de-a lungul istoriei, corpul uman a fost subiectul unei examinări nelimitate și de mirare. Numeroasele nedumerite peste funcția tuturor acestor organe și fluide găsite în interior. Acest lucru a inclus scopul sângelui, care sa văzut alternativ ignorat ca fiind doar pentru “răcirea corpului”, a fi responsabil pentru reglementarea umorilor organismului, ceea ce duce la practica sângelui și a altor remedii discutabile. Pe măsură ce știința medicală a progresat, totuși, ne-am îngrijorat o perspectivă destul de diferită.
Pur și simplu, sistemul nostru circulator și sângele din interiorul acestuia, este ceea ce ne permite să existe organisme mari multi-celulare. Acesta transportă celulele oxigen și substanțe nutritive, permițând în același timp îndepărtarea produselor deșeurilor, precum și o cale ușoară pentru celulele care alcătuiesc sistemul imunitar. Sângele nostru și țesuturile implicate cu ele sunt importante pentru o existență sănătoasă. Acesta este ceva care devine dureros clar când vorbim despre răniri și intervenții chirurgicale care implică pierderea de sânge severă.
În timp ce practica transfuziilor de sânge din sângele donată a făcut o diferență remarcabilă aici, nu este întotdeauna ușor să păstrați fiecare tip de sânge stocat, în special în spitalele îndepărtate, într-o ambulanță sau în mijlocul unei zone de război. Aici folosirea sângelui sintetic – complet liberă de cerințele complicate de stocare și necesitatea de a echilibra tipurile de sânge – ar putea fi revoluționară și să economisească numeroase vieți, inclusiv cele ale căror religii interzic transfuzia sângelui uman.
Deși o mulțime de progrese au fost făcute în acest domeniu, cu un număr limitat de produse utile, este totuși să se dovedească a fi o provocare pentru a lovi pe un înlocuitor care bifați toate cutiile necesare pentru a face generic și sigur.
Nu doar nici un fluid
Private Roy W. Humphrey din Toledo, Ohio este dată de plasmă de sânge după ce a fost rănit de șrapnel în Sicilia pe 9 august 1943. (Sursa: Nara)
Deși există rapoarte despre Incas practicând transfuzii de sânge între oameni cât mai departe ca secolul al XVI-lea, nu a fost până când William Harvey (1578 – 1657) a descris sistemul circulator uman și proprietățile sângelui în secolul al XVII-lea că vederile moderne Din acest aspect al fiziologiei umane a început să se formeze. Acest lucru a venit alături de experimentele de transfuzie de sânge, în special între animale.
În 1665, medicul Richard a efectuat o transfuzie brută de sânge între doi câini, cu aparent nici un efect bolnav asupra fiecărui animal după procedura menționată. În acest timp au fost încercate și transfuzii de sânge de la un animal într-o umană (xenotransfuzia), numeroase dintre subiecții umani care nu supraviețuiesc procedurii, probabil datorită respingerii organismului din acest sânge străin.
Probleme similare cu xenotransfuzia decupate cu transfuzii de sânge între oameni: în timp ce în unele cazuri acest lucru ar funcționa, alteori subiectul primitor ar suferi efecte rele și unele ar muri ca rezultat. Acest lucru a condus la transfuzii de sânge având o credibilitate slabă în secolul al XIX-lea. Nu a fost până în 1901, când Karl Lelsteiner a descoperit cele trei grupuri de sânge umane (A, B, O) că o explicație pentru aceste rezultate a devenit clar.
Când tipurile de sânge incompatibile sunt amestecate împreună, s-ar putea observa în mod clar modul în care celulele roșii din sânge s-ar agita împreună. În acel moment era ușor să se gândească la ceea ce s-ar întâmpla în interiorul corpului uman dacă o astfel de reacție urma să apară în timpul unei transfuzii de sânge. Această înțelegere a condus la prima dintre numeroasele revoluții care ar face transfuzii de sânge ca fiind sigure și obișnuite, așa cum sunt astăzi.
Copierea de la un maestru
Complicația aparentă cu încercarea de a replica funcționalitatea sângelui uman este că încercăm să recream ceva care sa dezvoltat peste milioane de ani, în interiorul unui sistem mai mare (corpul) care depinde de numeroasele sale aspecte pentru a funcționa drept. Chiar dacă nu este destinat să fie în organism mai mult decât este necesar până la recuperarea nivelurilor naturale din sânge, nu li se poate permite să provoace un rău mult mai mult decât previne.
La om, sângele reprezintă ~ 7% din greutatea corporală totală. Densitatea sa este de aproximativ 1060 kg / m3, care este foarte aproape de 1000 kg / m3 de apă. Un om adult are în medie aproximativ 4,5 I de sânge, care constă din ~ 45% din celulele roșii din sânge, ~ 54,3% plasmă și aproximativ 0,7% din celulele albe din sânge. În mod obișnuit, fiecare dintre acestea formează cele trei grupuri principale de sânge de sânge.
Celulele roșii din sânge includ hemoglobina, care leagă oxigenul, celulele albe din sânge (împreună cu anticorpi) formează o parte importantă a sistemului imunitar, iar plasma include elementele nutritive, electroliți și elementele de coagulare a sângelui care susțin celulele și permit repararea rănilor prin coagulare. Din aceasta putem deduce ceea ce este necesar într-un înlocuitor de sânge: în mod esențial funcționalitatea celulelor roșii din sânge, împreună cu un fluid purtător asemănător cu plasmă (care este de ~ 95% apă).
