Künstliches Blut

Biophysicist Dr Doping spricht von Blutproblemen, wachsend und von neuen Zellen vom Stamm und Prototypen synthetische Thrombozyte programmierend.

Zurzeit gibt es zwei Optionen für die Produktion von künstlichen Blutzellen - rote Blutzellen werden in vitro oder völlig künstlichen Gegenstandblutzellfunktionen angebaut.

Milieu intérieur

Die ersten Organismen auf der Erde waren einzellig. Sobald irgendwelcher mehrzellular sie ein Transportproblem hatten, weil es notwendig ist, Nährstoffe an jede Zelle zu liefern. Einige Organismen haben dieses Problem als ein Schwamm durch das Pumpen großer Volumina von Wasser durch sich behoben, so dass jede Zelle im Kontakt mit der Außenumgebung war. Anderer, anscheinend versuchend, so zu demselben Zweck flach zu sein. Aber um einen wahren mehrzellularen zu bekommen (oder Mehrgewebe), ist nur die wirksamste Auswahl - flüssiges inneres Medium gekommen, die Nährstoffe tragen und Verschwendung wegträgt. Jedoch, sobald die ersten Organismen, die solch eine innere Umgebung gehabt haben, sie sofort notwendige Mechanismen waren, dieses wertvolle flüssige Auslaufen vor ihr und das Eindringen in Ausländer in Wunden zu schützen.

Am Anfang beschäftigt mit dem Schutz derselben Zelle, die häufig amebocyte genannt wird. Verschiedene wirbellose Tiere, die jetzt leben, diese Zellen werden verschieden abhängig von ihrer Struktur und Typ der inneren Umgebung (oder Medium) genannt. Hinsichtlich aller verwenden diejenigen, die hemolymph haben, das Wort "Hemocit" und die Seeigel strahlen zum Beispiel coelomocytes, aber mehr oder weniger universalen Namen - amoebocyte aus. Tatsächlich gibt es sogar amoebocytes Schwämme, und dann gibt es eine ganze Analogie mit der menschlichen Gesellschaft: Sobald die Gesellschaft mit jeder komplizierten Struktur, sobald es eine Abteilung zwischen denjenigen gibt, die arbeiten und diejenigen, die schützen und Ordnung wieder herstellen. Wir haben auch einen Schwamm und befestigte Zellen und beweglichen amoebocytes.

Sobald eine flügge innere Umgebung, amoebocytes es äußerst wichtig wird. Sie schwimmen in dieser Umgebung und Regeneration beschäftigt analog mit unseren Stammzellen oder Jagd für Mikroben als unsere Leukozyten. Und wenn es Schaden gibt, segeln sie unter seiner eigenen Macht zur Verletzungsseite und stopfen sie fast wie unsere Thrombozyte zu. Aber der Sauerstoff breiten sie sich nicht aus: Im Pigment der wirbellosen Tiere für den Transport wird im hemolymph, oder wie Insekten aufgelöst, Sauerstoff wird verwendet, um die Luftröhre zu liefern. So kann amoebocytes allgemein verschiedener Typen sein und verschiedene Aufgaben abhängig von der Reife, aber den drastischen Unterschieden zwischen ihnen durchführen.

In Wirbeltieren ist die Situation mehr kompliziert, weil sie einen zu hohen Durchfluss und Druck haben, und die Schutzzellen zur Seite der Verletzung nicht selbst segeln können. Außerdem wird die Wirbelnotwendigkeit mehr Sauerstoff, was bedeutet, dass bloß Sauerstofftransportunternehmen im Blut auflösen, nicht erhalten. Es würde zu viel sein, und das Blut ist zu dick, so muss es in einigen "Taschen" paketiert werden. Immunsystem ist auch viel stärker geworden, und infolgedessen haben wir, Wirbeltiere, besonders Säugetiere, Entwicklung amebocyte zufällig zu einigen hoch unterschiedlichen Zweigen. Dieses Blut Zellen: erythrocytes, Thrombozyte und Leukozyten. Obwohl modernes Anderssein, sie noch ein Vorgänger sind, weil ursprünglich es ein und dieselbe Zelle war.

Alle drei Zellen spezialisieren sich auf bestimmte Aufgaben: Die Leukozyten haben in die Immunität eingeschlossen, rote Blutzellen tragen Sauerstoff, und Thrombozyte bedecken ihre Körper die Verletzung. Jetzt hat sich die Weise, auf die Verletzung überzugreifen, radikal geändert, da die Thrombozyte mit unserer Geschwindigkeit des Blutflusses nicht mehr selbst können, um zu segeln. Auf Thrombozyten haben Empfänger - spezielle Moleküle das, wenn Thrombozyte durch den Blutstrom getragen werden, sich an der Verletzungsseite festhaltend. Sie haften collagen an der Seite des Schadens, durchstochen dort an, und die folgenden Thrombozyte halten sich an denjenigen fest, die bereits durchstochen sind. Es beginnt, gesamten Thrombozytstecker zu bilden, der die Wunde bedeckt. Natürlich überreitet eine große Wunde in der Arterientube selbst nicht, und die Wunde wird verbinden oder nähen müssen (haben Sie weiteres blutendes Haltsystem), aber mit allen kleinen Verletzungen, denen wir im Laufe gewöhnlichen Lebens - Kratzer, Einspritzungen, Bissen, blauer Blaue - dieses System Griffe gegenüberstehen.

