人造血的工作方式

人造物质可以代替有效的东西，并且对人类生活至关重要，似乎不可能，甚至不可能。要了解该过程，它有助于了解真实血液的工作原理。血液有两个主要成分 -等离子体和形成的元素。血液中几乎所有携带的血液（包括营养素，激素和废物）都溶解在血浆中，这主要是水。形成的元素，是细胞和细胞的部分，也漂浮在血浆中。形成的元素包括白细胞（WBC），是免疫系统的一部分，血小板，有助于形成凝块。红细胞（RBC）负责血液最重要的任务之一 - 携带氧气和二氧化碳。

RBC众多；它们占血液中形成的元素的90％以上。几乎所有有关它们的一切都可以帮助他们更有效地携带氧气。RBC的形状像圆盘，两侧都凹入，因此它具有许多用于吸收和释放的表面积。它的膜非常柔韧，没有核，因此可以通过微小的毛细血管拟合而不会破裂。

红细胞缺乏核的缺乏，还为其提供了更多的空间血红蛋白（HB），一种携带氧气的复杂分子。它由称为a的蛋白质成分制成Globin和四种称为下摆。血液使用铁与氧气键合。每个RBC内部约为2.8亿个血红蛋白分子。

如果您流血了很多，您会失去很多氧气输送系统。血液带来的免疫细胞，营养和蛋白质也很重要，但是医生通常最关心您的细胞是否获得足够的氧气。

在紧急情况下，医生经常会给患者音量扩展器，像盐水一样，以弥补失血量损失。这有助于恢复正常的血压，并使其余的红细胞继续携带氧气。有时，这足以保持人体继续前进，直到可以产生新的血细胞和其他血液元素为止。如果没有，医生可以提供专利输血取代一些损失的血液。在某些外科手术过程中，输血也很常见。

这个过程效果很好，但是有几个挑战可能使得吸收患者所需的血液困难或不可能：

这是人造血的来源。人造血不能完成真实血液的所有工作 - 有时，它甚至无法替代流失的血量。取而代之的是，它在一个人的红细胞无法自行做的情况下携带氧气。因此，人造血通常称为氧治疗。与真实的血液不同，可以将人造血液灭菌以杀死细菌和病毒。无论血型如何，医生也可以将其提供给患者。许多当前类型的保质期超过一年，不需要冷藏，使其非常适合在紧急情况和战场情况下使用。因此，即使它实际上并不能替代人类的血液，人造血仍然很棒。

接下来，我们将看看人造血的来源以及它如何在人的血液中起作用。

直到最近，大多数创造人造血的尝试都失败了。在19世纪，医生不成功为患者提供了动物，牛奶，油和其他液体的动物，静脉注射。即使在发现人类之后血型1901年，医生一直在寻找血液替代品。第一次世界大战以及肝炎和人类免疫缺陷病毒（HIV）的发现也引起了人们对其发展的兴趣。

制药公司在1980年代和1990年代开发了几种人造血液，但许多人在人类试验中的心脏病发作，中风和死亡后放弃了研究。一些早期的公式还导致毛细血管塌陷和血压飙升。但是，其他研究导致了两类的几种特定的血液替代品 -血红蛋白基氧载体（HBOC）和perflourocarbons（PFCS）。这些替代品中有一些即将结束测试阶段的结束，并且可能很快就可以使用医院。其他人已经在使用。例如，目前在南非的医院中使用了一个名为HEMOPURE的HBOC，艾滋病毒的传播威胁了血液供应。一个名为Oxygent的基于PFC的氧载体处于欧洲和北美人类试验的晚期。

两种类型的化学结构截然不同，但它们都主要通过被动扩散。被动扩散利用了气体从更高集中的区域转变为更加集中的区域的趋势，直到达到状态平衡。在人体中，氧气从肺（高浓度）移动到血液（低浓度）。然后，一旦血液到达毛细血管，氧气就会从血液（高浓度）移至组织（低浓度）。

请参阅下一页以了解有关HBOC血液的更多信息。

HBOC隐约类似于血液。它们是非常深的红色或勃艮第的，是由真实的，灭菌的血红蛋白制成的，可以来自各种来源：

但是，医生不能仅仅将血红蛋白注入人类的血液中。当它在血细胞内部时，血红蛋白在携带和释放氧气方面做得很好。但是如果没有细胞的膜来保护它，血红蛋白就会很快分解。分解血红蛋白会导致严重的肾脏损伤。因此，大多数HBOC使用改良形式的血红蛋白形式，比自然出现的分子更坚固。一些最常见的技术是：

