Искусственная кровь, хранящаяся в виде порошка, может однажды произвести революцию в медицине неотложной помощи и предоставить жертвам травм больше шансов на выживание.
Исследователи создали искусственный эритроцит, который эффективно улавливает кислород из легких и доставляет его в ткани по всему телу.
Эту искусственную кровь можно сушить вымораживанием, что облегчает боевым медикам и парамедикам помощь в чрезвычайных ситуациях, сказал старший научный сотрудник д-р. Аллан Доктор. Он является специалистом по интенсивной терапии в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи.
«Это высушенный порошок, который в основном похож на перец», – сказал доктор. “Его можно хранить в пластиковом пакете для внутривенных вливаний, который медик будет носить с собой в машине скорой помощи или в рюкзаке в течение года или более. Когда им нужно его использовать, они наполняют пакет стерильной водой, перемешивают, и он готов к инъекции прямо сейчас.”
По словам доктора, искусственная кровяная клетка, которая составляет примерно одну пятидесятую размера нормального эритроцита, сделана из очищенных белков человеческого гемоглобина, покрытых синтетическим полимером. Гемоглобин – это компонент красных кровяных телец, переносящий кислород по всему телу.
По оценкам доктора, до 70 процентов смертельных случаев на полях сражений происходит из-за шока, вызванного кровопотерей, а не из-за опасных для жизни травм жизненно важных органов, сказал доктор. Кроме того, около 20000 смертей от травм в Соединенных Штатах ежегодно происходит из-за потери крови до прибытия в лечебный центр.
По словам доктора, охота на искусственный кровезаменитель ведется уже более 80 лет, но ближайшие предыдущие попытки потерпели неудачу по двум основным причинам.
По его словам, более ранние версии могли улавливать кислород в легких, но не могли эффективно высвобождать кислород после путешествия к тканям и органам.
Доктор отметил, что также произошла непреднамеренная реакция между «голым» гемоглобином и оксидом азота, веществом, выделяемым оболочкой кровеносных сосудов, которое позволяет сосудам расслабляться и открываться.
«Гемоглобин поглощает эту молекулу и вызывает сужение кровеносных сосудов», – сказал доктор. “Когда они попытались ввести в кровоток голый гемоглобин, это вызвало сердечные приступы и инсульты.”
Доктор объяснил, что синтетическое полимерное покрытие новейшего искусственного кровяного тельца решает обе эти проблемы. Покрытие было разработано ведущим исследователем исследования Дипанджаном Паном, доцентом кафедры биоинженерии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.
По словам доктора, химический состав поверхности полимера реагирует на уровень pH крови, когда она проходит через тело. Он захватывает кислород, когда pH крови высокий, и выделяет кислород, когда pH крови низкий.
«Уровень pH крови высокий в легких, низкий в тканях и еще ниже в тканях, в которых не хватает кислорода», – сказал доктор. “Связывая сродство к кислороду с pH крови, мы имитируем поведение нормального эритроцита.”
Полимерное покрытие также предотвращает реакцию гемоглобина с оксидом азота в кровотоке, предотвращая тем самым опасное сужение кровеносных сосудов, добавил он.
Также есть еще одно преимущество – поскольку полимерное покрытие «не обладает иммунитетом», искусственная кровь может использоваться любым человеком, независимо от группы крови, – сказал доктор.
Лабораторные тесты с участием мышей и крыс доказали, что искусственные красные кровяные тельца могут эффективно доставлять кислород к нуждающимся тканям, сообщили исследователи.
«Мы заменили 70 процентов объема крови мыши кровезаменителем», – сказал доктор. “Этих мышей были неотличимы от тех, кому сделали переливание крови от другой мыши.”
Он предположил, что помимо экстренных ситуаций, искусственная кровь также может использоваться для поддержания жизни донорских органов на пути к реципиенту и для дополнения регулярных запасов крови в больнице во время сложных операций, таких как шунтирование на открытом сердце.
Однако искусственные красные кровяные тельца никогда полностью не заменят настоящие, – сказал доктор.
Во-первых, они не могут оставаться в кровотоке так долго, как обычные эритроциты.
“Нормальный эритроцит циркулирует около 120 дней. В этой камере сейчас мы прогнозируем кровообращение от трети до половины дня “, – сказал доктор. “Возможно, мы сможем манипулировать этим и довести это до пары дней, но я серьезно сомневаюсь, что мы сможем достичь времени циркуляции нормального эритроцита.”
Искусственная клетка также предназначена исключительно для доставки кислорода и не учитывает ряд других функций, которые обеспечивают эритроциты.
Эти другие функции включают антиоксидантную защиту тканей, регулирование кровотока, помощь в иммунном ответе и помощь в образовании тромбов и струпьев, сказали доктор и доктор. Алан Маст, старший исследователь Центра крови Института исследования крови Висконсина.
«Я думаю об этом больше как об искусственных переносчиках кислорода, потому что они не то же самое, что красные кровяные тельца», – сказал Маст, бывший президент Американского общества гематологов. Он не участвовал в новом исследовании. “Красные кровяные тельца могут делать много других физиологических вещей.”
Тем не менее, Маст сказал, что разработка этих искусственных клеток “захватывающая”.”
«Это может выиграть время для раненых солдат, пока они не доставят их в больницу», – сказал Маст. “Продукт также может быть полезен в сельской местности или в районах, где происходят травматические события, а продукты крови недоступны.”
Не ждите, что он будет доступен в ближайшее время, – предупредил Доктор. Его все еще необходимо протестировать на кроликах и обезьянах, прежде чем переходить к испытаниям на людях. И исследования на животных часто не дают аналогичных результатов на людях.
«Это довольно долгий путь, возможно, целых 10 лет, прежде чем мы получим окончательные ответы, сработает ли это на людях», – сказал доктор.
Результаты исследования планируется представить в субботу на ежегодном собрании Американского общества гематологов в Сан-Диего. Результаты исследований, представленные на собраниях, обычно рассматриваются как предварительные до тех пор, пока они не будут опубликованы в рецензируемом журнале.