Wir können uns vermehren die Elemente dieses Systems sind jetzt: In den letzten 5 Jahren sind wir viel besser geworden verstehen es. Wir wissen das, welche Proteinthrombozyte einander dafür beigefügt werden, was sie sich an Empfängern von collagen festhalten, die in der Zusammensetzung von lipids Thrombozyt beschleunigen, der Reaktionen auf ihrer Oberfläche gerinnt. Jetzt kann es ein mimischer Nutzen sein, weil, um die meisten dieser Funktionen durchzuführen, keinen vollen Käfig zu haben brauchen - können Sie eine liposome Kapsel oder Albumin (gewöhnlich nanocapsules Größe von Hunderten von Nanometern) nehmen und sie in den gewünschten Proteinen aufkleben.

Aber einige Dinge Sie können Thrombozyte tun, so können wir nicht tun. Zum Beispiel sind Thrombozyte in ihrem granulierten Wachstum von mindestens sieben Faktoren sind beschäftigter Regenerationsschaden. Außerdem sind Thrombozyte im Stande, aktiviert zu werden, auf das neue Regime und infolgedessen besser umzuschalten, als, sich festzuhalten - ist schwierig, mit der Hilfe von liposomes solche Eigenschaften dieser Thrombozyte durchzuführen.

Jedoch, jetzt (tatsächlich, vor mehr als 10 Jahren) gab es die ersten Versionen der künstlichen Thrombozyte, die einen Teil der Thrombozytfunktion, und an erster Stelle wieder hervorbringen, sind sie mehrere Empfänger, die ihnen erlauben, für die wenigen Thrombozyte gesichert zu werden, die im Mann geblieben sind. Auf einem ziemlich großen Betrag des Materials in Tieren und in den frühen Stufen von klinischen Proben hören solche künstlichen Thrombozyte erfolgreich auf, von Wunden zu verbluten. Jedoch, um solche Verfahren auszuführen, wenn der Körper das Eigentum von Thrombozyten im Allgemeinen nicht bleibt, tut es nicht, aber geschieht es selten.

Der Bedarf am Blut und künstlichen Blut

Der Mangel an Thrombozyten in Menschen kommt aus mehreren Gründen vor, die in zwei Kategorien geteilt werden können. Die erste Kategorie - eine chronische Krankheit, wenn eine Person ihre eigenen Thrombozyte nicht arbeiten. Zum Beispiel ist eine Veränderung vorgekommen, und es gibt ein Protein oder ein Problem mit der Produktion von Thrombozyten und entwickelt eine Variante der Anämie oder entwickelte Antikörper und hat begonnen, ihre eigenen menschlichen Thrombozyte zu töten. In solchen Fällen, um Thrombozyte umzugießen, hat auf lange Sicht häufig kontraindiziert, weil solche Leute durchweg behandelt, und mit Ausländerthrombozyten lebend werden sollten, ständig ist unmöglich: Jede Transfusion - ist eine Infektionsgefahr, akute geschützte Antwort oder Produktion von Antikörpern. Diese Gefahren sind nicht sehr groß, aber früher oder später kann die Angst wenn häufige Transfusionen gerechtfertigt werden. In strengen Fällen machen diese Patienten noch nur eine Transfusion von Thrombozyten und völlig künstlicher Zelle, wo die Gefahren der Infektion und einige andere auf die Null reduziert werden können, können wir diesen Leuten helfen sich zu bewegen einige Operationen zu mindestens dem Zahn konnten ohne die Gefahr des Todes aussteigen.

Um Anämie zu behandeln, verwenden gewöhnlich - Cyanocobalamin, Einspritzungen von Dexamethasone.

Die zweite Drehbuchknappheit an Thrombozyten - das akute Situationen: Trauma, Chirurgienvolumen, Knochenmarkversetzung, Chemotherapie, Frühgeburt und ein plötzlicher Fall in der Zahl von Thrombozyten wegen der Blutung, die im schleimigen beginnt oder Intraschädelblutung droht. Diese Leute müssen bestimmt Thrombozyte umgießen, aber auf Grund dessen, dass diese Zellen sehr launisch sind, nur ein paar Tage behalten haben, und dulden Sie fast Frost in allen Krankenhäusern nicht, wo es ihre großen Stationen der Bluttransfusion gibt, Thrombozyt haben immer Probleme.

