אייסקיור, "קרח מרפא", כשמה כן היא. חברה המפתחת מוצרים לשימוש בטיפול בהקפאה עמוקה. במשך שמונה השנים האחרונות פיתחה אייסקיור את טכנולוגית השימוש בחנקן נוזלי, שלא קיימת בשוק במימדים זעירים. השימוש בחנקן נוזלי ליישומים אלו דרש יכולת העברת החנקן למרחק, הרתחתו וספיגת החום במקומות ממוקדים, תוך חדירה מינימלית במחטים דקות דרך רקמות אחרות בלי לפגוע ברקמות אלה. הטכנולגיה דרשה התחשבות בתכונות המיוחדות של החנקן הנוזלי. הטמפרטורות הנמוכות של רתיחת החנקן הנוזלי הצריכה ניסיונות רבים ולמידת תכונות חומרים שונים בטמפרטורות נמוכות, שהיצרנים אינן יודעים אותן, בגלל מיעוט שימוש החומרים בטמפרטורות נמוכות אלה.
אחת משיטות הנפוצות כיום להריגת תאים סרטניים, פגיעה או הריגה של תאים שפירים לא רצויים, היא הקפאה עמוקה. התאים המועמדים לטיפולים אלו יכולים להמצא בכל מקום בגוף. קיימים מספר מכשירים רפואיים שמטפלים בסרטן הערמונית או בסרטן הכליה, מכשירים לטיפול בפירפורים בלב היוצרים חוצצים למניעת העברת סיגנל חשמלי ממקורות לא רצויים, ומכשירים לטיפול בגידולים שפירים הנמצאים בשד או ברחם. האתגרים הטכנולוגיים בפיתוח מכשיר לטיפולים אלו הוא להגיע לתאים בחדירה מינימלית ומדויקת, בפגיעה רק בתאים המיועדים, ולביצוע מהיר של ההתערבות הקלינית.
הבסיס הביולוגי/רפואי לתהליכי הטיפול בקריו מסתמך על עבודה רבת שנים שנעשתה על שימור תאים חיים ( cryopreservation ). בחקר תהליך השימור נקבעו תהליכים שגורמים להריגת התא ונקבעו גבולות ברורים של קצב קירור, זמן קירור, וטמפרטורות קריטיות, שמבטיחים שימור התאים. על בסיס חקר תהליכים אלו, פותח תהליך שמביא להרג מוחלט של התאים.
בתהליך הרס התאים בהקפאה מבחינים בשלושה שלבים: הקפאה בתוך התאים, היווצרות של תנאי התיבשות, ומניעת אספקת חמצן לתאים. השלב היעיל ביותר להריגת התאים הוא ההקפאה בתוך התאים. בשלב זה ההרס נוצר עקב קפיאת הסליין בתוך התא מהקירור המהיר. על מנת לפגוע גם בתאים המרוחקים מהמכשיר, יש להביא את פני השטח של המכשיר לטמפרטורה נמוכה ביותר המתאפשרת מבחירת החומר המקפיא, על מנת לקרר במהירות גם תאים הרחוקים יחסית לפני שטח המכשיר.
לצורך הקירור המהיר משתמשים בשני תהליכים טכנולוגיים מוכרים: קירור בעזרת התפשטות אדיאבטית של גז בלחץ גבוה, בדרך כלל בגז ארגון, תהליך המכונה תהליך ג’אול טומסון, והרתחה של גז במצב נוזלי, בו שימושיים שני גזים, גז הצחוק או ניטרוס אוקסיד, וחנקן.
באייסקיור בחרנו לקרר את המכשיר בעזרת הרתחה של חנקן נוזלי משלוש סיבות:
חנקן נוזלי רותח ב 1940- מעלות צלזיוס בלחץ אטמוספירי. טמפרטורה זו נמוכה בהשואה לטמפרטורה המינימלית המושגת בהתפשטות אדיאבטית בתהליך ג’אול טומסון בשימוש גז הארגון, כ 1800-, ונמוכה מאד ביחס לטמפרטורת רתיחת הניטרוס אוקסיד 750-.
יכולת מעבר חום במגע טובה יותר מהיכולת של העברת חום של גז בזרימה.
המערכת מתוכננת ללחצים נמוכים ולא דורשת אבטחת הציוד בשימוש ואחסנה, כפי שנדרש ממערכות ללחצים גבוהים.
