فهرست مطالب
کرایوبایولوژی یا زیست سرمایی چیست؟
کرایوبایولوژی ، علمی میان‌رشته‌ای است که محور اصلی آن زیست‌شناسی می‌باشد. کرایوبیولوژی به مطالعه‌ی اثر دماهای بسیار پایین بر سیستم‌های بیولوژیکی می‌پردازد و شامل بررسی چگونگی واکنش ارگانیسم‌ها، سلول‌ها، بافت‌ها و اندام‌ها به دمای بسیار پایین، اغلب نزدیک یا زیر نقطه انجماد آب است.
همچنین کرایوتراپی برای تسکین درد‌های عضلانی، گرفتگی‌ها و تورم پس از آسیب بافت نرم یا جراحی استفاده می‌شود. برای چندین دهه است که معمولاً برای تسریع بهبودی در ورزشکاران پس از ورزش استفاده می‌شود. کرایوتراپی دمای سطوح بافت را کاهش می‌دهد تا مرگ سلولی هیپوکسیک، تجمع ادم و اسپاسم عضلانی را به حداقل برساند. به حداقل رساندن هر یک یا همه این‌ها در نهایت باعث کاهش ناراحتی و التهاب می شود. این می‌تواند طیف وسیعی از درمان‌ها را شامل شود، از استفاده از کیسه‌های یخ یا غوطه‌ور شدن در حمام یخ (به طور کلی به عنوان سرما درمانی شناخته می‌شود)، تا استفاده از اتاق های سرد.
برای ایجاد انجماد در کرایوبایولوژی معمولا از گازهای برودتی از جمله؛ آرگون، نیتروژن، اکسیژن، هلیوم و دی‌اکسید کربن که بسیار خنک هستند، استفاده می‌شود و به طور دقیق دما را تا حدود -238 فارنهایت (-150 درجه سانتیگراد) می‌رسانند.
اهمیت کرایوبیولوژی
کرایوبیولوژیست‌ها در طیف وسیعی از صنایع، زمینه‌های تحقیقاتی و پزشکی فعالیت می‌کنند. عمده‌ترین تمرکز کرایوبیولوژی، در پزشکی، روی تولیدمثل، انجماد بافت‌ها و سلول‌های جنسی؛ انجماد اسپرم، انجماد تخمک، انجماد تخمدان و انجماد جنین است.
کاربردهای کرایوبیولوژی
۱. فن‌آوری‌های انجماد
انجماد در حفظ سلول‌ها، بافت‌ها و اندام‌ها برای اهداف تحقیقاتی، پیوندی و پزشکی بسیار مهم است. به عنوان مثال، از آن در حفظ اسپرم، تخمک، جنین، سلول‌های بنیادی و حتی بافت‌های خاص برای استفاده در آینده استفاده می‌شود. بنابراین یکی از گرایش‌های مهم کرایوبیولوژی، مطالعه و تولید فناوری‌هایی است که برای انجماد استفاده می‌شوند.
۲. حفظ سلول‌ها و بافت‌ها برای ذخیره سازی طولانی مدت
ایجاد فناوری‌هایی برای افزایش قابلیت حیات اندام‌های خارج از بدن، بهبود حمل‌ونقل و تطبیق اعضا با گیرنده‌ها و کاهش نرخ رد پیوند، از دیگر زمینه‌های پژوهشی و کاربردهای کرایوبیولوژی است.
۳. خدمات Biobanking و Cell Storage
یکی از مهم‌ترین کاربردهای کرایوبیولوژی، ذخیره سازی نمونه‌های بیولوژیکی، سلول‌های بنیادی یا مواد ژنتیکی برای تحقیقات، درمان‌های پزشکی یا استفاده در آینده است.
