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人工血液的誕生將為醫學界帶來福音

2016-12-13

人工血液作為粉末存儲有一天將徹底改變急診醫學,為創傷的受害者提供更好的生存機會。

研究人員已經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,更方便醫生和醫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?!八梢栽諞桓鲆繳尚腎V塑料袋、救護車或一個背包內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,并在現場就可隨時準備注入?!?/p>

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的組分,攜帶氧氣到達全身。

據估計,多達70%的戰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, 在美國每年創傷死亡的人數中大約有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?!暗彼鞘醞及崖閶斕鞍追胖萌胙褐惺?,導致了心臟病和中風?!?/p>

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研發的。

當血液穿過身體時聚合物表面對血液pH值產生化學反應,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, 組織內較低, 在沒有足夠氧氣的組織內甚至更低,” Doctor說?!巴ü跚綴土τ胙簆H值相關聯,我們模仿正常紅細胞的行為?!?/p>

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?!罷廡┬∈笄鷯誚郵芰硪恍┬∈笫溲男∈??!?/p>

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,以及補充醫院心臟搭橋等復雜手術期間的常規血液供應,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留在血液中。

“一個正常的紅細胞循環周期大約是120天。 現在這個紅細胞,我們設計的循環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時間?!?/p>

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?;?,調節血液流動,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?!?/p>

盡管如此, Mast說這些人造細胞的發展還是“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院,“Mast說?!霸諉揮邢殖傻難返吶┐宓厙虼瓷誦允錄⑸牡胤秸庖徊芬部贍蓯怯杏玫??!?/p>

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。

這項研究的發現將于星期六在美國血液學會的年度會議上展示出來。在發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

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