科学家还研究了由脂质，胆固醇或脂肪酸制成的合成膜中的HBOC包裹血红蛋白。一个称为MP4的HBOC由在聚乙烯乙二醇中涂覆的血红蛋白制成。

HBOC类似于普通的RBC。HBOC的分子漂浮在血浆中，从肺部捡起氧气，然后将其掉入毛细血管中。这些分子比RBC小得多，因此它们可以安装到RBC不能的空间中，例如癌症周围极度肿胀的组织或血管异常。大多数HBOC在一个人的血液中停留大约一天 - 远远远远远远远远超过100天左右的时间。

但是，HBOC也有一些副作用。修饰的血红蛋白分子可以适合细胞之间的很小空间，并结合到一氧化氮，这对于维持血压很重要。这可能导致患者的血压升高到危险水平。HBOC也会引起腹部不适和痉挛，这很可能是由于释放自由基，可能损害细胞的有害分子。一些HBOC会导致眼睛或潮红的皮肤暂时，红色的变色。

接下来，了解PFC血液以及与HBOC的不同之处。

与HBOC不同，PFC通常是白色的，并且是完全合成的。他们很像碳氢化合物- 完全由氢和碳制成的化学物质 - 但它们含有氟代替碳。

PFC在化学上是惰性的，但它们非常擅长携带溶解的气体。它们的气体比水或血浆多20％至30％，如果存在更多的气体，则可以携带更多的气体。因此，医生主要将PFC与补充氧气结合使用。但是，额外的氧气会导致自由基在人体中的释放。研究人员正在研究PFC是否可以在没有额外氧气的情况下工作。

PFC是油腻的，所以它们必须是乳化，或悬浮在液体中，用于血液。通常，PFC与静脉注射药物（例如卵磷脂或白蛋白）中经常使用的其他物质混合。这些乳化剂最终从血液中循环时分解。肝脏和肾脏将它们从血液中清除，肺部以二氧化碳的方式呼出PFC。有时人们会经历类似流感的症状，因为他们的身体消化并呼出PFC。

像HBOC一样，PFC非常小，可以适合RBC无法访问的空间。因此，一些医院研究了PFC是否可以治疗创伤性脑损伤（TBI）通过通过肿胀的脑组织输送氧气。

制药公司正在测试PFC和HBOC，以用于特定的医疗情况，但它们具有类似的潜在用途，包括：

人造血液并非没有争议。接下来，我们将研究其使用以及其在医学上的未来的一些问题。

乍一看，人造血似乎是一件好事。它的保质期比人类血更长。由于制造过程可以包括灭菌，因此不会承担传播疾病的风险。医生可以对任何血型的患者进行管理。此外，许多出于宗教原因无法接受输血的人可以接受人造血，尤其是不是源自血液的PFC。

但是，人造血一直是几个争议的中心。医生放弃了使用Hemassist的使用，这是美国对人类对人类进行测试的第一批HBOC，此前接受HBOC的患者死亡的频率比接受捐赠的血液的患者更频繁。有时，制药公司很难证明其氧气载体是有效的。部分原因是人造血与真实的血液不同，因此很难开发准确的方法进行比较。在其他情况下，例如使用人造血液通过肿胀的脑组织输送氧气时，结果可能很难量化。

另一个争议的根源涉及人造血液研究。从2004年到2006年，Northfield实验室开始对创伤患者进行名为Polyheme的HBOC测试。该研究在美国各地的20多家医院进行。由于许多创伤患者无意识，不能同意医疗程序，因此食品药品监督管理局（FDA）批准了该测试无巧妙的研究。换句话说，医生可以不先问病人而不是真实的血液。

Northfield实验室举行了会议，以教育研究进行的社区中的人们。该公司还为人们提供了戴手镯的机会，告知急救人员他们宁愿不参加。但是，批评者声称，诺斯菲尔德实验室还没有做足够的事情来教育公众，并指责该公司违反了医学道德规范。

血液替代物可以用作增强性能的药物，就像人类血液一起使用时可以血掺杂。2002年10月的《有线》中的一篇文章报道说，一些骑自行车的人正在使用氧气联蛋白（兽医HBOC）来增加血液中的氧气量。

尽管存在争议，但在未来几年内可能会广泛使用人造血。接下来的血液替代品也可能会变得更加复杂。将来，HBOC和PFC看起来更像是红细胞，它们可能携带真正血液带有的一些酶和抗氧化剂。

有关血液，人造血和相关主题的更多信息，请参见下一页上的链接。