生命科学前沿
您现在的位置:首页 > 动态资讯 > 生命科学前沿
Timeship-时光之舟(下)
发布时间:2017-06-29 08:36:57 作者:

冷冻储存间

    Timeship的冷冻储存间希望可以提供大规模经济适用的长时间冷冻保存方案来满足人体组织、头部或全身冷冻的需求,且安全可靠并有备份系统。这种方法最初是由Steven B. Harris 博士在1986提出。

 

    每一个冷冻储存间都可以安置很多个冷冻舱。当有新客户需要冷冻保存的时候,冷冻舱会通过一个气闸来进入储存间的上层气密间,Timeship员工通过舱盖把冷冻舱放置在适当的位置。这样的操作方式可以减少在吊装过程产生的温度变化。

 

   每一个冷冻储存间都类似一个社区,由长宽7米高5米的结构组成。而9个这样的社区按照3*3进行排列为一个更大的社区。如果都进行全身冷冻保存,那么每一个大社区可以冷冻保存900名客户,整个Timeship可容纳10800个冷冻人。如果其中包含头部冷冻的话,那么可以冷冻保存的数字会更多。

111.png

单个冷冻储存间并包含一半的冷冻舱

    每一个冷冻储存间相邻的走廊都有液氮罐来提供液氮,并且有配套的系统保障每个冷冻储存间的温度恒定。

 

    液氮蒸发吸热的过程可以提供制冷需求,这种特性称为汽化热。液氮注入冷循环泵进入扩散段的上游,通过泵进行扩散,然后通过加热器进入冷冻储存间从而实现精确的温度控制。氮气通过与耐低温的风扇循环,根绝冷冻储存间内冷冻舱的数量,所需氮气流量可以进行调整,所以冷泵的负荷被最小化。液氮所需量可以进行调整,温度是保持在一个恒定的压力略高于大气压,以尽量减少空气和水分的渗透,防止冰霜的积累。

 

    冷冻储存间降温过程可以进行精确的时间和空间控制,使每个冷冻舱温度随时间变化,以方便在冷却降温过程中退火。因此每个冷冻舱之间的热量是相互隔离独立的,使彼此退火过程不受到干扰,经过退火后冷冻舱降低到基础温度约零下130度(误差约2.5度)。所需要的方案必需满足以上对于温度的需求。

 

    工作人员的工作区域处于液氮气闸内的气密间,类似于空间站用气密间分开的区域。工人佩戴空气呼吸器防止受到液氮挥发泄露的影响并,气密间可以水份或其它气体进入密封的环境。

 

    Timeship必须可以在低维护成本下不中断运行长达数百年。运行的损耗决定于冷冻间设备的选择、冷冻舱体结构及绝缘材料的选择。紧密排列的冷冻舱体可以保证冷冻效率的最大化。设计建造时必需考虑冷:冻舱可以满足不同类型的客户;冷冻保存组织、头部和全身的数量及比例;内部热量传导的影响;舱体材料性能和形状;冷冻社区的布局等。

 

    如上所述,冷却设备必须在每一级都是有备份的。此外,每一个单独的冷冻储存间冷却装置应与相邻的冷却间有联通接口,以便添加另一层的冗余设备增强灵活性。设施中杜瓦瓶所储蓄的液氮可以满足日常正常消耗,并足够对应补充不足或设备泄露所产生的影响。

 

每一个存储区都需要做到隔热,结构坚固可以对应爆炸等安全问题,并且拥有独立的气密舱。

 

    当冷冻舱和冷冻罐TCV开发成功并制造原形用于测试的时候,就可以开展冷冻储存间的相关设计。

aaa.png

即使没有外界的液氮供应,Timeship也可以使用自己的液氮储存维持运行。这个图显示了液氮储存罐及备份电源在Timeship中的分布。

   冷冻设备硬件发展的下一步就是制造一个小尺寸的冷冻储存间模型。

bbb.png

有接入管的九个社区其中的一个。顶部的小金字塔代表了防止爆炸的上部外壳的结构桁架系统,提供了高度的安全性。上层的开放空间是用于将病人的转移至下层冷冻矩阵。

基础研究

    Timeship其中的一个作用就是成为有关人体冷冻保存、生命延续及相关学科资料的存放场所。这些资料除了保存在生命暂停基金会的图书馆中以外,也会在网上提供电子版。

 

    这些信息由生命暂停基金会中实习的毕业生团队负责收集调查和编译报告。实习生大部分来自德克萨斯大学,并由Stephen Valentine及生命暂停基金教育与研究主管负责组织协调。从2011年底开始,所有的报告资料包含:

 

人体细胞组织保存:冷冻保存技术

冷冻容器及液氮使用历史

记忆编码通过突触的可塑性

l 记忆、意识和死亡

l 纳米医学:冷冻保存的应用

l 生物器官工程

l 配子和胚胎的冷冻保存应用概述

l 人类生殖:配子和胚胎的超低温保存收集过程(IVF)

 

研究图书馆

    生命暂停基金设立的生命暂停基金研究图书馆(SFRL)将成为生命延续研究的资源中心。SFRL是一个雄心勃勃的使命:组织提供独特的资源来推动和促进寿命延长的研究和新技术研发用于改变未来人们生活的方式。

 

   信息资料的收集包括但不限于,冷冻保存的方法,长期的器官存储,纳米技术和脑科学。

 

   它是基金会的一个目标,为尽可能广泛的民众提供免费的访问图书馆的机会。所有顾客可以从网上实现访全球图书馆之间的资料互借。

 

    对于SFRL的持续关注让研究人员或者普通大众对于生命延续有了更多的认识。当SFRL成为一家领先的研究机构,其将成为用户检索生命延续内容的首选途径。

 

结语

    正如本文开头提到的,Timeship是更像是一个科研研目作而不是一个建筑项目。Timeship所需的安全性及可以稳定运行百年的稳定性堪比国际空间站。所以我们的设计和工程人员必需能肩负这一艰巨的挑战。