w całej historii, ludzkie ciało było przedmiotem nieograniczonej kontroli i cudu. Liczne zdziwione przez funkcję wszystkich tych narządów i płynów znalezionych w środku. Obejmowało to cel krwi, który widział samo lekceważony jako jedynie do “chłodzenia ciała”, aby być odpowiedzialnym za regulujący humory ciała, co prowadzi do praktyki krwi i innych wątpliwych środków zaradczych. Jak jednak nauka medyczna jednak zajmowaliśmy się dość inną perspektywę.
Wystarczy umieścić, nasz system krążenia i krew w niej, jest tym, co pozwala nam dużemu, wielowarstwowe organizmy do istnienia. Niesie ona komórki tlenu i składników odżywczych, umożliwiając usunięcie produktów odpadowych, a także łatwą ścieżkę dla komórek, które tworzą nasz układ odpornościowy. Nasza krew i tkanki zaangażowane w to są ważne dla zdrowego istnienia. To jest coś, co staje się boleśnie jasne, gdy mówimy o obrażeniach i operacjach, które wiążą się z ciężką utratą krwi.
Podczas gdy praktyka transfuzji krwi z podarowanej krwi spowodowała tutaj niezwykłą różnicę, nie zawsze jest łatwo zachować każdy rodzaj krwi zaopatrzonych, zwłaszcza nie w zdalnych szpitalach, w karetce lub w środku strefy wojennej. Tutaj wykorzystanie krwi syntetycznej – całkowicie wolny od skomplikowanych wymagań przechowywania i potrzebę zrównoważenia rodzajów krwi – może być rewolucyjny i oszczędzać liczne życie, w tym te, których religia zabrania transfuzji ludzkiej krwi.
Chociaż w tej dziedzinie dokonano wielu postępów, o ograniczonej liczbie przydatnych produktów, to jednak okazuje się wyzwaniem, aby trafić na wymianę, która kleszcza wszystkie pudełka potrzebne do uzyskania ogólnego i bezpiecznego.
Nie tylko płyn
Prywatny Roy W. Humphrey of Toledo, Ohio otrzymuje plazmę krwi po tym, jak został ranny przez Shrapnel na Sycylii 9 sierpnia 1943 r. (Źródło: Nara)
Chociaż istnieją raporty Inków uprawiających transfuzje krwi między ludźmi tak daleko w XVI wieku, dopiero William Harvey (1578 – 1657) opisał ludzki układ krążenia i właściwości krwi w XVII wieku, że nowoczesne widoki tego aspektu ludzkiej fizjologii zaczęły przyjąć kształt. To przyszło obok eksperymentów transfuzji krwi głównie między zwierzętami.
W 1665 r. Lekarz Richard niżej przeprowadził surowy transfuzję krwi między dwoma psami, z najwyraźniej żadnym zły wpływ na żadnym zwierzęciem po wspomnianej procedurze. Wokół tego czasu przeprowadzono również transfuzje krwi z zwierzęcia do człowieka (Xenotransfusionfusion), z licznych osób, które nie przetrwały procedury, prawdopodobnie ze względu na odrzucenie ciała tej obcych krwi.
Podobne problemy z Xenotransfusion Cropped Up z transfuzji krwi między ludźmi: w niektórych przypadkach, w jakich przypadkach działałby, innym razem, gdy obiekt przyjmujący doznałby złego skutków, a niektórzy umrze w wyniku. Doprowadziło to do transfuzji krwi o słabej wiarygodności w XIX wieku. Dopiero 1901 r., Kiedy Karl Landsteiner odkrył trzy ludzkie grupy krwi (A, B, O), że wyjaśnienie tych wyników stało się jasne.
