發(fā)布日期：2016-12-08
人工血液作為粉末存儲有一天將徹底改變急診醫(yī)學，為創(chuàng)傷的受害者提供更好的生存機會。
研究人員已經(jīng)制造出了一種人工紅細胞，能有效地獲取肺部的氧氣，并將其輸送給全身各個組織。
這種人造血液可以凍干，更方便醫(yī)生和醫(yī)護人員解決不時之需，高級研究員Allan Doctor博士說。 他是華盛頓大學醫(yī)學院一個至關重要的保健專家。
“這是一種看起來像辣椒粉的干粉，” Doctor說。“它可以在一個醫(yī)生可攜帶的IV塑料袋、救護車或一個背包內(nèi)存儲一年或更長時間。 當他們需要使用的時候， 用無菌水沖洗袋子，混合，并在現(xiàn)場就可隨時準備注入。”
人造血細胞，大約為正常紅細胞大小的五十分之一 ， 是由合成聚合物包裹的純化人類血紅蛋白制造， Doctor說。血紅蛋白是血紅細胞內(nèi)的組分，攜帶氧氣到達全身。
據(jù)估計，多達70%的戰(zhàn)場上死亡是由于失血引起的沖擊而非危及生命的重要器官受傷， Doctor說。此外， 在美國每年創(chuàng)傷死亡的人數(shù)中大約有20000人是由于到達處理中心之前失血導致的。
尋找一個人造血液代用品已經(jīng)進行了80多年， 但是最接近之前的嘗試在兩個主要方面已經(jīng)失敗， Doctor說。
早期版本的人工血液可以捕獲肺中的氧氣，但之后不能有效地釋放氧氣到組織和器官中，他說。
“裸”血紅蛋白和一氧化氮之間也有一個意想不到的反應，一氧化氮是由血管內(nèi)皮釋放的一種物質，使血管舒張和開放， Doctor說。
“血紅蛋白消耗這些分子，導致血管收縮，” Doctor說。“當他們試圖把裸血紅蛋白放置入血液中時，導致了心臟病和中風。”
合成聚合物包裹的最新人造血細胞似乎解決了這兩個問題， Doctor解釋說。 涂層是由該研究的首席研究員， 伊利諾伊大學生物工程助理教授Dipanjan Pan研發(fā)的。
當血液穿過身體時聚合物表面對血液pH值產(chǎn)生化學反應，Doctor說。 當血液pH值較高時它捕獲氧氣， 當血液pH值較低它又釋放氧氣。
“肺部血液pH值高， 組織內(nèi)較低， 在沒有足夠氧氣的組織內(nèi)甚至更低，” Doctor說。“通過將氧親和力與血液pH值相關聯(lián)，我們模仿正常紅細胞的行為。”
聚合物涂層也可以防止血紅蛋白與血液中一氧化氮的反應，從而防止危險的收縮血管，他補充說。
還有一個好處，因為聚合物涂層是“免疫沉默的”，人造血液可用于任何人，不管血型如何， Doctor說。
實驗室對小鼠和大鼠進行的測試證明，人工紅細胞可以有效地提供氧氣給需要的組織，研究人員報道。
“我們用血液代用品替代了70%的血容量，” Doctor說。“這些小鼠區(qū)別于接受另一些小鼠輸血的小鼠。”
除了緊急場合，人造血液還可以用來幫助保持捐贈器官在到達接受者過程中活著，以及補充醫(yī)院心臟搭橋等復雜手術期間的常規(guī)血液供應，他建議。
然而，人造紅細胞永遠不會完全取代真實的紅細胞， Doctor說。
一方面，它們不能像正常紅細胞一樣持續(xù)留在血液中。
“一個正常的紅細胞循環(huán)周期大約是120天。 現(xiàn)在這個紅細胞，我們設計的循環(huán)時間大約是三分之一天到半天，” Doctor說。 “我們可以操作，讓它們循環(huán)好幾天，但我嚴重懷疑我們能不能使它們達到正常紅細胞的循環(huán)時間。”
這些人工紅細胞設計的也只能運輸氧氣， 并沒有正常紅細胞所提供的其他很多功能。
其他功能包括對組織的抗氧化性保護，調(diào)節(jié)血液流動，幫助免疫反應，幫助形成血凝塊和痂， Doctor和威斯康辛州血液研究所血液中心高級調(diào)查員Alan Mast說道。
“我更多的把這些看做人工氧載體，因為它們與正常紅血細胞不一樣，“過去的美國血液學會主席Mast說。 他沒有參與這項新研究。 “紅細胞可以做很多其他生理性的事情。”
盡管如此， Mast說這些人造細胞的發(fā)展還是“令人興奮的”。
“這可以為受傷的士兵買來時間，直到他們能被送去醫(yī)院，“Mast說。“在沒有現(xiàn)成的血產(chǎn)品的農(nóng)村地區(qū)或創(chuàng)傷性事件發(fā)生的地方這一產(chǎn)品也可能是有用的。”
不要指望它可以在任何地方都能很快獲得， Doctor警告說。在推向人類測試之前它仍然需要在兔子和猴子身上測試。 在動物身上的研究結果常常無法在人類身上產(chǎn)生類似的結果。
“那是一個相當漫長的道路，可能需要10年時間我們才能確定它是否會在人身上起作用，” Doctor說。
這項研究的發(fā)現(xiàn)將于星期六在美國血液學會的年度會議上展示出來。在發(fā)表于同行評審的雜志上之前，這些研究結果通常被視為初步研究結果。
來源：生物谷
