ההקפאה המוצלחת הראשונה של עוברי אדם הייתה בשנת 1983. מאז חלה התקדמות טכנולוגית רבה בענף זה של הרפואה, במיוחד בתחום של שימור "עוברי מבחנה", ביציות לא מופרות ואף פיסות רקמה שלמות בתחום של שימור פריון.

העיקרון שבבסיס הטכנולוגיה הוא "ייבוש" המים בתאים והמרתם בחומרים כמו גליצרול.

הניסיון שנצבר לאורך כשלושה עשורים העלה "כלל אצבע" האומר ששיעור ההצלחה של עוברים קפואים עומד על כמחצית מזו של "הטריים" באוכלוסייה.

בניגוד לתא הזרע שהינו "קל" להקפאה והיה התא הראשון שהוקפא בהצלחה, הרי שלגבי הביצית המצב הוא שונה לחלוטין. הביצית טרם הפרייתה נמצאת באמצע חלוקת התא. בנוסף לכך, בניגוד לתא הזרע שהוא מן הקטנים בגופנו (כ 0.005 מ"מ) הביצית היא הגדולה שבהם (0.2 מ"מ). עובדות אלה ואחרות גורמות לכך שהביצית הינה רגישה מאוד לנזקי הקפאה. זו הסיבה שרק לאחרונה למדנו כיצד להתמודד עם האתגר שבהקפאתה. זה התאפשר בזכות שיטה שנקראת זיגוג או ויטריפיקציה, אותה גילה בזמנו אלברט איינשטיין הנודע. בשיטה זו נוזל הופך ל"מוצק" באופן ישיר מבלי שחלים בו תהליכי התגבשות שהם הרסניים לתא. זה מושג בזכות שימוש בריכוזים גבוהים מאוד של "מגני קפיאה" (הדומים לגליצרול) וקצבי קירור גבוהים מאוד המתאפשרים רק בנפחי נוזל קטנים מאוד. זה אומנם יוצר אפשרות אך מצריך הקפדה על שימור מתמיד בתוך חנקן נוזלי.

מלבד ביציות זו שיטת ההקפאה המועדפת כיום בעולם גם להקפאת עוברים (במיוחד בשלבי התפתחות מתקדים מיום 3 עד יום 5) בגלל פשטות, מהירות התהליך ואי תלות במכונות הקפאה ייעודיות. ואולם, כל חשיפה, ולו לפרקי זמן קצרים ביותר, מחוץ לתנאים אלה מסכנת את שלום התאים עקב תהליך הנקרא "דה-ויטריפיקציה", במיוחד בעת שינוע של תאים כאלה ממקום למקום.

התגלית שהביאה לפריצת דרך בהקפאת תאים ורקמות

כיצד למדנו להקפיא תאי זרע, ביציות, עוברים ופיסות שחלה?

כמו הרבה תגליות ברפואה ובמדע ראשיתה של הקריוביולוגיה (ענף במדעי החיים העוסק בטכנולוגיה של הקפאת תאים ורקמות) בתגלית מקרית שהייתה תוצאה של ניסוי וטעייה (או יותר נכון תעייה מלשון של טעות בדרך).

בתחילת שנות החמישים נעשו באוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה ניסיונות רבים להקפיא תאי זרע של בקר. הייתה לכך חשיבות רבה בתעשייה החקלאית. ניסיונות רבים נחלו כישלון חרוץ עד שיום אחד התרחש באופן מפתיע ניסוי מוצלח. החוקרים ניסו מיד לשחזר בדקדקנות את הניסוי המוצלח על ידי בדיקת שלביו, שהיו שעל פניהם דומים לאלה שקדמו להם.

תוצאת התחקיר העלתה שבניגוד למה שקרה בניסויים קודמים, בניסוי המוצלח דגימת הזרע נאספה לתוך מיכל לא שטוף. מיכל זה הכיל קודם לשימוש בו גליצרול. כך התגלה החומר המגן על התאים מפני נזקי ההקפאה.