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La science de conserver du matériel biologique

La conservation du matériel biologique à des températures cryogéniques entre –80°C et –196°C (cryoconservation) consiste à stopper pratiquement les réactions biologiques, ce qui permet de les stocker indéfiniment.

Grâce à la cryobiologie, il est possible de contrôler le processus de cryoconservation de manière que les cellules subissent le moindre dommage possible et que la récupération soit ainsi maximale.

Une congélation incontrôlée des cellules peut mener à la formation de glace intracellulaire ou à une détérioration osmotique, pourtant il y a plusieurs possibilités de l’éviter. La plus efficace, la congélation contrôlée, consiste à utiliser des congélateurs programmables, alimentés par de l’azote liquide.








Les activités d’Air Products en matière de cryobiologie

Déjà en 1981, avec l’introduction des premiers congélateurs biologiques en Espagne, Carburos Metálicos (CM), une filiale du groupe Air Products, est devenu leader du marché en Espagne. Dès lors, l’entreprise a continué sans cesse à développer des congélateurs de ce type : du CM-25 au CM-2000, le congélateur programmable le plus avancé du marché.

Actuellement, Air Products Médical dispose d’une gamme complète de produits et de services dans le domaine de la cryobiologie, qui englobe la fourniture d’azote liquide, les équipements de congélation, de stockage et de transport d’échantillons biologiques, les équipements de stockage et transvasement d’azote liquide ainsi que la construction d’installations complexes.

Le département R&D du groupe Air Products travaille sans relâche à la recherche de nouvelles technologies et applications dans le domaine de la cryobiologie.



 


Qu'est-ce que la cryobiologie?

La cryobiologie est la science qui étudie les effets de basses températures sur des êtres vivants. La conservation du matériel biologique a pour objet de les conserver à l’état viable afin de les greffer ultérieurement sachant qu’ils pourront remplir leurs fonctions physiologiques.

A quoi sert la cryoconservation biologique?

La cryoconservation biologique sert à stocker à long terme du matériel biologique qui doit exercer normalement ses fonctions physiologiques après la décongélation.
Cette technique permet de conserver le matériel biologique à l’état viable jusqu’à son utilisation, notamment quand celle-ci a lieu longtemps après l’obtention du matériel biologique.
Le développement des techniques de cryobiologie et de cryoconservation est à l’origine de nombreux progrès enregistrés dans les techniques de greffe et de fécondation artificielle.



 


Quel matériel biologique congèle-t-on?

Il y a une grande variété de matériel biologique que l’on peut cryoconserver en vue d’une utilisation postérieure.

Moelle osseuse
Cellules souches hématopoïétiques
Lymphocytes
Hématies
Plaquettes
Embryons
Ovocytes
Tissu ovarien
Sperme
Os
Cartilages
Chondrocytes
Tendons
Cornées
Parathyroïdes
Hépatocytes
Peau
Valvules cardiaques
Artères et veines
Ilots de Langerhans
Trachée
Urètre
Placenta

Tout ce matériel biologique a en commun qu’il s’agit de cellules individuelles ou de tissus sur lesquels l’administration de cryoprotecteurs se fait de manière homogène, c’est-à-dire la température du matériel biologique change d’une façon régulière. Par contre, ce n’est pas le cas pour les organes et les extrémités puisqu’ils consistent en différents types de tissus et de cellulaires qui rendent une cryoconservation impossible.

La situation se complique parce que, en raison de la taille des organes, la transmission de la chaleur est plus difficile que sur des cellules individuelles ou des tissus. Ainsi, si la partie extérieure d’un organe est congelée dans des conditions optimales, ce ne sera probablement pas le cas pour la partie centrale.


 


Peut-on stocker indéfiniment le matériel biologique cryoconservé?

A la température de l’azote liquide à pression atmosphérique (-196 ºC), les réactions biochimiques s’arrêtent et les processus biologiques qui pourraient donner lieu à des détériorations ou au vieillissement du matériel s’interrompent. On considère que le seul facteur qui limite le temps de stockage est la radiation cosmique, qui peut atteindre le matériel stocké et endommager l’ADN. Mais le temps nécessaire pour que ces détériorations soient significatives ne serait que de 5000 à 11 000 ans. Autrement dit, dans la pratique, le stockage peut être considéré comme étant illimité.

 


Que faut-il entendre par liquide cryogénique?

C’est le liquide dont la température d’ébullition à pression atmosphérique est inférieure à -40 ºC.

Cependant les points d’ébullition des liquides cryogéniques normalement utilisés sont très inférieurs à ces –40°C. Azote liquide : –196 ºC.


 


Où réalise-t-on les procédures de cryoconservation biologique?

Dans des établissements de santé tels qu’hôpitaux, centres de transfusion sanguine, banques de tissus ou cliniques spécialisées aux fécondations artificielles.

Tous ces établissements disposent du personnel spécialisé, généralement des médecins et des biologistes, qui sont responsables de l’application correcte des techniques de cryoconservation.


 


Qu’est-ce qu’une banque de tissus?

C’est un centre où l’on traite, cryoconserve et stocke les tissus des donneurs. Ces tissus sont ensuite envoyés aux hôpitaux qui vont les utiliser pour réaliser des greffes.

Les banques de tissus disposent généralement d’un ou de plusieurs congélateurs biologiques et de plusieurs conteneurs cryogéniques pour stocker les échantillons.


 


La cryoconservation est-elle dangereuse?

Les propriétés des gaz cryogéniques, qui les rendent si utiles pour cette application, présentent en même temps certains risques de manipulation.

Mais la connaissance de ces risques et une bonne formation du personnel chargé de sa manipulation les réduisent au minimum. C’est grâce à quoi le nombre d’accidents graves et mineurs est insignifiant.


 


Produits associés

 Azote liquide
 Congélateur biologique: CM-2000  
 
 
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