Konstgjort blod

Artificiellt blod  är ett vanligt namn för en rad blodersättningar som är utformade för att uppfylla och förbättra funktionerna hos traditionellt donerat blod . Före och särskilt efter 2000 började grupper av forskare från Ryssland , Japan , USA , Sverige , Tyskland och andra länder bedriva särskilt intensivt forskningsarbete i denna riktning, om än med olika metoder .

Blodersättningar

Sorter

För närvarande utförs funktionerna hos konstgjort blod av flera uppfinningar, som är baserade på följande element:

• Hemoglobin ( USA ), en biverkning  är en ökning av blodtrycket ( hypertoni ).
• Perftoran , eller det så kallade "blåa blodet" - skapades på basis av perfluororganiska föreningar, har en blå färg, kan passivt överföra syre som ett resultat av den senares höga löslighet i perfluororganiska föreningar.
• Äggviteämne

Fördelar

• ingen risk för virusinfektion ,
• kompatibilitet med vilken blodgrupp som helst under transfusion,
• laboratorieproduktion,
• relativ enkel förvaring (i nödsituationer bör torrt konstgjort blod spädas ut med en speciell vattenlösning, och inom några sekunder är det klart för användning),
• accelererar överföringen av syre till vävnader (mer syre per molekyl av dess bärare).

Nackdelar

• bieffekter[ vad? ] , toxicitet ,
• hög kostnad[ specificera ] .

Hemoglobinbaserade blodersättningsmedel

Blodersättningar baserade på det röda blodpigmentet hemoglobin (hemoglobinbaserade blodersättningsmedel, HBBS; engelska: hemoglobin-based oxygen carrier, HBOC) använder humant hemoglobin från utgångna blodförråd eller från bioteknisk produktion, såväl som främmande ("icke-human" hemoglobin (till exempel från nötkreatur eller grisar) som utgångsmaterial.

Nativt hemoglobin är en proteinförening som består av 4 subenheter (α 2 β 2 - tetramer ), varav en är α-subenhet stabilt associerad med en β-subenhet (αβ dimer). Utanför röda blodkroppar har hemoglobin en mycket kort halveringstid . Det är instabilt och bryts snabbt ner i två dimerer, som är mycket nefrotoxiska (njurskadande) effekter. Hemoglobin har en S-formad syrebindningskurva, där den syrebindande egenskapen inom det fysiologiska området är känslig för syrepartialtryck. Här spelar bland annat koncentrationen av 2,3-bisfosfoglycerat roll. (2,3-BPG) spelar en viktig roll eftersom det är på en för låg nivå utanför de röda blodkropparna för att ge en tillräcklig tillförsel av syre till de omgivande vävnaderna. Hemoglobin passerar också blodkärlens väggar och binder där kväveoxid, en vasodilator . Som ett resultat stiger blodtrycket och blodflödet till vävnaderna minskar, vilket kan anta oönskade dimensioner.

Av dessa skäl måste hemoglobin modifieras på lämpligt sätt innan det kan användas som ersättning för donerat blod. Det finns olika tillvägagångssätt för detta:

Intramolekylär tvärbindning för att stabilisera den tetramera strukturen av hemoglobin och förhindra nedbrytning till giftiga dimerer. De två dimererna tvärbinder antingen mellan sina a-subenheter eller mellan β-subenheter (till exempel med O,O-succinyldi ( salicylsyra ) eller 2-nor-2-formylpyridoxal-5-fosfat). Rekombinant produktion av humant hemoglobin, vars två dimerer är stabilt kopplade till varandra genom lämplig modifiering av aminosyrasekvensen för deras a-subenheter. Bindning av pyridoxal-5-fosfat till humant hemoglobin för att förbättra dess syrebindande egenskaper (pyridoxylering). Intermolekylär tvärbindning för att producera större molekyler. Polyaldehydföreningar såsom glutaraldehyd eller o-raffinos används som tvärbindare. Till exempel har hemoglobinglutamer en medelmolekylvikt på cirka tre till fyra gånger den för hemoglobin. Bindning till hemoglobin av makromolekyler såsom dextraner , polysackarider, hydroxietylstärkelse eller syntetiska vattenlösliga makromolekyler såsom polyetylenglykoler ( konjugation ). Större molekyler har längre halveringstid och är mindre effektiva för att dra ihop blodkärlen. Förpackning av hemoglobin i liposomer eller konstgjorda membranskal ("konstgjorda röda blodkroppar "). Av den hemoglobinbaserade utvecklingen har två hemoglobin-glutamer-preparat gjorda av bovint hemoglobin (i Sydafrika Hemopure för humant bruk, i USA och Europa oxyglobin för veterinärt bruk) godkänts hittills.

Från stamceller

Den första mänskliga injektionen av erytrocyter odlade " in vitro " från hematopoetiska stamceller genomfördes framgångsrikt 2011. Det primära materialet för produktionen av röda blodkroppar och blodplättar kan vara inducerade stamceller . Från och med 2014 är det största olösta problemet som förhindrar användningen av artificiella röda blodkroppar inom transfusiologi övergången från begränsade tvådimensionella tillverkningstekniker till stora tredimensionella kostnadseffektiva bioreaktorer [1] . Flaskhalsen i massproduktionen av blodplättar från och med 2015 är bristen på teknologi som skulle göra det möjligt för megakaryocyter att stimuleras att producera blodplättar i en medicinskt acceptabel och lönsam skala [2] .

Anteckningar

1. ↑ Rousseau; Giarratana & Douay, 2014 .
2. ↑ Thon; Medvetz; et al., 2015 .

Litteratur

• Bersenev, A. V. Storskalig produktion av erytrocyter från humana hematopoetiska stamceller // Celltransplantation and tissue engineering . - 2005. - T. I, nummer. 1. - S. 33-34.
• Browne, SM Bioprocessing av blodceller: det hematopoietiska systemet och nuvarande status för in vitro-produktion av röda blodkroppar // Stamceller och cellterapi  : [ eng. ]  / Browne, SM, Al-Rubeai, M.. - Springer Nederländerna , 2014. - P. 97-128. - ISBN 978-94-007-7195-6 .
• Rousseau, GF Storskalig produktion av röda blodkroppar från stamceller: Vilka är de tekniska utmaningarna framöver?  : [ engelska ] ]  / Rousseau, GF, Giarratana, M.-C., Douay, L. // Biotechnology Journal . - 2014. - Vol. 9, nr. 1. - S. 28-38. - doi : 10.1002/biot.201200368 . — PMID 24408610 .
• Thon, JN Vägspärrar för att göra blodplättar för transfusion  : [ eng. ]  / Thon, JN, Medvetz, DA, et al. // Journal of Thrombosis and Haemostasis . - 2015. - Vol. 13, nr. S1. - P. S55-S62. - doi : 10.1111/jth.12942 . — PMID 26149051 .
• Vasiliev P. S., Gavrilov O. K., Polushina T. V. Blood-substituting fluids // Big Medical Encyclopedia , 3rd ed. — M.: Sovjetiskt uppslagsverk. - T. 12.

Länkar

• Daria Karpenko. Konstgjort blod som en chans för framtiden . 2012-03-22 . Interfax ( 28 juli 2008 ). Hämtad: 20 mars 2012. (ryska)
• Konstgjort blod. Kommer det att lösa problemet med brist på donatorblod?
• Artificiellt blod i nyheterna 2004