Trong suốt lịch sử, cơ thể con người đã trở thành chủ đề của giám sát không giới hạn và điều kỳ diệu. nhiều lúng túng trong chức năng của tất cả các bộ phận cơ thể và các chất lỏng tìm thấy bên trong. Điều này bao gồm mục đích của máu, mà thấy tự luân phiên bỏ qua như là chỉ đơn thuần là cho ‘làm mát cơ thể, để chịu trách nhiệm về điều humors của cơ thể, dẫn đến việc thực hành đổ máu và các biện pháp đáng ngờ khác. Khi khoa học y tế tiến triển, tuy nhiên, chúng tôi lo ngại một viễn cảnh hoàn toàn khác.
Đơn giản chỉ cần đặt, hệ thống tuần hoàn của chúng tôi và máu bên trong nó, là những gì cho phép chúng ta lớn, sinh vật đa bào tồn tại. Nó mang oxy và chất dinh dưỡng cho các tế bào, trong khi cho phép việc loại bỏ các chất thải cũng như một con đường dễ dàng cho các tế bào tạo nên hệ thống miễn dịch của chúng tôi. Máu của chúng tôi và các mô liên quan với nó là quan trọng đối với một cuộc sống lành mạnh. Đây là một cái gì đó mà trở nên đau đớn rõ ràng khi chúng ta nói về chấn thương và phẫu thuật có liên quan đến mất máu nghiêm trọng.
Trong khi việc thực hành truyền máu từ máu hiến tặng đã làm cho một sự khác biệt đáng chú ý ở đây, nó không phải luôn luôn dễ dàng để giữ tất cả các loại duy nhất của máu dự trữ, đặc biệt là tại các bệnh viện không xa, trong một xe cứu thương, hoặc ở giữa một vùng chiến sự. ở đây việc sử dụng tổng hợp máu – hoàn toàn miễn phí từ các yêu cầu lưu trữ phức tạp và cần phải loại máu cân bằng – có thể mang tính cách mạng và tiết kiệm rất nhiều cuộc sống, bao gồm cả những người có tôn giáo cấm các truyền máu của con người.
Mặc dù có rất nhiều tiến bộ đã được thực hiện trong lĩnh vực này, với một số giới hạn các sản phẩm hữu ích, nó vẫn chứng tỏ là một thách thức để đạt khi một sự thay thế mà bọ ve tất cả các hộp cần thiết để làm cho nó chung chung và an toàn.
Không chỉ bất kỳ chất lỏng
Roy tin W. Humphrey Toledo, Ohio đã được trao huyết tương sau khi ông đã bị thương do mảnh bom ở Sicily vào ngày 09 Tháng Tám, 1943. (Nguồn: NARA)
Mặc dù có những báo cáo của người Inca thực hành truyền máu giữa con người như xa trở lại như thế kỷ 16, nó không phải là cho đến khi William Harvey (1578-1657) mô tả hệ thống tuần hoàn của con người và các thuộc tính của máu trong thế kỷ 17 rằng những quan điểm hiện đại khía cạnh này của sinh lý con người bắt đầu hình thành. Này đến cùng với các thí nghiệm truyền máu chủ yếu giữa động vật.
Năm 1665, bác sĩ Richard thấp hơn thực hiện truyền máu thô giữa hai con chó, có hiệu lực rõ ràng không bị bệnh ở hai động vật sau khi thủ tục nói. khoảng thời gian này truyền máu từ một con vật thành một con người (xenotransfusion) cũng đã được thực hiện, với vô số các đối tượng con người không sống sót trong thủ tục, có lẽ do từ chối của cơ thể máu ngoại này.
vấn đề tương tự như với xenotransfusion nảy sinh với truyền máu giữa con người: trong khi ở một số trường hợp này sẽ làm việc, thời điểm khác là đối tượng tiếp nhận sẽ phải chịu tác động xấu và một số sẽ chết như một kết quả. Điều này dẫn đến việc truyền máu có một uy tín người nghèo vào thế kỷ 19. Mãi cho đến năm 1901 khi Karl Landsteiner phát hiện ra ba nhóm máu người (A, B, O) mà một lời giải thích cho những kết quả này trở nên rõ ràng.
