Les défis de trouver un substitut du sang humain
à travers l’histoire, le corps humain a fait l’objet d’un contrôle et d’une merveille illimités. Nombreux perplexe sur la fonction de tous ces organes et fluides trouvés à l’intérieur. Cela incluait le but du sang, qui se considérait alternativement négligé comme étant simplement pour «refroidir le corps», à être responsable de la réglementation des humeurs, conduisant à la pratique de la sanglette et d’autres remèdes discutables. Comme la science médicale a progressé, cependant, nous inquiétons une perspective très différente.
Il suffit de mettre, notre système circulatoire et le sang à l’intérieur, c’est ce qui nous permet d’exister de grandes organismes multicellés. Il porte de l’oxygène et des nutriments aux cellules, tout en permettant l’élimination des déchets ainsi qu’un chemin facile pour les cellules qui composent notre système immunitaire. Notre sang et nos tissus impliqués sont importants pour une existence saine. C’est quelque chose qui devient douloureusement clair lorsque nous parlons de blessures et de chirurgies impliquant une grave perte de sang.
Bien que la pratique des transfusions sanguines de sang donnée a fait une différence remarquable ici, il n’est pas toujours facile de garder chaque type de sang stocké, surtout pas dans les hôpitaux éloignés, dans une ambulance ou au milieu d’une zone de guerre. Ici, l’utilisation de sang synthétique – totalement exempte d’exigences de stockage compliquées et de la nécessité d’équilibrer des types de sang – pourrait être révolutionnaire et économiser de nombreuses vies, y compris ceux dont la religion interdit la transfusion du sang humain.
Bien que beaucoup de progrès aient été faits dans ce domaine, avec un nombre limité de produits utiles, il est néanmoins de faire un défi de frapper un remplaçant qui tire toutes les cases nécessaires pour le rendre générique et en sécurité.
Pas n’importe quel fluide
Private Roy W. Humphrey de Toledo, Ohio, a donné lieu à un plasma sanguin après avoir été blessé par des éclairs en Sicile le 9 août 1943. (Source: Nara)
Bien qu’il existe des rapports sur les incas pratiquant des transfusions sanguines entre les humains aussi loin que le XVIe siècle, ce n’était pas avant que William Harvey (1578 – 1657) a décrit le système circulatoire humain et les propriétés du sang au 17ème siècle que la vue moderne de cet aspect de la physiologie humaine a commencé à prendre forme. Ceci est venu à côté des expériences de transfusion sanguine principalement entre les animaux.
En 1665, le médecin Richard a réalisé une transfusion sanguine brute entre deux chiens, avec apparemment aucun effet néfaste sur l’un ou l’autre animal après ladite procédure. Autour de cette époque, des transfusions sanguines d’un animal dans un humain (xénotransfusion) ont également été tentées, avec de nombreux sujets humains ne survivant pas à la procédure, probablement en raison du rejet du corps de ce sang étranger.
Questions similaires qu’avec la xénotransfusion décomposée avec des transfusions sanguines entre les humains: dans certains cas, cela fonctionnerait, d’autres fois que le sujet de réception subirait des effets néfastes et certains mourraient de temps en conséquence. Cela a conduit à des transfusions sanguines ayant une faible crédibilité au 19ème siècle. Ce n’est qu’en 1901 lorsque Karl Landsteiner a découvert les trois groupes sanguins humains (A, B, O) qu’une explication de ces résultats est devenue claire.
Lorsque des types de sang incompatibles sont mélangés ensemble, on pourrait constater clairement comment les globules rouges se mêlaient. C’était à ce moment-là de penser à ce qui se passerait à l’intérieur du corps humain si une telle réaction se produirait lors d’une transfusion sanguine. Cette aperçu a conduit à la première de nombreuses révolutions qui feraient des transfusions sanguines aussi sûres et courantes qu’aujourd’hui.
Copier d’un maître
La complication apparente avec tentative de reproduire les fonctionnalités du sang humain est que nous essayons de recréer quelque chose qui s’est développé sur des millions d’années, à l’intérieur d’un système plus vaste (le corps) qui dépend de ses nombreux aspects à fonctionner juste. Même s’il n’est pas destiné à être dans le corps plus longtemps que nécessaire jusqu’à ce que des niveaux de sang naturels soient récupérés, il ne peut être autorisé à causer beaucoup plus de mal que prévient.
Chez l’homme, le sang représente environ 7% du poids total du corps. Sa densité est d’environ 1060 kg / m3, qui est très proche de 1000 kg / m3 d’eau. Un homme adulte a en moyenne environ 4,5 L de sang, qui consiste en environ 45% des globules rouges, ~ 54,3% de plasma, et environ 0,7% des globules blancs. Généralement, chacun de ceux-ci forme les trois groupes de fonctions principaux de sang.
Les globules rouges comprennent l’hémoglobine, qui lie l’oxygène, les globules blancs (ainsi que les anticorps) forment une partie majeure du système immunitaire et le plasma comprend les éléments nutritifs, les électrolytes et les éléments de coagulation sanguine qui soutiennent les cellules et permettent la réparation des blessures à travers coagulation. À partir de là, nous pouvons déduire ce qui est nécessaire dans un substitut de sang: la fonctionnalité des globules rouges, ainsi qu’un liquide porteur semblable au plasma (à environ 95% d’eau).