החנקן הנוזלי הוא תוצר לואי של הפקת גזים, כחמצן וארגון ואחרים, בתהליך ניזול האויר. ולכן זמינותו רבה, ועלותו מאד נמוכה. אלא שהחנקן הנוזלי אינו נוזל ידידותי לשימוש בעיקר בצינורות בקטרים קטנים הנידרשים למכשיר להתערבות בחדירה מינימלית. שתי סיבות מקשות על התכנון לשימוש בחנקן נוזלי: תופעת הלינדנפרוסט, שבה עם יצירת המגע של הנוזל עם משטח בטמפרטורה מעט גבוהה מזו של הנוזל, נוצרת כרית גז של החנקן שמורידה משמעותית את העברת החום בין המשטח והחלק הנוזלי של החנקן, והחנקן מתפשט פי 700 בנפח ממצב נוזלי למצבו הגזי. תכונה זו מקשה על הרחקת התוצרים של הרתיחה במימדים הקטנים של הצנרת. בעיה אחרת שנאלצנו להתמודד איתה היא העובדה שמשקל הסגולי של החנקן הנוזלי זהה למשקל הסגולי של קרח. כל טיפת לחות שקופאת מתערבבת בחנקן הנוזלי ומעמידה קשיים במניעת כניסת קרח למערכת שתגרום לסתימתה בגלל המעברים הצרים. מסיבות קשיים אלו מוצאים מעט מוצרים מוכנים על המדף למערכות זעירות שפועלות עם חנקן. בבחירת נוזל הקירור ידענו שיהיה עלינו לפתח לבד את כל חלקי המערכת ולבחור חומרים על סמך ניסיון שצברנו לבד לטיפול בטמפרטורות נמוכות כאלה.
אייסקיור פיתחה מערכת המסוגלת לדחוף חנקן נוזלי ביעילות גבוהה למחט, שתפקידה להקפיא במהירות רקמה חיה. הקוטרים החיצוניים של המחט הם 3.4ממ או 2.4ממ. בתוך הקוטר הזעיר הזה ישנם שלושה מעברים: כניסת חנקן נוזלי, יציאת התוצרים של הרתיחה, ובידוד וקום למניעת פגיעה ברקמות שדרכן עוברת המחט אבל אינן חלק מהגידול. לצורך העברת החום בקצה המחט, בשיטה יעילה תוך התחשבות בכל הקשיים שמעמיד החנקן הנוזלי, פותח מחליף חום מיוחד המביא את החנקן הנוזלי לרתוח קרוב לפני השטח החיצוני של המחט. ממחטים אלו ניתן לקבל כדורי קרח בקטרים של עד 50ממ.
המערכת מביאה את פני קצה המחט לטמפרטורות של 1650- תוך 30 שניות. טמפרטורה זאת ממשיכה לרדת עד 1700- או אפילו נמוכה מזאת, וניתן בעזרת טרמוס של ליטר וחצי לשמור על טמפרטורה זאת למשך רבע שעה. בתכנית המחשב המפקחת על הפעולה ניתן גם לאפשר החלפת מיכל החנקן הנוזלי-הדואר, ולהמשיך ולהקפיא בזמנים ארוכים יותר. מהידע שנוצר ניתן להקפיא אורכים של עד 150ממ. פותח מחליף חום ומחט שמסוגלת ליצור כדורי קרח בקטרים של עד 80ממ.
בתהליך ההתערבות הקלינית נדרש גם שלב של חימום על מנת לאפשר הוצאת המחט עם סיום תהליך ההקפאה, בלי צורך להמתין לתהליך הטבעי של הגוף להפשרה. בתהליך זה מחומם חנקן גזי שנאסף במיכל נוסף, מהחנקן החוזר משימוש בהרתחה בקצה המחט.
המערכת כולה, תהליך הקירור/חימום, ותכנון המחט מעוגנים בשלושה פטנטים שהתקבלו במשרד הפטנטים בארה"ב.
עד כה מצאו המחטים שימוש בהתערבות קלינית של פיברואדינומה של השד, גידול שפיר. יש מספר מקומות שהמחט משמשת לטיפול בסרטן השד, וישנם ניסיונות ראשוניים לשימוש לטיפול בסרטן הריאה.