Spenderblutzellen und Lösungen für die Transfusion

Irgendwelche Blutzellen können bei einem Spender, theoretisch - in jedem Betrag erhalten werden. Aber die Spenderzellen dort sind mehrere grundsätzliche Probleme und das erste - es sind die Gefahren der Infektion und geschützten Antworten, die im Prinzip für bestimmte Typen von Zellen wie Thrombozyte nicht verhindert werden können, weil wir jetzt im Stande sind, den infectivity des Bluts mit der absoluten Zuverlässigkeit zu bestimmen. Das wird durch jene Viruskonzentrationen nicht bestimmt, bei denen sie ansteckend werden. Für andere mögliche Quarantäne von Zellen, wenn den Zellen cryopreserve erlaubt wird und sich nur ein paar Monate befassen, dieselbe Spenderneue Darlegung machend, um zu überprüfen, ob nicht anfangen, die Krankheit zu entwickeln. Es gibt Wege zu inactivate Viren in Blutprodukten, aber alle möglichen Viren, prions oder andere Pathogene überprüfen oder zerstören unmöglich für jeden Zelltyp. Außerdem, dort Unvorhersehbarkeit geschützte Antworten, die besonders für Leute mit dem Gesundheitsproblem gefährlich sein konnten.

Das zweite Problem von Spenderzellen besteht darin, dass sie schlecht versorgt werden, und Thrombozyte in dieser Beziehung am schlechtesten sind. In einigen Fällen, wie Leukozyten, gibt es andere Schwierigkeiten: Gießen Sie Leukozyten von jemandem anderen, im Prinzip, ziemlich unsicher um, weil es die Immunsystemzellen sind, die Boden sind, um jemanden anderen zu töten und ihr zu helfen. Es gibt speziellen leykokontsentraty und Methoden, Vereinbarkeit zu bestimmen, um die Gefahren zu minimieren, aber es ist ziemlich schwierig. So jetzt haben die Blutzellen den folgenden Vertrieb beobachtet: Erstens, Blut, das keiner jemals - einfach gießt, weil es sehr gefährlich ist und, am wichtigsten, nie Notwendigkeit. Manchmal kommt der Arzt zu solcher Verzweiflung, um die Leben von Leuten während der ganzen Abwesenheit von Blutprodukten zu sparen, aber allgemein wird diese Praxis völlig verboten. Meistenteils haben Leute gerade spezielle Lösungen gegossen, das Volumen des Bluts zu ersetzen (Salzquelle oder anderer), weil es das erste Ding zum Verlust des Bluts ist, oder das Herz nicht gewachsen sein kann. An zweiter Stelle mit dem strengeren Blut kommt Verlust, oder frische eingefrorene Plasmatransfusionsbedürfnisse vor, um Probleme mit der Gerinnung zu beheben. Im dritten Platz, wenn eine Person genug Hämoglobin nicht hat, können die roten Blutzellen umgegossen werden. Sonderbar genug ist es nicht so häufig notwendig: Unser Blut wird für den Transport von Sauerstoff zum riesigen Lager entworfen, zehnmal mehr als eine Person braucht, ruhig in der Intensivstation lügend. Schließlich, in bestimmten Situationen, menschlichen Thrombozyttransfusionen, zum Beispiel, wenn er nach einer Knochenmarkverpflanzung ist, arbeitet er zuerst hematopoiesis nicht. Im Allgemeinen wird jeder Satz von Zellen unter verschiedenen Verhältnissen in verschiedenen Bedingungen gegossen, und jeder hat seinen eigenen Satz von Problemen.

Künstliche Blutzellen

Zwei des problematischsten Punkts - es Thrombozyte und Leukozyten. In der Produktion von künstlichen Thrombozyten jetzt gibt es Konkurrenz zwischen den zwei Verkörperungen, die oben beschrieben sind. Irgendwelche Befehle, die bereits Thrombozyte von Stammzellen tun. Der Vorteil dieser Auswahl besteht darin, dass Sie Stammzellen nehmen oder sogar andere Zellen im beabsichtigten Empfänger, und für ihn wiederprogrammieren können, um die "heimischen" Thrombozyte zu tun. Das Problem ist die Kosten und Leistung: Jetzt neigt diese Methodenleistung zur Null, und die Kosten sind ziemlich maßlos. Außerdem gibt es ernste Zweifel, ob diese Thrombozyte wahr sind: Zellen werden erhalten, zu den Thrombozyten ähnlich, aber in vitro ist sehr schwierig, den ganzen Prozess der Reifung des Thrombozyts wieder hervorzubringen. Es gibt Arbeiten, die zeigen, dass diese Zellen für einige Sachen mit normalen Thrombozyten nicht zusammenfallen, so stellt es sich heraus, dass, einerseits, die langfristige Produktion von künstlichen Thrombozyten von Stammzellen ein sehr attraktiver Weg ist, der vollkommen vereinbare und ganze Thrombozyte, aber andererseits geben kann, ist dieser Weg sehr sehr weit, obwohl im Wesentlichen arbeitet.