Gdy niekompatybilne typy krwi są mieszane ze sobą, można zaobserwować wyraźnie, w jaki sposób czerwone krwinki łączą się ze sobą. W tym momencie łatwo było myśleć o tym, co stanie się w ludzkim korpusie, jeśli taka reakcja miała wystąpić podczas transfuzji krwi. Ten wgląd doprowadził do pierwszego z licznych rewolucji, które uczyniłyby transfuzje krwi jako bezpieczne i powszechne, jak są dzisiaj.
Kopiowanie od mistrza
Pozorne powikłanie z próbą replikacji funkcjonalności ludzkiej krwi jest to, że próbujemy odtworzyć coś, co rozwinęło się na miliony lat, w większym systemie (organizm), który zależy od licznych aspektów, aby funkcjonować w prawo. Nawet jeśli nie ma być w organizmie dłużej niż potrzebne, dopóki nie można odzyskać naturalne poziomy krwi, nie może być dozwolone, aby spowodować znacznie więcej szkody niż zapobiega.
U ludzi kont krwi za ~ 7% całkowitej masy ciała. Jego gęstość wynosi około 1060 kg / m3, która jest bardzo blisko 1000 kg / m3 wody. Dorosły człowiek ma średnio około 4,5 l krwi, która składa się z ~ 45% z czerwonych krwinek, ~ 54,3% osocza i około 0,7% białych krwinek. Zazwyczaj mówiąc, każda z nich tworzy trzy główne grupy funkcji krwi.
Czerwone komórki krwi obejmują hemoglobinę, która wiąże tlen, białe krwinki (wraz z przeciwciałami) tworzą główną część układu odpornościowego, a osocze obejmuje składniki odżywcze, elektrolity i elementy krzepnięcia krwi, które utrzymują komórek i pozwalają na naprawę obrażeń koagulacja. Z tego możemy wywnioskować to, co jest wymagane we krwi substytutowej: Cukiery funkcjonalność czerwonych krwinek, wraz z płynem przewoźnikowym podobnym do osocza (co oznacza ~ 95% wody).
Podczas gdy ten ostatni jest stosunkowo prosty w postaci usług krystaloidowych (np. Roztwór soli fizjologicznej), złożoność przychodzi z substancjąprzerażając funkcjonalność czerwonych krwinek. Tutaj dwie metody odnotowały duże badania i (ograniczone) stosowanie: przewoźników perfluorowęglowodorowych i hemoglobinowych (odpowiednio PFBOC i HBOC).
Wiązanie tlenu, luźno
Struktura ludzkiej hemoglobiny. Podjednostki α i β są odpowiednio czerwone i niebieskie, a grupy heme zawierające żelazo na zielono. (Kredyt: Richard Wheeler)
W przypadku skomplikowania przewoźnika tlenu z cechami czerwonych krwinek, jest to, że cząsteczki te nie tylko wiążą się z tlenem, ale powinni również łatwo udostępnić tkanki organizmu. Widoczna myśl tutaj byłaby syntezy hemoglobiny i użyć tego bezpośrednio. Sznurek jest tym, że sama hemoglobina ma bardzo wysokie powinowactwo tlenu, ma krótki okres półtrwania we krwi i może uszkodzić nerki. W czerwonej komórce krwi (RBC) hemoglobina stanowi tylko 33% masy komórki, z pozostałą masą działającą do ustabilizowania hemoglobiny.
Z tego powodu HBOC przy użyciu zwykłej hemoglobiny byłoby bezużyteczne, ponieważ nie zaoferowałoby wystarczająco dużo tlenu do tkanek. Aby to rozwiązać, hemoglobina musi być ustabilizowana w sposób, który nadal pozwala na wiązanie z tlenem, a nie hamując dystrybucję tkanek. Wiele firm przeprowadziło wysiłki na rzecz wprowadzenia takich hboków na rynek, z hemasistami (przez Baxter Healthcare), Hemolink (Hemosol, Inc.) i Hemopure (Biopure Corp) i inni albo niepowodzenie podczas badań, czy wkrótce po wejściu do sprzedaży komercyjnej .
