Les dispositifs de congélation sont des équipements spécialisés conçus pour réguler la vitesse de refroidissement des échantillons biologiques, généralement contenus dans des cryotubes, lors de leur passage de la température ambiante ou de conditions réfrigérées à des températures extrêmement basses. Leur fonction principale est de prévenir les lésions cryogéniques en maintenant un profil de refroidissement contrôlé et reproductible, généralement de l’ordre de −1 °C par minute. Cette vitesse permet la déshydratation cellulaire avant que la formation de glace intracellulaire n’entraîne des dommages irréversibles. Ces dispositifs se répartissent en deux grandes catégories : les dispositifs de congélation passifs, qui reposent sur des principes de conception thermique pour obtenir une vitesse de refroidissement nominale sans régulation active, et les congélateurs à vitesse de refroidissement contrôlée, qui régulent activement la température de la chambre selon un profil programmable.

Applications et comparaison des performances

Les dispositifs passifs sont largement utilisés pour la cryoconservation à petite échelle de lignées cellulaires robustes, de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC), de cellules végétales et de protoplastes. Ils servent également à la congélation initiale de produits contenant des cellules progénitrices hématopoïétiques avant leur stockage à long terme dans l’azote liquide. Des données récentes indiquent que la congélation passive peut donner des résultats équivalents à ceux de la congélation à vitesse contrôlée en matière de prise de greffe des cellules progénitrices hématopoïétiques. Elle constitue donc une solution alternative acceptable pour la cryoconservation initiale dans ce contexte.

Les congélateurs à vitesse de refroidissement contrôlée sont privilégiés lorsque la reproductibilité, la traçabilité documentaire et la manipulation de produits sensibles ou de grand volume sont essentielles. Ils permettent de congeler des poches de cryoconservation et des volumes plus importants, qui ne peuvent pas être congelés de manière reproductible dans des dispositifs passifs, et fournissent les enregistrements nécessaires aux procédés de fabrication soumis à des exigences réglementaires. Dans le cas de produits issus de leucaphérèses réalisées chez des donneurs sains, des études comparatives ont conclu que seule la congélation à vitesse contrôlée permettait de préserver intégralement certains paramètres de qualité. La variabilité entre les cycles de congélation est également réduite avec les systèmes à vitesse contrôlée par rapport aux dispositifs passifs.