ストック）」に向けた一歩と位置づけており、分野のこれまでの進展にも触れている。2023年には、ミネソタ大学の研究チームが、低温保存と再加温を経てラットの腎臓移植に成功し、生命維持を確認した事例が報告されている。
共著者でテキサスA&M大学機械工学科長を務めるギレルモ・アギラール教授は、本研究を将来の研究に向けた基礎的なステップであると評価した。
「本研究は、水溶液の熱力学に対する理解を深める上で極めて重要な貢献を果たすものです」とアギラール氏は語り、この進展が「最終的には単一細胞から臓器全体まで、あらゆるスケールの生物システムにおける生存率の向上につながるだろう」と期待を寄せた。
同大学によると、この研究にはソヘイル・カヴィアン氏、博士課程のクリスタル・アルバレス氏およびロン・セラーズ氏、学部生のガブリエル・アリスメンディ・サンチェス氏も参加した。
リリースによると、研究資金は全米科学財団（NSF）の生物システム保存のための先端技術工学研究センターから提供された。
また同リリースでは、移植研究にとどまらず、これらの改良された低温保存手法は生物多様性の保全やワクチンの保管などにも応用できる可能性があるとしている。
