Výzvy ke zjištění náhradou za lidské krve

V průběhu historie, že lidské tělo je předmětem neomezeného kontrolou a údivu. početné dohadoval funkci všech těchto orgánů a nalézt tekutiny uvnitř. To zahrnovalo účel krve, který viděl sebe střídavě nepřihlíží jako pouze pro ‚ochlazování těla‘, aby byl zodpovědný za regulaci nálad v těle, což vede k praxi pouštění žilou a jiné pochybné prostředky. Jako lékařská věda pokročila však obává, jsme docela jinou perspektivu.

Jednoduše řečeno, náš oběhový systém a krev v něm, je to, co nám umožňuje velké, mnohobuněčné organismy existovat. To s sebou nese kyslík a živiny do buněk, a zároveň umožňuje odstranění odpadních produktů, stejně jako snadnou cestu pro buňky, které tvoří náš imunitní systém. Naše krev a tkáně, které se zabývají ním jsou zdravé existenci důležité. To je něco, co se stane bolestivě jasné, kdy mluvíme o úrazech a operacích, které zahrnují těžkou ztrátu krve.

Zatímco praxe krevních transfuzí z darované krve učinila významný rozdíl tady, to není vždy snadné udržet každý typ krve zásobené, zvláště ne ve vzdálených nemocnicích, v ambulanci, nebo uprostřed válečné zóně. Zde je použití syntetických krve – zcela zdarma od složitých požadavků na skladování a nutnost typů rovnováha v krvi – může být revoluční a uložení mnoha životů, včetně těch, jejichž náboženství zakazuje transfuzi lidské krve.

Ačkoli značný pokrok byl učiněn v této oblasti, s omezeným množstvím užitečných produktů, je to nicméně ukázala být výzvou, aby narazil na náhradu, že klíšťata všechna políčka potřebných k zajištění jeho druhové a bezpečné.

Ne jen tak ledajaký Fluid

Private Roy W. Humphrey of Toledo, Ohio je věnována krevní plazmy poté, co byl zraněn střepinou na Sicílii 9. srpna 1943. (Zdroj: NARA)
Ačkoli tam jsou zprávy o Inků praktikujících krevní transfúze mezi lidmi jako daleká záda jako 16. století, to nebylo až do William Harvey (1578-1657) popisoval lidský oběhový systém a vlastnosti krve v 17. století že moderní názory tento aspekt lidské fyziologie se začala formovat. Toto přišlo spolu s transfuzí krve experimentů hlavně mezi zvířaty.

V roce 1665, lékař Richard dolní za provádí surového transfuzi krve mezi dvěma psy, se zřejmě bez špatného vlivu na každém zvířeti po uvedeném postupu. V této době se také pokoušeli transfuze krve ze zvířete na člověka (xenotransfusion), s mnoha z lidských subjektů není přežívající postup, pravděpodobně v důsledku odmítnutí těla této cizí krve.

Podobné problémy jako u xenotransfusion vynořilo s krevními transfuzemi mezi lidmi: zatímco v některých případech to bude fungovat, jindy příjem podléhá bude trpět nežádoucí účinky a některé zemře jako výsledek. To vedlo k krevními transfuzemi, které mají špatnou důvěryhodnost v 19. století. To nebylo až do roku 1901, kdy Karl Landsteiner objevili tři lidské krevní skupiny (A, B, O), že vysvětlení těchto výsledků bylo jasné.

Když jsou nekompatibilní krevní skupiny smíchány dohromady, by se dalo jasně pozorovat, jak se červené krvinky se shlukují. To bylo v tomto bodě snadné si myslet o tom, co by se stalo v lidském těle, pokud taková reakce mělo dojít během krevní transfuze. Toto poznání vedlo k první z řady otáček, které by umožnily krevní transfuze jako bezpečné a samozřejmost, jako jsou dnes.

Kopírování z Master

Zřejmá komplikace se snaží napodobit funkčnost lidské krve je to, že se snažíme obnovit něco, co se vyvíjely miliony let, uvnitř většího systému (těla), který závisí na jeho mnoha aspektech fungovat tak akorát. i když to není má být v těle déle, než je potřeba, dokud přirozené hladiny v krvi se zotavili, že nelze připustit, aby způsobit mnohem větší škody než brání.

U lidí, v krvi představuje ~ 7% celkové tělesné hmotnosti. Jeho hustota je přibližně 1060 kg / m3, což je velmi blízko k 1000 kg / m3 vody. Dospělý člověk má v průměru asi 4,5 litru krve, který se skládá z ~ 45% z červených krvinek, ~ 54,3% plazmou, a zhruba 0,7% bílých krvinek. typicky řečeno, každý z nich tvoří tři hlavní skupiny funkcí krve.

Červené krvinky obsahují hemoglobin, které se vážou kyslík, bílých krvinek (spolu s protilátkami) tvoří hlavní část imunitního systému, a plazma zahrnuje živiny, elektrolyty a srážení krve prvky, které udržují buňky a umožňují opravu zranění prostřednictvím koagulace. Z toho lze odvodit, co je požadováno v krevní náhradu: Klíčové funkčnost červených krvinek, spolu s nosnou tekutinu podobný plazmy (která je ~ 95% vody).

Zatímco druhý je relativně jednoduché ve formě krystaloidních služeb (např. Roztok), složitost přichází s SUBSTItutování funkčnosti červených krvinek. Zde dvě metody viděly významný výzkum a (omezené) použití: perfluorokarbonové a hemoglobinové nosiče kyslíku (PFBOC a HBOC).

