Das Einfrieren und Lagern von biologischem Material wie Eizellen erfolgt bei tiefen Temperaturen.

Diese Temperaturen werden mithilfe von flüssigem Stickstoff (-196°C) erreicht. Unter diesen Bedingungen können Eizellen über sehr lange Zeit ohne Beeinträchtigung ihrer Lebensfähigkeit und Funktion gelagert werden. Damit kein Schaden an Eizellen/Gewebe entsteht, müssen die verschiedenen potentiell schädigenden Effekte des Abkühlens mit berücksichtigt werden, um die richtige Einfriermethode zell- bzw. gewebsspezifisch einsetzen zu können.

Im Detail:
Durch eine Regulierung der Abkühlrate unter Berücksichtigung des verwendeten Gefrierschutzes (Kryoprotektivum) und dessen Konzentration kann das Einfrieren von Eizellen optimiert werden.

So können metabolische Störungen, irreversible Schädigungen an Lipidproteinkomplexen, erhöhte Löslichkeit für Gase sowie ein erhöhter osmotischer Druck in Folge von Dehydration und Eisbildung verhindert oder vermieden werden.

Kryoprotektiva schützen Zellen (z.B. Eizellen) durch direkte Interaktion mit der Zellmembran. Sie setzen den Gefrierpunkt der Lösung herab. Der „Dehydrierungseffekt“ von nicht-permeablen Kryoprotektiva mit der osmotischen Wirkung im externen „Milieu“ trägt dazu bei, daß der Zelle Wasser entzogen wird, und so eine intrazelluläre Eisbildung weitestgehend vermieden wird.

Beim Auftauprozeß wird der Wassereinstrom in die Zelle durch die Kryoprotektiva verringert.

Damit bleibt das biologische Material vor exzessiver und zu schneller Rehydrierung geschützt. Zudem spielt die Kristallisation mit ihrer mechanisch schädigenden Wirkung eine wesentliche Rolle in Bezug auf das Zellüberleben nach dem Auftauen.

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