Die Vitrifikation ist eine Methode zur Kryokonservierung (Tiefgefrierung) von Zellen, welche in den letzten Jahren mehr und mehr auch in der Fortpflanzungsmedizin eingesetzt wird. Die Methode ist nicht wirklich neu; sie wurde durch Rall und Fahy erstmals im Jahre 1985 publiziert. Bei der herkömmlichen langsamen Tiefgefriermethode werden die Zellen in Gegenwart von Gefrierschutzmitteln in geringer Konzentration sehr langsam abgekühlt (Gefrierraten ca. –0,3°C/min). Hierbei werden die Zellen sehr langsam entwässert, so dass sich keine (oder nur sehr kleine) intrazelluläre Eiskristalle bilden können. Große Eiskristalle würden die Zellstruktur zerstören. Die Gefrierschutzmittel sind übrigens die gleichen, die man auch der Kühlflüssigkeit im Autokühler beimischt um dort die Eiskristallbildung zu unterbinden: Glycerin, Glysantin (=Ethandiol) Propandiol, DMSO. Bei der Vitrifikation werden die Zellen in Gegenwart von Gefrierschutzmitteln in hoher Konzentration ultraschnell schockgefroren (Gefrierraten ca. – 10 000°C/min) so dass die Zellflüssigkeit nicht kristallisiert, sondern in einem glasartigen Zustand erstarrt (lat. vitrum = Glas). Ebenso muß eine ultraschnelle Auftaurate eingehalten werden, damit während des Auftauprozesses keine Rekristallisation stattfinden kann. Die Gefrierschutzmittel müssen innerhalb des Auftauprozesses sehr schnell wieder aus der Zelle entfernt werden, weil sie in hoher Konzentration toxisch sind. Dies wird durch schnelles Eintauchen in eine warme, konzentrierte Zuckerlösung bewirkt. Diese nötigen sehr hohen Gefrier- und Auftauraten können nur erreicht werden, indem man die Zellen zum Schockgefrieren in einem sehr kleinen Volumen direkt in flüssigen Stickstoff eintaucht (Siedepunkt = - 196°C), bzw. zum Auftauen direkt in die warme Zuckerlösung (+37°C). Die zur Zeit am häufigsten verwendete Methode der Vitrifikation wurde von der japanischen Arbeitsgruppe um Kuwajama (2005) publiziert. Von der Lübecker Arbeitsgruppe um Prof. Al-Hasani et al. (2007) wurde die Methode an die speziellen deutschen Erfordernisse angepasst (Tiefgefrierung im Vorkern-Stadium). Al-Hasani erzielt mit seiner Methode eine Schwangerschaftsrate im Kryo-Zyklus, welche etwa gleich hoch ist wie im Punktionszyklus ( 36,8 % pro Kryo-Transfer). Die Vorkern-Stadien können somit praktisch verlustfrei kryokonserviert werden. Der Nachteil, welcher den Kinderwunschpatienten durch das restriktive Embryonenschutzgesetz von 1991 zugemutet wird (Kultivierung von 2 bis maximal 3 Vorkern-Eizellen zu Embryonen) kann somit faktisch aufgehoben werden.
Im Kinderwunschzentrum Darmstadt erfolgt die Kryokonservierung von Eizellen oder Embryonen seit 2008 durch die Cryotop-Vitrifizierung, wie sie auch beim renomierten IVF-Institut in Valencia durchgeführt wird.
Neben befruchteten Eizellen im Vorkernstadium lassen sich mit dieser Methode natürlich auch Spermien, Embryonen und unbefruchtete reife Eizellen kryokonservieren. Die Konservierung unbefruchteter Eizellen kommt zum Beispiel vor einer Chemotherapie im Rahmen einer bösartigen Erkrankung in Frage. Nach Abschluss der Therapie kann dann mit diesen Eizellen der Kinderwunsch erfüllt werden.
Da der Wunsch nach einem Kind heute immer mehr in das letzte Drittel der fortpflanzungsfähigen Phase der Frau fällt (35 bis 45 Jahre), macht es durchaus Sinn in jungen Jahren Eizellen einzufrieren (Eizell-Banking). Diese unterliegen dann nicht mehr dem natürlichen Alterungsprozeß. Immer mehr Frauen machen von diesem Angebot Gebrauch.
Im Rahmen der kontrollierten Stimulation der Ovarien lassen sich in der Regel mehrere Eizellen gewinnen. Bei der IVF oder ICSI-Behandlung entstehen somit mehrere befruchtete Eizellen. Da wir in der Regel nur 2 oder maximal 3 Embryonen in die Gebärmutter zurückführen (Embryotransfer) resultieren aus einem Stimulationszyklus überzählige befruchtete Eizellen. Diese müssen nicht verworfen werden, sondern können in flüssigem Stickstoff bei ca. -196 Grad Celsius unbegrenzt gelagert werden. (Siehe hierzu auch Ferticonsult GmbH) Diese befruchteten Eizellen (PNs) können dann nach Auftauung und Kultivierung im Inkubator für eine erneute Behandlung genutzt werden. Die Stimulation der Ovarien, sowie die Eizellentnahme entfällt damit. Neben befruchtete Eizellen können so aber auch Spermien oder Embryonen kryokonserviert werden. Die kritische Phase bei der Kryokonservierung ist die Über- oder Unterschreitung von 0 Grad Celsius. Hier kann es zur Bildung von Eiskristallen aus noch vorhandenem Restwasser und damit zur Zerstörung der Zelle kommen. Ein neues Verfahren der Kryokonservierung reduziert dieses Riskio deutlich. Es ist nunmehr sogar möglich unbefruchtete Eizellen tiefzufrieren. Die Hülle unbefruchteter Eizellen haben das alte Verfahren der Kryokonservierung in der Regel nicht unbeschadet überstanden.