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如何才能获得有效的人类合成血液?

时间:2021-12-20 11:28:43   来源:网络  

幸运的是,医生现在知道人类血液可以由符合血型的捐献者提供。这是解决问题的正确方法。工作人员净化献血者的血液,分离血液成分,筛查出血性疾病,如艾滋病毒。然而,目前的医疗体系并不完善。一些国家的卫生保健系统缺乏安全收集、储存和及时运送血液给有输血需要的患者的基本条件。即使在拥有这些资源的国家,也有一些社区缺乏罕见血型,因此很难在当地血库中找到匹配的血型,这些社区的居民通常是少数民族
简言之,严重出血需要紧急医疗护理,在危险和偏远地区,如战区,这一点尤为重要。这就是为什么第二次世界大战后,军事科学家开始关注如何生产人造血液,然后商业研究人员迅速跟进该项目,开始探索和分析人造血液。尽管科学家尚未生产出可行的人造血液,但已经取得了一些进展。目前,科学家们还没有试图复制完整人类血液的复杂性,也没有掌握人类血液的各种成分是如何相互作用的,而是专注于生产血液的每成分,如红细胞,它们负责将氧气输送到身体的各个部位;抗病毒感染白细胞;血小板用于伤口愈合;以及携带血浆的物质,如蛋白质。在大多数国家,输血通常也是以这种方式进行的——患者很少输入纯血。根据患者的临床需要,他们将输入血液制品或混合血液。对于出血相对较少的患者,他们可能只需要体内的红细胞,而对于大出血的患者,他们可能需要红细胞、血小板和血浆。目前,科学家在实验室制造的血液制品已扩展到两个重要的研究领域。第一个研究领域是生产完全合成的血液替代品,以实现与人类血液成分相同的功能;第二个研究领域是利用干细胞生产具有真实血液生物学特性的细胞和物质。每个研究领域都有各自的优缺点,但专家预测,如果临床试验证明是成功和有效的,这些血液制品中的一些可能在未来十年内得到推广和应用,在COVID2019冠状病毒疾病中,由于频繁的居家,献血者明显减少,这就证实了血液制品的重要性,这一领域的科学家们的努力将有助于未来的主要流行病提供稳定的血液供应。合成血红蛋白
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红细胞含有称为血红蛋白的蛋白质,它在肺部捕获氧气并将其分配给其他器官和组织。氧气运输是血液的一项重要功能,因此它一直是所有人工血液研究的一个重要特征。在20世纪50年代科学家进行的第一次实验中,人们希望生产合成血液,并从人类或动物血液中分离出纯血红蛋白。如果能够实现,科学家可以继续在实验室合成血红蛋白。然而,血红蛋白在红细胞外不能很好地工作。相反,它会分解成更小的部分,积聚在肝脏和肾脏中,造成身体损伤。近年来,科学家改变了血红蛋白的化学性质,使其相互结合,使其更难分解。在2008年对16项研究中的3700名患者的回顾中,这项技术最终被搁置。结果表明,心脏病发作更为常见,这种治疗使死亡风险增加了30%
导致心脏病发作风险增加的一个可能原因是血红蛋白不仅与氧气结合,而且与一氧化氮有很高的匹配度。结合两者,一氧化氮可以调节血管的打开或关闭程度。无细胞血红蛋白的引入可能限制血液到达心脏,如心脏,米迦勒,里德,澳大利亚昆士兰大学军事外科和医学教授,说:“红细胞外的血红蛋白会对健康产生一定的负面影响,扰乱身体调节血液流动的能力。由于这一明显特征,相关研究被搁置和停止。此后,科学家们将重点放在如何‘包装’血红蛋白,使其不会与一氧化氮结合。目前尚不清楚这一点她认为这种方法是有效的。研究血液流体动力学的西点军校化学工程师马修·阿姆斯特朗中校说:“合成血液研究进展缓慢的部分原因是目前血液研究和分析的困难。一旦血液从身体中分离出来,它就开始老化,而且也很难进行重复实验。人类血液处于动态变化中,这取决于人们是否运动或吃什么食物。
目前,科学家们正在研究延长血小板保存时间的最佳方法。一个建议是冷冻干燥血小板,但这种方法将使血小板重新在血液中停留。阿姆斯特朗说:“目前,美国军方已投资数百万美元研制血液复制剂,这将用于战场伤亡,但到目前为止,这项研究还没有结果。我认为科学家们以前没有充分考虑过血液的机械特性。仔细了解人工合成血液的粘度、流动机理以及与实际情况的一致性可能是一个非常重要的环节。”
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