Bien que ce dernier soit relativement simple sous la forme de services cristalloïdes (par exemple solution saline), la complexité est livrée avecitting la fonctionnalité des globules rouges. Ici, deux méthodes ont vu des recherches majeures et (limitées) utilisées: des transporteurs d’oxygène à base de perfluorocarbon et de l’hémoglobine (PFBOC et HBOC, respectivement).
Liaison à l’oxygène, vague
Structure de l’hémoglobine humaine. Les sous-unités α et β sont en rouge et bleu, respectivement et les groupes hèmes contenant du fer en vert. (Crédit: Richard Wheeler)
Lorsqu’un support d’oxygène avec les qualités des globules rouges devient compliqué, c’est que ces molécules ne doivent pas simplement se lier à l’oxygène, mais elles doivent également la rendre facilement accessible aux tissus du corps. Une pensée apparente ici serait de synthétiser l’hémoglobine et de l’utiliser directement. Le Snag est que l’hémoglobine en soi a une très grande affinité à l’oxygène, a une demi-vie courte dans le sang et peut endommager les reins. Dans une cellule sanguine rouge (RBC), l’hémoglobine ne représente que 33% de la masse de la cellule, avec la masse restante agissant pour stabiliser l’hémoglobine.
Pour cette raison, un HBOC utilisant une hémoglobine unie serait inutile, car il ne proposerait pas suffisamment d’oxygène dans les tissus. Pour résoudre ce problème, l’hémoglobine doit être stabilisée d’une manière qui permet toujours la liaison à l’oxygène, tout en ne pas inhiber la distribution aux tissus. Un certain nombre d’entreprises ont effectué des efforts pour amener ces HBOC sur le marché, avec hémassiste (par Baxter Healthcare), Hemolink (Hemosol, Inc.) et Hemopure (Biopure Corp) et d’autres personnes échouent pendant les essais, ou peu de temps après l’entrée des ventes commerciales. .
Les problèmes courants observés incluent la vasoconstriction, vraisemblablement due à la liaison à l’hémoglobine à l’oxyde nitrique. Beaucoup de ces HBOC visaient une utilisation dans les animaux non humains, où la mortalité accrue a conduit à ces produits ne transmettant pas les essais médicaux ou étant tiré du marché en quelques années.
En revanche, il y a une PFBOC approuvée par la FDA: fluosol-da, avec par exemple. Sutherland et al. (1984), rapportant son efficacité avec les chats et Ohyanagi et al. (1984) sur l’efficacité de la perfusion fluosol-da 20% avec les patients de Jéhovah. Comme dans la religion de ce dernier groupe les conduit à refuser des transfusions sanguines et similaires, cela peut être problématique avec les soins médicaux.
Malgré tout, la complexité des clients fluosols devrait respirer une atmosphère d’oxygène pure pour “charger” les molécules PFBOC avec suffisamment d’oxygène – et son stockage compliqué (gel) et traiter des exigences conduites à la production de la production en 1994.
Pas encore brisé
Malgré les nombreux revers au fil des ans pour obtenir un substitut de sang solide sur le marché, la nécessité d’un tel service est trop immense pour que la recherche cesse. Cela nous conduit aux développements actuels, avec l’armée américaine étant l’un des acheteurs intéressés de ces substituts de sang. Pas seulement pour les porteurs d’oxygène, mais aussi pour les plaquettes synthétiques (pour la coagulation) et le plasma séché.
Les principaux points de vente ici sont une durée de vie améliorée, la suppression de la correspondance compliquée des types de sang, diminuant la possibilité de réactions allergiques, etc. Bien que nous ayons parcouru un long chemin à partir des premiers jours de transfusions sanguines, nous nous fallons toujours sur des dons de sang et le système qui traite ce sang. Bien que ce soit un système qui enregistre de nombreuses vies chaque année, il est livré avec les inconvénients de la logistique complexe, de la durée de vie courte et de la possibilité de sang contaminé.
Le sang synthétique présente l’avantage ici qu’il peut être produit dans toute quantité désirée et dans des conditions strictement contrôlées. Un avantage supplémentaire de par exemple Les PFBOCs sont qu’ils présentent des molécules beaucoup plus petites que les RBC, ce qui leur permet de contourner même des blocages et des constrictions dans les artères. Cela permettrait à l’oxygénation des tissus qui, autrement, finissent par être privés d’oxygène et meurent, ce qui peut éviter la nécrose, l’amputation et d’autres problèmes de blessure traumatisante.
Science-fiction jusqu’à ce que c’est la réalité
Bien que l’optimisme de la fin du XXe siècle sur les substituts de sang semble se calmer après de nombreux revers les décennies précédentes, il y a beaucoup de choses que nous avons apprises sur ce que nous avons appris non seulement ce qui ne fonctionne pas, mais aussi. Nous avons également gagné beaucoup d’informations essentielles sur les aspects de la physiologie humaine, qui servent à accroître notre compréhension du système cardiovasculaire.
Il y a quelques centaines d’années, les gens pensaient que le sang de mouton ou même le vin rouge ou l’urine ferait de bons substituts du sang humain. Aujourd’hui, nous comprenons de nombreuses des complexités de détermination du type sanguin, peuvent traiter le sang donné à utiliser uniquement les RBC, le plasma ou les plaquettes, pour traiter un certain nombre de conditions médicales, etc. Avec des substituts de sang ayant été réduisés à la plupart de la question d’une question de génie médical, il y a de fortes chances que nous puissions voir des progrès ici avant longtemps.