În timp ce acesta din urmă este relativ simplu sub formă de servicii cristaloid (de ex. Soluție salină), complexitatea vine cu subsituting funcționalitatea celulelor roșii din sânge. aici două metode au văzut cercetări majore și (limitate) utilizare: perfluorocarbon- și purtători de oxigen pe bază de hemoglobină (PFBOC și HBOC, respectiv).
Legarea de oxigen, Vag
Structura hemoglobinei umane. α și subunități p sunt în roșu și albastru, respectiv, și cu conținut de fier grupe hem în verde. (Credit: Richard Wheeler)
În cazul în care un operator de transport de oxigen cu calitățile de celule roșii din sânge devin complicate este ca aceste molecule ar trebui să nu doar se leaga de oxigen, dar ele ar trebui, de asemenea, să facă cu ușurință la dispoziția țesuturilor organismului. Un gând aparent aici ar fi de a hemoglobinei sintetizare și utilizare, care în mod direct. Inconvenient este ca hemoglobina de sine are o afinitate foarte mare de oxigen, are un timp de înjumătățire scurt în sânge și poate afecta rinichii. Într-o celulă roșii din sânge (RBC), hemoglobina reprezintă doar 33% din masa celulei, cu masa rămasă care acționează pentru a stabiliza hemoglobina.
Din acest motiv, un HbOC folosind hemoglobina simplu ar fi inutil, deoarece nu ar oferi suficient oxigen la tesuturi. Pentru a rezolva această problemă, hemoglobina trebuie stabilizată într-un mod care permite în continuare pentru legarea la oxigen, în timp ce nu inhibând distribuția la nivelul țesuturilor. O serie de companii au efectuat eforturi pentru a aduce astfel de HBOCs pe piață, cu HemAssist (de Baxter Healthcare), Hemolink (Hemosol, Inc.) și Hemopure (Biopure Corp) și alții, fie în lipsa în timpul studiilor, sau la scurt timp după introducerea vânzărilor comerciale .
Probleme frecvente observate includ vasoconstricție, probabil datorită legării de oxid nitric hemoglobina. multe dintre aceste HBOCs au fost direcționarea în funcție de utilizare la animale non-umane, în cazul în care mortalitatea sporită a dus la aceste produse nu trece studiile clinice, sau de a fi scos de pe piață în câțiva ani.
În schimb, există un PFBOC aprobat de FDA: Fluosol-DA, cu ex Sutherland și colab. (1984), raportarea cu privire la eficacitatea sa cu pisici, și Ohyanagi și colab. (1984) cu privire la eficacitatea Fluosol-DA 20% perfuzie cu pacienților observă lui Iehova. Ca și în religie conduce acest din urmă grupului le-a refuza transfuzii de sânge și similare, acest lucru poate fi problematică cu asistență medicală.
Chiar și așa, complexitatea Fluosol – clienții ar trebui să respire o atmosferă de oxigen pur la „încărcare“ moleculele PFBOC cu suficient oxigen – și depozitarea lor complicate (congelare), și care se ocupă cu cerințele de producție au condus la încetarea în 1994.
Nu sângerat Cu toate acestea,
În ciuda numeroaselor obstacole de-a lungul anilor în obținerea unui înlocuitor de sânge solid pe piață, nevoia pentru un astfel de serviciu este un prea mare pentru cercetare să înceteze. Aceasta ne conduce la evoluțiile actuale, cu cea ne fiind militară a cumpărătorilor interesați de aceste înlocuitori de sânge. Nu doar pentru operatorii de transport de oxigen, dar și pentru trombocite sintetice (de coagulare) și plasmă uscată.
Principalele puncte de vânzare aici sunt un raft de viață îmbunătățită, eliminarea potrivire complicate de tipuri de sânge, reducând posibilitatea apariției reacțiilor alergice, și așa mai departe. Deși am parcurs un drum lung de la primele zile de transfuzii de sânge, ne bazăm în continuare pe donații de sânge, iar sistemul care procesează acest sânge. Deși este un sistem care salvează numeroase vieți în fiecare an, acesta vine cu dezavantajele de logistica complexe, scurtă de valabilitate, precum și posibilitatea de sânge contaminat.
de sânge sintetic are avantajul aici că poate fi produs în orice cantitate dorită și în condiții strict controlate. Un avantaj suplimentar de ex PFBOCs este faptul că acestea dispun de molecule mult mai mici decât RBC-uri, ceea ce le permite să ocolească chiar și blocajele și gâtuiri în artere. Acest lucru ar permite oxigenarea tesuturilor, care altfel ar sfârșesc prin a fi lipsite de oxigen și să moară, care poate evita necroza, amputare, precum și alte probleme de leziuni traumatice.
Sci-Fi până în realitate este
Deși optimismul de la sfârșitul secolului 20 despre înlocuitorii de sânge pare să se fi potolit, după atât de numeroase eșecuri în ultimele decenii, există o mulțime de lucruri pe care le-am aflat nu numai despre ceea ce nu funcționează, dar, de asemenea, ceea ce face. De asemenea, am câștigat o mulțime de informații esențiale privind aspecte ale fiziologiei umane, care servesc pentru a spori intelegerea noastra a sistemului cardiovascular.
Acum câteva sute de ani, oamenii au crezut că sângele de oaie sau chiar vin roșu sau urina ar face substitute bune pentru sânge uman. Astăzi înțelegem numeroase de complexitatea determinare tip de sange, se poate procesa donat sânge pentru a utiliza numai hematiile, plasma sau trombocite, pentru a trata o serie de afecțiuni medicale, și așa mai departe. Cu înlocuitori de sânge care au fost reduse la cea mai mare parte o chestiune de inginerie medicală, sunt șanse ca să putem vedea progresa de aici înainte de mult timp.