我的低温制冷梦想
【摘要】：人体冷冻技术 (或人体冷藏) 是一种试验中的医疗科学技术，把人体或动物在极低温（摄氏零下196度以下）的情况下冷藏保存，但由于低温贮藏时形成的冰晶形式，它将破坏人体细胞组织的结构。目前，研究人员在实验中研制出一种“玻璃水”，又称为“低密度无定形冰”（LDA），该技术将使低温贮藏可复活性人体器官成为现实。
【关键词】：人体冷冻 低温 复活技术
低温贮藏现十分常见于生活和科技领域，然而人体冷冻技术却是一个富有争议和挑战性的话题，如果将一些患不治之症患者进行冷冻，过若干年不治之症若取得技术性突破时，再将身体冷冻的患者加温苏醒接受有效的治疗。人体冷冻(Cryonics) 是一门新兴的科学，设想将人体冰冻起来，再让他在未来某个时候苏醒。
在医学领域，目前低温贮藏人体器官通常用于运输转移或其他用途，只有精子和晶胚细胞低温贮藏经升温后仍可实现细胞组织的活性。人体冷冻后是无法恢复活性的，也就是说人冷冻后不可能复活。其主要问题在于低温贮藏时形成的冰晶形式，它将破坏人体细胞组织的结构。
1.低温的危险
生命世界基本上属于一个化学世界，而化学反应的速度总是随着温度的下降而减缓，并最终停止。常见的由微生物所引起的食物腐败就是一个典型的化学反应，这样的化学反应可以被低温延迟。从理论上说，生命的进程应该也可以随着温度的下降逐渐减缓并最终定格，然后再随着温度的回升而再次复苏。
的确，人们在自然界中观察到一些生物具有惊人的抗冻能力，它们能保持在“暂停”状态等待温度的回升。梨树在－20~－33℃、苹果树在－46℃ 的低温下休眠一冬之后，仍能春暖花开传宗结果。而某些温带海域，冬季夜晚的温度可以下降到－20~－30℃，海滩上遍布的软体动物如贻贝、牡蛎等径直化为冰雕，但当潮水回涨，它们仿佛睡美人般再次苏醒。但更多的动物和植物则对低温十分敏感，它们的生命在寒风中飘逝，再也没有醒来的机会。
数十年来，许多生物学家致力于探索低温对生命造成威胁的根本缘由，通过研究抗冻生物所具有的抗冻物质的保护作用以及对细胞的冷冻实验，目前有两大相互补充的理论可以对此作出基本解释：低温导致的化学损伤以及冰晶伤害。
2.冷冻工程的前景
冷冻生命就是延长生命，对许多生物来说意味着延长人们使用它的年限，对人类本身就是延长寿命。后者自然更具诱惑力，患了不治之症的病人如果对当代的医疗手段已绝望，可以要求冷冻，到三五十年后再复苏，那时也许是药到病除，小事一桩。
如将冷冻人体应用于航天事业上，那将使人类能登上更遥远的星球，人类到月亮上去已经成为过去的事了，有人很想到其它更远的星球上去看看。目前宇宙飞船的速度，还远远没有达到光速，即使科学的发展，使宇宙飞船的速度接近光速，那么人类到遥远的星球的来回也得十几、上百年，也许能够到遥远的星球，但在返地球的路上就老死了。这不能不使人感到生命太短暂了。假如设想一下当宇宙飞船离开地球后，就把飞船的乘客快速冷冻，在将要到达目的地时，船上的电子设备自动启动升温器，人就苏醒过来，在返回地球途中，把人再次冷冻，快到地球再解决，这样人们到无边无际的宇宙去航行，就不用受生命限制，还避开了旅途寂寞，还可以使航天器里面省去许多食品饮料。
另外，冷冻技术目前已广泛应用治疗一些疾病，从而达到延长人类寿命，造福人类的目的。
3.通往安全冻结之路
从基本的物理和化学规律，可以推导出长时间储存动物细胞，通常需要－120℃，当然－196℃更好，在这样的温度下，一切化学进程都几乎完全停滞，除非储存时间以地质时间为标尺，此时惟一的伤害来自于高能射线的，但这通常需要数百年的时间才会具有真正的威胁。数十年的研究，科学家发现，冻结和复苏动物细胞时，存在一个明显的危险温区，0～－60℃，损伤主要发生在这个温区。
细胞的冻结，通常是从－5℃开始，这是因为细胞内外的液体都是盐溶液。当细胞内外的液体进入过冷态后，细胞外液率先结冰，这些冰基本上由不含盐分的水构成。如果降温过快，这些冰就可能突破细胞膜进入细胞，或者细胞内液也迅速开始结冰，这些快速生长的冰晶几乎一定会导致细胞膜发生严重损伤，复苏的希望就此终结。抗冻生物的细胞在自然环境的低温下，大多并没有被真正冰冻，这就有效了防止了冰晶的损伤。而这些抗冻物质的存在，还可防止细胞过度脱水收缩带来的损伤，同时使得有害物质的浓度不会上升得太高，减缓了可能的化学伤害。
但要想在数年甚至更长的时间内保存细胞，零下数十度的温度是太高了，不冻结住胞内的液体，化学损伤就无法真正避免。目前，芬兰赫尔辛基大学阿纳托利•博葛丹在实验中研制出一种“玻璃水”，又称为“低密度无定形冰”（LDA）。在常见的低温贮藏中，所保存细胞组织常由于冰冻作用和后来的加温溶解而导致受损。细胞受损的原因归咎于细胞内外的冰层导致细胞脱水、溶化时细胞组织浓缩。如果我们减缓冷却和加热，在无结晶态冰的状况下，过度冷却和升温是不会对细胞带来损害的。该技术将使低温贮藏可复活性人体器官成为现实！
4.展望生命之冰
当前的研究热点在于，如何实现超快速冷冻，可以让细胞直接进入玻璃化状态，寻找新型玻璃化溶液，以便让组织、器官甚至完整的生物体比如人，进入玻璃化状态。芬兰赫尔辛基大学的阿纳托利＊博葛丹博士，在研究低密度无定形冰时，发现水可以被缓慢地过度冷却为玻璃状，同时缓慢的升温也可避免结晶的形成。这个发现如果能反复再现的话，无疑将极大地促进超低温生物保存技术的发展，毕竟超快速降温以及寻找特别的玻璃化溶液都均非易事。
浩瀚的宇宙在召唤着我们，但这一切都仰赖冬眠术从幻想成为现实。