Khi nhóm máu không tương thích được trộn lẫn với nhau, người ta có thể quan sát rõ ràng như thế nào các tế bào máu đỏ sẽ lại với nhau. Đó là vào thời điểm đó dễ dàng để nghĩ về những gì sẽ xảy ra bên trong cơ thể con người nếu một phản ứng như vậy đã xảy ra trong quá trình truyền máu. Sự thấu hiểu này dẫn đến việc đầu tiên của nhiều cuộc cách mạng đó sẽ làm cho việc truyền máu an toàn và phổ biến như ngày nay.
Sao chép từ một Thạc sĩ
Các biến chứng rõ ràng với cố gắng để tái tạo các chức năng của máu con người là chúng ta đang cố gắng để tái tạo cái gì đó đã được phát triển qua hàng triệu năm, bên trong một hệ thống lớn hơn (cơ thể) mà phụ thuộc vào nhiều khía cạnh của nó với chức năng vừa phải. thậm chí nếu nó không được dự định là trong cơ thể lâu hơn cần thiết cho đến khi nồng độ trong máu tự nhiên đã phục hồi, nó không thể được phép gây hại nhiều hơn là nó ngăn cản.
Ở người, máu chiếm ~ 7% tổng trọng lượng cơ thể. mật độ của nó là khoảng 1060 kg / m3, rất gần với 1000 kg / m3 nước. Một người trưởng thành có trung bình khoảng 4,5 L máu, trong đó bao gồm ~ 45% trong tổng số các tế bào máu đỏ, ~ 54,3% huyết tương, và khoảng 0,7% của các tế bào máu trắng. thường nói, mỗi một trong các hình thành ba nhóm chức năng chính của máu.
các tế bào máu đỏ bao gồm hemoglobin, mà oxy ràng buộc, các tế bào máu trắng (cùng với kháng thể) tạo thành một phần quan trọng trong hệ thống miễn dịch, và huyết tương bao gồm các chất dinh dưỡng, chất điện giải và các yếu tố đông máu để duy trì các tế bào và cho phép việc sửa chữa các vết thương thông qua sự đông lại. Từ đó chúng ta có thể suy ra những gì là cần thiết trong một loại máu thay thế: điều quan trọng là các chức năng của các tế bào máu đỏ, cùng với một giống hãng chất lỏng plasma (đó là ~ 95% nước).
Trong khi sau này là tương đối đơn giản theo hình thức dịch vụ dịch tinh thể (ví dụ mặn giải pháp), sự phức tạp đi kèm với substituting các chức năng của các tế bào máu đỏ. đây hai phương pháp nghiên cứu đã thấy lớn và (hạn chế) sử dụng: perfluorocarbon- và các hãng oxy hemoglobin dựa trên (PFBOC và HBOC, tương ứng).
Ràng buộc Oxygen, Loosely
Cấu trúc của hemoglobin của con người. α và tiểu đơn vị β là màu đỏ và màu xanh, tương ứng, và các nhóm heme chứa sắt màu xanh lá cây. (Credit: Richard Wheeler)
Trong trường hợp một tàu sân oxy với những phẩm chất của các tế bào máu đỏ trở nên phức tạp là các phân tử nên không chỉ liên kết với oxy, nhưng họ nên cũng dễ dàng làm cho nó có sẵn cho các mô của cơ thể. Một suy nghĩ rõ ràng đây sẽ là hemoglobin tổng hợp và sử dụng trực tiếp. Khó khăn là hemoglobin bởi chính nó có ái lực oxy rất cao, có chu kỳ bán rã ngắn trong máu, và có thể làm hỏng thận. Trong một tế bào máu đỏ (RBC), hemoglobin chỉ chiếm 33% khối lượng của tế bào, với khối lượng còn lại hành động để ổn định hemoglobin.
Vì lý do này một HBOC sử dụng hemoglobin đồng bằng sẽ là vô ích, vì nó sẽ không cung cấp đủ oxy đến các mô. Để giải quyết điều này, hemoglobin đã được ổn định trong một cách mà vẫn cho phép liên kết với oxy, trong khi không ức chế sự phân bố đến các mô. Một số công ty đã thực hiện những nỗ lực để mang lại HBOCs như vậy trên thị trường, với HemAssist (bởi Baxter Healthcare), Hemolink (Hemosol, Inc.) và Hemopure (Biopure Corp) và những người khác hoặc là thất bại trong thử nghiệm, hoặc ngay sau khi nhập bán hàng thương mại .
