人工血液概述及其发展状况.ppt

L/O/G/O 人工血液代用品概论 目录 绪论 人血液替代品发展历程 人血液替代品 4 1 2 3 . 人血液替代品特点 绪论 人血液替代品：人工血液是指具有血液功能（包括载氧功能，维持血液渗透压，维持血液酸碱度，扩充血容量）的人工制剂。目前，根据使用材料的不同，将人工血液分为碳氟化物和经化学修饰的血红素类。 碳氟化物 血红素类 绪论 人工血液替代品的意义 抓住急救时间 避免输血反应的发生 改善血源短缺的现状 减轻患者经济负担 避免病毒的传播 绪论 绪论 氧气在人体内的运输 构成血红蛋白的四个亚基分别与四个氧分子结合.而在组织内释放氧的过程也是这样,一个氧分子的离去会刺激另一个的离去,直到完全释放所有的氧分子,这种有趣的现象称为协同效应. 首先一个氧分子与血红蛋白四个亚基中的一 个结合,与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化, 造成整个血红蛋白结构的变化,这种变化使得 第二个氧分子相比于第一个氧分子更容易寻找 血红蛋白的另一个亚基结合,而它的结合会进 一步促进第三个氧分子的结合,以此类推直到 人血液替代品的发展历程 1966年，美国科学家克拉克发现，氟碳化物可以要用来替代血液 1979年，一种新型的氟碳化合物乳剂作为人造血液，首次在日本应用于人体单肾脏移植手术，并取得成功。 1980年8月6日，中国人造血液的研究在上海获得成功。 2013年，罗马尼亚科学家研制出一种人造血液—由水、无机盐以及一种深海昆虫体内提取的蚯蚓血红蛋白合成的材料，可短时间替代血液实现氧气和二氧化碳交换代谢。 2013年12月，日本研究人员成功利用干细胞培育出能够携带氧的红细胞，在此基础上有望大量培育用于输血的红细胞，帮助医疗系统缓解用血紧张状况。 2006年英国shelffield化学博士TWYMAN等报道了一种以卟啉铁（Ⅱ）为中心的高度分支的聚乙二醇，其大小和形状与天然Hb相似。这种Hb分子类似化合物在体外研究显示能可逆的结合释放氧气5次以上。 人血液替代品的特点 1 2 3 无抗原性，无需交叉配血或相容性检验 运送氧气和二氧化碳的能力预天然血红蛋白相似不与氧气发生化学反应，不激活补体，不升高白蛋白，不产生高价铁 无毒，不产生有毒代谢物；室温下稳定，可以长期储存 ；能进行灭菌处理，不含有病原体 人工血液替代品——化学修饰的血红素 为什么要修饰血红素？ 早期人们研究去除红细胞膜无基质的Hb，虽然有运输氧气的功能，但不能作为有效的血液替代品。由于红血球被打破，造成 调节血红素和氧气亲和力的酶2,3-DPG 分子的流失，导致血红素对氧的亲和力过高，而降低了其在人体组织或器官中的释氧功能。因此我们必须要对其进行修饰。 2,3-DPG 人工血液替代品——化学修饰的血红素 (1) 包覆型人工替代血液：用磷脂质经由乳化技术将血红素包覆起来，形成直径约 100～200nm大小的颗粒，如此可以避免血红素在体内被快速分解掉，增加其在人体血液循环中的半衰期，且在人体胶体渗透压的限制下，可以有正常的血红素浓度。在包覆过程中同时也把 2,3-DPG 分子包覆在磷脂质里面，以调控血红素分子对氧分子的亲和力。 磷脂质 血红素 纳米颗粒 100-200nm 乳化技术 维持血红素的浓度 调节氧气亲和力 2,3-DPG 分子 人工血液替代品——化学修饰的血红素 (2) 基因重组型人工替代血液：主要是利用基因技术，将血红素的 α 或 β 链的基因转殖到大肠杆菌里面，由大肠杆菌来表现，制造出血红素分子。 血红素的 α 或 β 链的基因 大肠杆菌 血红素分子 血红素的 α 或 β 链的基因 新型分子 （氧气的结合力减小） 基因表达 基因技术 ① ② 人工血液替代品——化学修饰的血红素 (3) 聚合型人工替代血液：又可分为分子内部交联型血红素、分子与分子间交联型血红素与共轭交联型血红素。 ① 分子内部交联型血红素 ② 分子与分子间交联型血红素 目前叫我较为常见的交联剂为戊二酮 血红素 PLP分子 pyridoxyl 5-phosphate 血红素的四聚体 PLP分子替代 2,3-DPG 降低氧的亲和力 延长半衰期 血红素的四聚体 另一交联剂 分子与分子间 交联型血红素 人工血液替代品——化学修饰的血红素 ③共轭交联型血红素 血红素 水溶性高分子 血红素以共价 键结合在高分子上 交联剂  增加血红素的体积， 减缓泄漏 避免其他蛋白的吸附， 降低人体免疫系统工攻击 化学修饰的