Vázající kyslík, volně

Struktura lidského hemoglobinu. α a β podjednotky jsou červené a modré, resp. Skupiny hem obsahující železo v zelené. (Zápočet: Richard Wheeler)
Tam, kde se kyslíkový nosič s vlastnostmi červených krvinek stává složitým, je to, že tyto molekuly by se neměly jen vázat na kyslík, ale měly by také snadno zpřístupnit tkání těla. Zdánlivá myšlenka by zde byla syntéza hemoglobinu a používat to přímo. Snag je, že samotný hemoglobin má velmi vysokou kyslíkovou afinitu, má krátký poločas v krvi a může poškodit ledviny. V červeném krvinku (RBC), hemoglobin tvoří pouze 33% hmotnosti buňky, přičemž zbývající hmota působí ke stabilizaci hemoglobinu.

Z tohoto důvodu by byl HBOC používající prostý hemoglobin k ničemu, protože by to nenabízel dostatek kyslíku do tkání. Chcete-li to vyřešit, musí být hemoglobin stabilizován způsobem, který stále umožňuje vazbu na kyslík, zatímco ne inhibuje distribuci na tkáně. Řada společností provedlo úsilí o takové HBOC na trh, s hemassistem (Baxter Healthcare), hemolink (Hemosol, Inc.) a hemopury (biopure Corp) a další buď selhávají během pokusů, nebo krátce po vstupu do komerčního prodeje .

Pozorovány společné problémy zahrnují vazokonstrikci, pravděpodobně v důsledku hemoglobinu vazby na oxid dusnatý. Mnohé z těchto HBOC bylo zaměřeno na použití u jiných živočichů, kde zvýšená úmrtnost vedla k těmto výrobkům, které neprojevily lékařské studie, nebo se stáhly z trhu během několika let.

Naproti tomu existuje jeden FDA schválený PFBOC: fluosol-da, s např. Sutherland et al. (1984), podávání zpráv o jeho účinnosti s kočkami a Ohyanagi et al. (1984) o účinnosti fluosol-da 20% infuze s Hospodinovými pacienty. Stejně jako na náboženství druhé skupiny je vede k odmítnutí transfuzí krve a podobně, to může být problematická s lékařskou péčí.

Dokonce tak, že složitost fluosol – klienty by měla dýchat čistou kyslíkovou atmosféru, aby “zatížení” molekuly PFBOC s dostatečným množstvím kyslíku – a jeho komplikovaným skladováním (zmrazením) a zabývat se požadavky vedly k výrobě přestal v roce 1994.

Ještě nevypadl

Navzdory mnoha překážkám v průběhu let při získávání pevné krve náhražky na trh, potřeba takové služby je příliš obrovské pro výzkum přestat. To nás vede k současnému vývoji, s americkou armádou je jedním z zaujatých kupujících pro tyto krevní náhražky. Nejen pro nosiče kyslíku, ale také pro syntetické destičky (pro koagulaci) a sušené plazmy.

Hlavní prodejní body zde jsou zvýšená doba použitelnosti, odstranění komplikovaného přizpůsobení typů krve, snížení možnosti alergických reakcí a tak dále. I když jsme přišli daleko od prvních dnů transfuzí krve, stále se spoléháme na krevní dary a systém, který tento krev zpracovává. I když je to systém, který každý rok šetří mnoho života, dodává se s nevýhodami komplexní logistiky, krátký životnost, a možností kontaminované krve.

Syntetická krev má tu výhodu, že může být vyrobena v jakémkoliv požadovaném množství a za přísně kontrolovaných podmínek. Větší výhodu např. PFBOCS je to, že mají mnohem menší molekuly než RBC, což jim umožňuje obejít i blokády a omezení v tepenách. To by umožnilo okysličení tkání, které by jinak skončit kyslíku zbaven i zemřít, což může zabránit odumření, amputace a jiné problémy traumatické poranění.

Sci-fi, dokud je to realita

Přestože optimismus konce 20. století o krevních náhražek Zdá se, že uklidní po tak četným překážkám v posledních desetiletích, existuje spousta věcí, které jsme se naučili nejen o tom, co nefunguje, ale také to, co dělá. Také jsme získali mnoho důležitých informací o aspektech fyziologie člověka, které slouží ke zvýšení pochopení kardiovaskulárního systému.

Před několika sty lety si lidé mysleli, že ovčí krve nebo dokonce červené víno nebo moč by dobré náhražky lidské krve. Dnes chápeme mnoho z důvodu složitosti stanovení krevních skupin, dokáže zpracovat daroval krev, aby používal pouze červených krvinek, plazmy nebo krevních destiček, k léčbě řady zdravotních problémů, a tak dále. S krevní náhražky mít been klesl na převážně lékařského inženýrské otázku, je pravděpodobné, že můžeme vidět pokrok tady zanedlouho.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Related Post

Vězni rozvíjejí DIY počítače, stejně jako Hack vězeňská síť

Web je všude. Nejnovější anekdotální důkazy o tom je příběh vězňových vězňů, kteří rozvíjí svůj vlastní počítač, stejně jako propojil jej na internet. V roce 2015, vězni na korekční organizaci

I / O Extender Board a Případ pro levné WiFi router

Tento 3D vytištěný případ se nachází již malý [TP-Link TL-WR703N], ale také činí prostor pro zakázkovou expanzní desku. Rozšiřující deska je vytvořena tak, aby zařízení mnohem více hacker přátelský a

Ping Pong Sphere LED Steflage Screen

Mějte na paměti 2 metr POV displej? No, to přesně stejná skupina stážistů je opět. Toto je obrazovka, kterou vyvinuly pro strany. Je to 5 metrů široký, stejně jako 2,5