Η κρυοσυντήρηση είναι μια μέθοδος διατήρησης βιολογικών ιστών ή κυττάρων σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Αν και υπάρχουν πολλές εφαρμογές κρυοσυντήρησης, οι πιο κοινές χρήσεις της διαδικασίας είναι η διατήρηση του σπέρματος, των εμβρύων, των ωαρίων και των σπόρων φυτών. Υπάρχει επίσης μια παραλλαγή της διαδικασίας γνωστής ως κρυογονική που επιδιώκει να διατηρήσει τους ανθρώπους μετά το θάνατο με την ελπίδα να τους αναζωογονήσει στο μέλλον.
Η κρυοσυντήρηση συμβαίνει όταν ο ιστός καταψύχεται, γενικά σε υγρό άζωτο, μέχρι να φτάσει σε ένα εύρος θερμοκρασίας τουλάχιστον -148 βαθμούς Φαρενάιτ (-100 βαθμούς Κελσίου). Σε αυτές τις θερμοκρασίες, ο ιστός διατηρείται σε κατάσταση παρόμοια με αυτή της αναστολής κινούμενης εικόνας. Οι μεταβολικές διεργασίες του βιολογικού ιστού επιβραδύνονται δραματικά στο ακραίο κρύο, το οποίο με τη σειρά του επιβραδύνει τη φυσική διαδικασία αποσύνθεσης. Η λέξη κρυοσυντήρηση προέρχεται από την ελληνική λέξη κρυός, που σημαίνει κρύο.
Η διαδικασία κρυοσυντήρησης δεν είναι απλώς η κατάψυξη του ιστού που πρόκειται να συντηρηθεί. Κατά τη διαδικασία κατάψυξης, τα υγρά που υπάρχουν στα κύτταρα διαστέλλονται καθώς στερεοποιούνται. Αυτή η επέκταση θα προκαλούσε την καταστροφή των κυττάρων και θα αναιρούσε κάθε όφελος από την κατάψυξη του βιολογικού ιστού. Η κρυοσυντήρηση συνήθως περιλαμβάνει την αντικατάσταση του υγρού στον ιστό με ένα διάλυμα παρόμοιο με το αντιψυκτικό που μπορεί να αντέξει τις ακραίες χαμηλές θερμοκρασίες.
Το σπέρμα συνήθως συντηρείται με σκοπό την τεχνητή γονιμοποίηση ή την in vitro γονιμοποίηση. Όταν ένα αρσενικό παρέχει δείγμα σπέρματος, το δείγμα καταψύχεται μεταξύ των θερμοκρασιών -175 βαθμών Φαρενάιτ (-115 βαθμοί Κελσίου) και -320 βαθμών Φαρενάιτ (-196 βαθμοί Κελσίου) για να διατηρηθεί το δείγμα βιώσιμο μέχρι να απαιτηθεί η χρήση του. Το σπέρμα έχει μέγιστη διάρκεια ζωής μόνο δύο έως τέσσερις ημέρες, επομένως εάν το σπέρμα δεν διατηρηθεί, μπορεί να είναι πολύ πιο δύσκολο να πραγματοποιηθεί τεχνητή γονιμοποίηση ή in vitro γονιμοποίηση σε ένα βολικό και αποτελεσματικό χρονοδιάγραμμα.
Η τεχνητή γονιμοποίηση είναι μια μέθοδος εισαγωγής σπέρματος στα γυναικεία αναπαραγωγικά όργανα με στόχο την επίτευξη εγκυμοσύνης. Η πρώτη περίπτωση ανθρώπινης γέννησης ως αποτέλεσμα της χρήσης κρυοσυντηρημένου σπέρματος συνέβη στις αρχές της δεκαετίας του 1950. Τα έμβρυα μπορούν να κρυοσυντηρηθούν για in vitro γονιμοποίηση. Μόλις γονιμοποιηθεί ένα ωάριο, το έμβρυο μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα για μελλοντική χρήση. Η πρώτη περίπτωση ανθρώπινης γέννησης από έμβρυο που είχε κρυοσυντηρηθεί αναφέρθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980.
Η κρυοσυντήρηση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διατήρηση των σπόρων και των ιστών των φυτών. Οι σπόροι συχνά καταψύχονται για να διατηρηθεί ένα ποικίλο γενετικό αρχείο. Οι σπόροι συχνά διατηρούνται για χρήση σε περίπτωση μεγάλης κλίμακας καταστροφής σπάνιων ή απειλούμενων φυτών. Οι διατηρημένοι σπόροι μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για την αναγέννηση των φυτικών καλλιεργειών.
Ορισμένα φυτά δεν είναι παραγωγικοί σπόροι, διαφορετικά οι σπόροι τους δεν θα ήταν πλέον βιώσιμοι εάν καταψύχονταν. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο φυτικός ιστός ή τα κύτταρα μπορούν να κρυοσυντηρηθούν. Η κρυοσυντήρηση ιστών και κυττάρων θα επέτρεπε την αναγέννηση των φυτών χωρίς τη χρήση σπόρων.