۴. کرایوسرجری یا فریز کردن
این روش از سرمای شدید برای از بین بردن بافت‌های غیرطبیعی یا بیمار مانند تومورها یا سلول‌های سرطانی استفاده می‌کند. این موضوع با از طریق انجماد بافت‌های توموری و ایجاد آسیب سلولی است که منجر به تخریب آن‌ها می شود. کرایوسرجری، روشی کم تهاجمی است و می‌تواند در تخصص‌های مختلف پزشکی از جمله پوست، انکولوژی و جراحی عمومی استفاده شود.
۵. ابزار Cryosurgery
ابزارها و دستگاه‌های ابداعی مورد استفاده در کرایوسرجری برای کاربردهای مختلف پزشکی، از جمله درمان سرطان و مشکلات پوستی به‌کار می‌روند.
۶. زنجیره‌ی سرد
زنجیره سرد در صنایع غذایی و دارویی، بخشی حیاتی و دقیق است که تضمین می‌کند محصولی باحساسیت بالا، سالم به دست مصرف‌کننده برسد. توسعه فناوری‌ها و راه‌حل‌هایی برای حفظ یکپارچگی محصولات (مانند داروها، مواد غذایی یا نمونه‌های بیولوژیکی) در سراسر زنجیره سرد، تضمین کیفیت و کارایی از تولید تا استفاده نهایی، از دیگر کاربردهای کرایوبیولوژی است.
۷. لیوفیلیزاسیون (خشک کردن انجمادی)
لیوفیلیزاسیون در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنایع داروسازی برای حفظ داروها و واکسن‌هایی که به صورت پودر استفاده می‌شوند. در صنایع غذایی، برای حفظ غذاهای خشک شده و پودر شده مانند شیرینی، قهوه، چای و … استفاده می‌شود. علاوه بر این، در صنایع کشاورزی، لیوفیلیزاسیون برای حفظ بذرها و گیاهان نادر و گران‌بها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزایای استفاده از لیوفیلیزاسیون شامل حفظ طولانی مدت ماده، کاهش وزن و حجم ماده، حفظ خواص ماده، جلوگیری از فساد و افزایش عمر مفید ماده است.
۸. مطالعه سازگاری گیاهان و جانوران با سرما
کرایوبیولوژیست‌ها همچنین چگونگی سازگاری موجودات زنده با محیط زندگی با دمای پایین را مطالعه می‌کنند. این که چگونه موجودات زنده، مانند حیوانات قطب شمال یا گونه‌های گیاهی خاص، در محیط‌های بسیار سرد سازگار شده و زنده می‌مانند. درک این سازگاری‌ها می‌تواند اطلاعاتی در مورد چگونگی مقابله موجودات با دماهای پایین در اختیار ما قرار دهد.
استارت‌آپ‌ها در این زمینه اغلب با تمرکز بر بهبود تکنیک‌های موجود، در دسترس‌تر کردن فرآیند انجماد، افزایش کارایی پیوند اعضا، یا کشف کاربردهای جدید برای کرایوبیولوژی در بخش‌های مختلف ظهور می‌کنند.
چشم‌انداز استارت‌آپ‌ها در کرایوبیولوژی ممکن است به دلیل تحقیقات مداوم و پیشرفت‌های فناوری به سرعت تغییر کند، بنابراین به‌روز ماندن با آخرین نوآوری‌ها و شرکت‌های نوظهور در این زمینه ضروری است. پلتفرم‌هایی که استارت‌آپ‌های بیوتکنولوژی یا کنفرانس‌ها و نشریات خاص مرتبط با کریوبیولوژی را دنبال می‌کنند، اغلب فرصت سرمایه‌گذاری‌های جدید در این زمینه را برجسته می‌کنند.
کرایوبیولوژی به دلیل امکانات و کاربردهای گسترده‌ای که دارد، در عصر حاضر از اهمیت بالایی برخوردار است. امید به حفظ زندگی برای آینده، درمان‌ها و پزشکی پیشرفته، کمک به سلامت انسان از طریق کمک به نگهداری موثر مواد، درمان موثر و جدید برای برخی بیماری‌ها و…، از جمله مواردی هستند که اهمیت کرایوبیولوژی را بیش از پیش نمایان می‌کنند.