Wspólne problemy obserwowane obejmują wasokropekcję, przypuszczalnie ze względu na wiązanie hemoglobiny do tlenku azotu. Wiele z tych hboków ukierunkowano na stosowanie w zwierzętach nieludzkich, gdzie wzmocniona śmiertelność doprowadziła do tych produktów, nie przechodzących prób medycznych lub wyciągnięta na rynek w ciągu kilku lat.
W przeciwieństwie do tego, istnieje jedna zatwierdzona przez FDA PFBOC: fluosol-da, z np. Sutherland i in. (1984), zgłaszanie jego skuteczności z kotami i Ohyanagi i in. (1984) W sprawie skuteczności infuzji fluosol-da 20% z Jehowy patrz pacjentów. Jak w tej ostatniej religii grupy prowadzi ich do odmowy transfuzji krwi i podobnych, może to być problematyczne z opieką medyczną.
Nawet tak, złożoność fluosolu – klientów powinna oddychać czystą atmosferą tlenową, aby “obciążyć” cząsteczki PFBOC z wystarczającą ilością tlenu – i jego skomplikowany magazyn (zamrażanie) i zajmowanie się wymaganiami doprowadziło do zaprzestania produkcji w 1994 roku.
Jeszcze nie rozjaśnił
Pomimo licznych niepowodzeń na przestrzeni lat w uzyskaniu substytutu stałego krwi na rynku, potrzeba takiej usługi jest zbyt duże dla badań, aby zaprzestać. Prowadzi to do obecnych wydarzeń, z amerykańskim wojskiem jest jednym z zainteresowanych nabywców dla tych substytutów krwi. Nie tylko dla przewoźników tlenu, ale także do płytek syntetycznych (do koagulacji) i suszonej osocza.
Głównymi punktami sprzedaży tutaj są zwiększone trwałość, usunięcie skomplikowanego dopasowania rodzajów krwi, zmniejszając możliwość reakcji alergicznych i tak dalej. Chociaż przyjdziemy długa droga od wczesnych dni transfuzji krwi, nadal polegamy na darowiznach krwi, a system, który przetwarza tę krew. Chociaż jest to system, który oszczędza liczne życie każdego roku, jest dostarczany z wadami złożonej logistyki, krótkiego okresu przechowywania i możliwości zanieczyszczonej krwi.
Krew syntetyczna ma tutaj przewagę, że można go wytworzyć w dowolnej pożądanej ilości iw ściśle kontrolowanych warunkach. Dodatkową zaletą np. PFBOCS jest to, że są one znacznie mniejsze cząsteczki niż RBC, co pozwala im pominąć nawet blokady i zwężki w tętnicach. Pozwoliłoby to na dotrzymywanie tkanek, które w przeciwnym razie kończy się tlenem pozbawionym i umrzeć, co może uniknąć martwicy, amputacji i innych problemów obrażeń traumatycznych.
Sci-Fi aż do rzeczywistości
Chociaż optymizm z końca XX wieku o substytutach krwi wydaje się wycisza po tak wielu niepowodzeń w ciągu ostatnich dziesięcioleci, istnieje wiele rzeczy, których dowiedzieliśmy się o nie tylko tym, co nie działa, ale także co robi. Zdobyliśmy również wiele istotnych informacji na temat aspektów fizjologii ludzkiej, które służą do zwiększenia naszego rozumienia układu sercowo-naczyniowego.
Kilkaset lat temu ludzie myślali, że krew owca, a nawet czerwone wino lub mocz zrobiłyby dobre zamienniki ludzkiej krwi. Dziś rozumiemy liczne z złożoności oznaczania rodzaju krwi, może przetworzyć przekazaną krew do stosowania tylko RBC, plazma lub płytek krwi, w celu leczenia wielu warunków medycznych i tak dalej. Z zastępstw krwi zmniejszyły się do głównego pytania dotyczącego inżynierii medycznej, szanse, że możemy zobaczyć postępy tutaj wcześniej.