Những vấn đề chung quan sát bao gồm sự co mạch, có lẽ do hemoglobin ràng buộc để nitric oxide. nhiều trong số những HBOCs được nhắm mục tiêu sử dụng ở động vật không phải con người, nơi tỷ lệ tử vong tăng cường dẫn đến các sản phẩm này không đi qua các thử nghiệm y tế, hoặc bị kéo ra khỏi thị trường trong vòng một vài năm.
Ngược lại, có một PFBOC FDA phê chuẩn: Fluosol-DA, với ví dụ Sutherland et al. (1984), báo cáo về hiệu quả của nó với mèo, và Ohyanagi et al. (1984) về tính hiệu quả của Fluosol-DA 20% truyền với bệnh nhân thấy Jehovah. Như trong tôn giáo dẫn nhóm sau của họ từ chối truyền máu và tương tự, điều này có thể có vấn đề với việc chăm sóc y tế.
Mặc dù vậy, sự phức tạp của Fluosol – khách hàng nên hít thở một bầu không khí oxy tinh khiết để ‘tải’ các phân tử PFBOC với đủ oxy – và lưu trữ phức tạp của nó (đóng băng) và đối phó với yêu cầu dẫn đến sản xuất ngừng vào năm 1994.
Không Bled Out Tuy nhiên,
Mặc dù rất nhiều những thất bại trong những năm qua trong việc thay thế máu rắn vào thị trường, nhu cầu về dịch vụ một như vậy là quá mênh mông cho nghiên cứu để chấm dứt. Điều này dẫn chúng ta đến sự phát triển hiện nay, với một hệ quân sự phúc lợi của người mua quan tâm đối với các sản phẩm thay thế máu. Không chỉ dành riêng cho các hãng oxy, mà còn cho tiểu cầu tổng hợp (đối với đông máu) và huyết tương khô.
Các điểm bán hàng chính ở đây là một tăng cường thời hạn sử dụng, việc loại bỏ các hợp phức tạp của các loại máu, giảm khả năng xảy ra phản ứng dị ứng, và vân vân. Mặc dù chúng ta có đi một chặng đường dài từ những ngày đầu của truyền máu, chúng ta vẫn dựa vào hiến máu, và các hệ thống xử lý máu này. Trong khi đó là một hệ thống mà tiết kiệm rất nhiều sinh mạng mỗi năm, nó đi kèm với những hạn chế của hậu cần phức tạp, ngắn thời hạn sử dụng, và khả năng bị nhiễm máu.
máu nhân tạo có lợi thế ở đây là nó có thể được sản xuất trong bất kỳ số lượng mong muốn và trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ. Một lợi thế nhất của ví dụ PFBOCs là họ tính năng các phân tử nhỏ hơn nhiều so với tế bào hồng cầu, cho phép họ bỏ qua thậm chí tắc nghẽn và constrictions trong động mạch. Điều này sẽ cho phép oxy hóa của các mô mà nếu không muốn kết thúc là oxy tước và chết, mà có thể tránh hoại tử, cắt cụt, và các vấn đề khác của chấn thương chấn thương.
Sci-Fi cho đến khi nó thực tế
Mặc dù sự lạc quan của thế kỷ 20 cuối về sản phẩm thay thế máu dường như đã lắng xuống sau quá nhiều thất bại trong những thập kỷ qua, có rất nhiều điều mà chúng ta đã học về việc không chỉ những gì không làm việc, mà còn những gì hiện. Chúng tôi cũng đã đạt được rất nhiều thông tin cần thiết về các khía cạnh của sinh lý con người, mà phục vụ để nâng cao hiểu biết của chúng ta về hệ thống tim mạch.
Một vài trăm năm trước đây, người ta nghĩ rằng máu cừu hoặc thậm chí rượu vang đỏ hoặc nước tiểu sẽ làm cho sản phẩm thay thế tốt cho máu của con người. Hôm nay chúng ta hiểu nhiều về sự phức tạp của việc xác định nhóm máu, có thể xử lý được hiến máu để chỉ sử dụng các tế bào hồng cầu, huyết tương hoặc tiểu cầu, để điều trị một số bệnh lý nội khoa, và vân vân. Với sản phẩm thay thế máu đã được giảm xuống chủ yếu là một câu hỏi kỹ thuật y tế, rất có thể là chúng ta có thể thấy sự tiến bộ ở đây chẳng bao lâu.