La vitrificazione biologica: La fisica dello stato vetroso per la conservazione di ovociti ed embrioni

Fino ai primi anni duemila, la crioconservazione cellulare in medicina riproduttiva si basava sul congelamento lento controllato (slow freezing). Questa tecnica mostrava pesanti limiti biologici, in particolare con gli ovociti femminili: essendo cellule grandi e ad altissimo contenuto d’acqua, il raffreddamento lento portava inevitabilmente alla formazione di micro-cristalli di ghiaccio taglienti in grado di perforare la membrana e distruggere gli organelli interni.

Il definitivo cambio di paradigma scientifico si è ottenuto con l’introduzione della vitrificazione. Si tratta di un processo di congelamento ultra-rapido (con una velocità di discesa termica che supera i -20.000°C al minuto) che trasforma istantaneamente i liquidi intracellulari in uno stato solido amorfo simile al vetro, saltando completamente la fase di cristallizzazione cristallina.

Per ottenere questo risultato fisico eccezionale, l’embriologo disidrata delicatamente le cellule inserendole in soluzioni a concentrazione crescente di crioprotettori (sostanze ecocompatibili che proteggono le strutture biologiche). Successivamente, gli ovociti o le blastocisti vengono posizionati su minuscoli supporti sterili d’acciaio o plastica e immersi direttamente all’interno dell’azoto liquido a -196°C.

I tassi di sopravvivenza allo scongelamento (warm-up) con la vitrificazione hanno raggiunto percentuali strabilianti, superiori al 98% per le blastocisti e al 95% per gli ovociti maturi. Questa eccezionale efficienza ha reso sicuri e riproducibili programmi fondamentali quali il Social Freezing, i cicli di fecondazione eterologa con ovodonazione da banca e la diagnostica genetica pre-impianto ordinaria.