發布日期：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。“它可以在一個醫生可攜帶的IV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。”

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。“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。“通過將氧親和力與血液pH值相關聯，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。”

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。”

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。“在沒有現成的血產品的農村地區或創傷性事件發生的地方這一產品也可能是有用的。”

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