Außer der Kultivierung von Thrombozyten von Stammzellen haben die Optionen, völlig künstliche Thrombozyte zu verfertigen. Gewöhnlich das lipid Mikrobereiche oder Protein nanocapsules, die eine Reihe von Proteinen haben, die dem Thrombozyt ähnliche Funktionen zur Verfügung stellen. Solche Gegenstände können Anhäufungen mit Thrombozyten bilden und auf die Wunde übergreifen. Prototypen solcher künstlichen Thrombozyte sind ringsherum seit ungefähr 15 Jahren gewesen, einige von ihnen erreichen die zweite Bühne von klinischen Proben, aber haben ihren Weg in die klinische Praxis noch nicht gemacht. Jedoch kann die Technologie in der nahen Zukunft ein sehr echtes Produkt geben; jetzt gibt es eine Konkurrenz zwischen mehreren Hauptgesellschaften, verschiedene Versionen von Thrombozyten schaffend. Am wahrscheinlichsten jedenfalls wird er etwas echte Thrombozyte, als er verlieren, fast sicher einige Eigenschaften verpassend, die mit Zellen voll sind, die an der Regeneration und Immunität aktiv beteiligt werden. Aber er kann die Blutung aufhören, und das ist wichtig. Es wird für das Gebrauchding - etwas wie das Puder in der Bank sehr günstig sein, die auf einem Bord, und nötigenfalls, verdünnt mit Wasser und Überschwemmung zum Beispiel auf Entdeckungsreisen im militärischen Feld stehen kann, mit globalen Katastrophen überprüfen Vereinbarkeit ohne die Notwendigkeit oder haben die handliche hoch entwickelte Ausrüstung.

Vielleicht Thrombozyte - das interessanteste, populäre und ein echter Gegenstand in Bezug auf die Schaffung von künstlichen Blutzellen in jedem Sinn. Am schlechtesten von allen ist mit Leukozyten der Fall. Immunität - ist ein kompliziertes System, das wir im Stande sind, von Kratzer noch nicht zu gründen. Das Schaffen einer völlig synthetischen Entsprechung von Leukozyten, wie besprochen, oben für Thrombozyte und rote Blutzellen, während es Sciencefiction - oder eher, Entsprechungen, weil viele Typen von Leukozyten, jede dieser fortgeschrittenen Eigenschaften scheint. die Leukozytenproduktion von Stammzellen scheint ein wenig realistischer, und die Arbeit in dieser Richtung gehen. Ganze neutrophils haben gelernt, vor 10 Jahren wiederzumachen. Aber es gibt viele Hindernisse: Man muss im Stande sein, genug von jedem Typ zu erzeugen, und dann zu lehren, dass diese Zellen den Gastgeber nicht angreifen. Theoretisch können diese Probleme behoben werden, aber die Schwierigkeit hier ist ernster als Thrombozyte. Zurzeit, ein Mangel an Leukozyten versuchen, Rauschgifte zu behandeln, die ihre Entwicklung stimulieren. Kurzfristig Fälle, Sie können gehen, um Leykokontsentratov-Gefahren, und in strengen Fällen der Immunschwäche zu verwenden (oder wenn das Problem nicht nur mit der Zahl von Zellen ist, sondern auch zur Anwesenheit von Defekten) müssen zu einer Knochenmarkverpflanzung gehen.

kann getan werden, um die roten Blutzellen zu ersetzen - und die Leute sind damit - eine Vielfalt von Optionen für künstliche Sauerstofftransportunternehmen beschäftigt, aber es ist in mancher Hinsicht die am wenigsten interessante Herausforderung, weil es Spenderzellen, dort perftoran und seine Analoga gibt. Perftoran, häufig genannt "blaues Blut" - ein wohl bekanntes Sauerstofftransportunternehmen, das in Russland wird entwirft. Außerdem tragen die roten Blutzellen großen cryopreservation, der Ihnen nicht nur erlaubt, große Reserven von Blutzellen zu schaffen und sie überall zu transportieren, sondern auch bedeutet, dass eine Person die roten Blutzellen nehmen kann, und sechs Monate später, ob manifestiert in diesem menschlichen Aids, HIV zu überprüfen. Diese Quarantäne, die Gefahr der Krankheit zu minimieren. Wenn wir über das Plasma sprechen, wird es durch natürliches Plasma mit seiner Vielfalt von möglichen Funktionen ersetzt, obwohl jetzt künstliche Lösungen für die Transfusion mit der Korrektur der individuellen Funktionen sind.