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当更换前交叉韧带 (ACL) 撕裂或在脊柱融合术中使用骨组织来治疗椎骨问题时，医生或患者最不想担心的就是感染或替代部件的结构完整性。因此，组织会经过筛选、清洁和处理，以符合美国食品和药物管理局 (FDA) 的指导方针。然而，在处理过程中，一些组织通常通过辐照替代部件或组织进行灭菌，而这个过程可能会削弱其强度。因此，一种新的方法正在作为替代方案出现——“超临界”二氧化碳，它被压缩到介于气态和液态之间的状态。
当二氧化碳被压缩到接近 10 倍大气压，或大约每平方厘米 10 公斤，并加热到 35 摄氏度时，它会形成所谓的超临界流体——一种湿气体，可以渗透表面，并具有液体的某些溶解特性。移植组织经过清洁并密封在其最终医疗包装中后，这些骨碎片、肌腱甚至皮肤移植片被放置在高压腔内的篮子中。一旦密封，自动化系统会将腔室充满 CO2，然后将其加压并加热到临界点以上，此时气体形成溶剂，在几个小时内对样品进行灭菌。超临界 CO2 可以促进相关碳酸的形成，碳酸与化学氧化作用一起，可能会杀死细菌。
使用超临界 CO2 进行灭菌的证据可以追溯到十年前，当时麻省理工学院的一个研究团队在美国国家科学院院刊上报告了使用这种形式的二氧化碳来灭活活细菌。在一年内，纽约州兰辛的 NovaSterilis 公司成立，旨在将该工艺商业化，采用更大的自动化系统，可以使用超临界 CO2 对组织进行灭菌。如今，该公司的 Nova 2200 具有一个 20 升的灭菌室，其中可以净化多达 60 个单独的同种异体移植体（移植组织）。为了灭活孢子以及活细菌，该公司提供用化学添加剂混合物处理过的纸张，包括一种可以溶解到超临界 CO2 灭菌液中的酸，很像洗衣机中的洗涤剂，NovaSterilis 总裁兼首席执行官 David Burns 说。这种液体渗透到细菌细胞并杀死它们。
对替代骨骼和肌腱的需求量很大——根据美国组织库协会 (AATB) 2007 年年度调查报告，美国每年处理约 170 万份肌肉骨骼同种异体移植组织。超临界方法正在这个行业中获得立足点。Burns 表示，五家组织处理公司已获得 NovaSterilis 技术的许可。生物医学公司研究人员进行的至少两项研究并发表在同行评审期刊上的研究表明，用高压 CO2 处理过的骨骼、肌腱和皮肤样本没有显示出任何结构完整性降低，这为辐照提供了替代方案，并提供了达到 FDA 灭菌标准的替代部件，与医疗设备的标准相当。
用超临界 CO2 浸泡同种异体移植体也具有其他实际优势。超临界处理使组织库能够在现场并在几个小时内处理自己的产品，而不是将样品运出进行去污处理。由于使用辐射的费用和政府法规，组织库不会辐照自己的组织。相反，他们将样品运送到具有必要许可证和专业知识的机构。然而，澳大利亚生物技术公司 Australian Biotechnologies 的组织服务主管 Sharon Bryce 表示，这个过程既耗时又昂贵。该公司预计将在今年年底获得 治疗用品管理局 (TGA)（澳大利亚的 FDA 同等监管机构）的批准，以使用超临界二氧化碳对其一种骨骼产品进行灭菌。与辐照一样，CO2 过程可以在样品密封在其最终包装内进行，从而减少了污染物再次引入的机会。
伽马射线高剂量或包括蒸汽和化学物质（如环氧乙烷（一种已知会引起呼吸道刺激和肺损伤的熏蒸剂））在内的严酷处理的问题在于，它们会降解骨骼和软组织内的胶原蛋白和其他蛋白质，从而损害其强度并使其无法用于移植，AATB 首席政策官 Scott Brubaker 指出。Bryce 补充说：“伽马射线辐照实际上对骨骼非常有害。我们公司走的是一条细钢丝，”使用低剂量辐射进行灭菌，同时努力避免结构退化。
事实上，尽管低剂量辐照是一种 FDA 验证的灭菌方法，但一些外科医生仍然 prefer 不使用辐照组织，因为他们质疑所得移植体的机械完整性，俄亥俄州代顿市 Community Tissue Services 的研究与开发主管 Shawn Hunter 说。这使得 Hunter 和他的同事们正在测试使用超临界二氧化碳作为辐照的替代方案对软组织同种异体移植体进行灭菌。Hunter 补充说，超临界方法可以更好地控制灭菌过程，并使组织处理者能够直接了解样品已得到适当处理。
新泽西州安多弗市 Integrity Bio-Surgical Systems 总裁 Bruce Humphrey 表示，到目前为止，一些外科医生对超临界工艺印象深刻。Integrity Bio-Surgical Systems 经销软组织，包括一些用超临界 CO2 灭菌的软组织。尽管组织库仍然需要确信投资这项新技术的价值，但 Humphrey 对其未来持乐观态度。“我看到这个过程将成为行业的标准，”他说。