Kryokonservierung ist eine Methode zur Konservierung von biologischem Gewebe oder Zellen bei extrem niedrigen Temperaturen. Obwohl es viele Anwendungen der Kryokonservierung gibt, sind die häufigsten Anwendungen des Verfahrens die Konservierung von Spermien, Embryonen, Eiern und Pflanzensamen. Es gibt auch eine Variante des Verfahrens, die als Kryotechnik bekannt ist und versucht, Menschen nach dem Tod zu erhalten, in der Hoffnung, sie in Zukunft wiederzubeleben.
Kryokonservierung erfolgt, wenn Gewebe eingefroren wird, im Allgemeinen in flüssigem Stickstoff, bis es einen Temperaturbereich von mindestens -148 Grad Fahrenheit (-100 Grad Celsius) erreicht. Bei diesen Temperaturen wird Gewebe in einem Zustand ähnlich dem einer schwebenden Animation konserviert. Die Stoffwechselprozesse des biologischen Gewebes verlangsamen sich bei extremer Kälte dramatisch, was wiederum den natürlichen Zerfallsprozess verlangsamt. Das Wort Kryokonservierung leitet sich vom griechischen Wort kryos ab, was Kälte bedeutet.
Der Kryokonservierungsprozess ist nicht nur das Einfrieren des zu konservierenden Gewebes. Während des Gefrierprozesses dehnen sich in den Zellen vorhandene Flüssigkeiten aus, wenn sie sich verfestigen. Diese Expansion würde die Zerstörung der Zellen verursachen und jeden Vorteil des Einfrierens von biologischem Gewebe zunichte machen. Bei der Kryokonservierung wird in der Regel die Flüssigkeit im Gewebe durch eine frostschutzähnliche Lösung ersetzt, die den extremen Kältetemperaturen standhält.
Spermien werden typischerweise zum Zwecke der künstlichen Befruchtung oder der In-vitro-Fertilisation konserviert. Wenn ein Mann eine Spermaprobe abgibt, wird die Probe zwischen den Temperaturen von -175 Grad Fahrenheit (-115 Grad Celsius) und -320 Grad Fahrenheit (-196 Grad Celsius) eingefroren, um die Probe lebensfähig zu halten, bis sie benötigt wird. Spermien haben eine maximale Lebensdauer von nur zwei bis vier Tagen. Wenn daher keine Spermien erhalten werden, kann es erheblich schwieriger sein, eine künstliche Befruchtung oder In-vitro-Fertilisation nach einem bequemen und effektiven Zeitplan durchzuführen.
Die künstliche Befruchtung ist eine Methode, bei der Spermien in die weiblichen Fortpflanzungsorgane eingeführt werden, um eine Schwangerschaft zu erreichen. Die erste menschliche Geburt als Folge der Verwendung von kryokonservierten Spermien ereignete sich in den frühen 1950er Jahren. Embryonen können für die In-vitro-Fertilisation kryokonserviert werden. Sobald eine Eizelle befruchtet wurde, kann der Embryo für einen längeren Zeitraum für die zukünftige Verwendung aufbewahrt werden. Der erste Fall einer menschlichen Geburt aus einem kryokonservierten Embryo wurde in den frühen 1980er Jahren berichtet.
Die Kryokonservierung kann auch verwendet werden, um Pflanzensamen und -gewebe zu konservieren. Samen werden oft eingefroren, um eine vielfältige genetische Aufzeichnung zu erhalten. Samen werden oft für den Fall einer großflächigen Zerstörung seltener oder gefährdeter Pflanzen konserviert. Die konservierten Samen können dann verwendet werden, um Pflanzenkulturen zu regenerieren.
Einige Pflanzen sind keine fruchtbaren Samenproduzenten oder ihre Samen wären nicht mehr lebensfähig, wenn sie eingefroren würden. In diesen Fällen können Pflanzengewebe oder -zellen kryokonserviert werden. Die Kryokonservierung von Gewebe und Zellen würde die Regeneration von Pflanzen ohne den Einsatz von Saatgut ermöglichen.