Қанның жасанды ауыстырғыштары: Тарихы мен болашағы
Blood substitute
Қан ауыстырғыштары – қан құюға балама, оттегі тасымалдауға және қан көлемін толықтыруға арналған жасанды қан. Қол жетімді түрлері мен пайдасы туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Биологиялық қанның орнына қолданылатын зат – регби одағы мен регби лигасы термині.
Substance that is used in place of biological blood
the rugby union and rugby league term
Қанның орнына қолданылатын зат (жасанды қан немесе қанның орнына қолданылатын зат деп те аталады) – биологиялық қанның кейбір функцияларын имитациялап, орындауға арналған зат. Ол қан құюға балама болып табылады, яғни бір адамнан екінші адамға қан немесе қаннан жасалған өнімдерді ауыстыру. Қазірге дейін, қызыл қан жасушаларын құюдың басты мақсаты – оттегі тасымалдауды қамтамасыз ететін, жақсы қабылданатын қанның орнына қолданылатын заттар жоқ; алайда, тек қан көлемін қалпына келтіру қажет болған жағдайларда қолжетімді қан көлемін кеңейтетін қан емес заттар бар. Бұл дәрігерлер мен хирургтарға инфекция жұқтыру қаупін және иммунитеттің төмендеуін болдырмауға, қан донорларының тапшылығын шешуге, сондай-ақ Ехоба куәгерлері және қан құюға діни қарсылық білдіретін басқа адамдардың мәселелерін шешуге көмектеседі. "Оттегі тасымалдайтын" қанның орнына қолданылатын негізгі санаттар – гемоглобинге негізделген оттегі тасымалдаушылар (HBOC). Оксиген терапиясы АҚШ және Еуропалық Одақта клиникалық сынақтардан өтуде, ал Hemopure Оңтүстік Африкада қолжетімді.
A blood substitute (also called artificial blood or blood surrogate) is a substance used to mimic and fulfill some functions of biological blood. It aims to provide an alternative to blood transfusion, which is transferring blood or blood based products from one person into another. Thus far, there are no well accepted oxygen carrying blood substitutes, which is the typical objective of a red blood cell transfusion; however, there are widely available non blood volume expanders for cases where only volume restoration is required. These are helping doctors and surgeons avoid the risks of disease transmission and immune suppression, address the chronic blood donor shortage, and address the concerns of Jehovah's Witnesses and others who have religious objections to receiving transfused blood. The main categories of "oxygen carrying" blood substitutes being pursued are hemoglobin based oxygen carriers (HBOC) Oxygen therapeutics are in clinical trials in the U. S. and European Union, and Hemopure is available in South Africa.
Тарих
1616 жылы Уильям Харви қан тамырларын ашқаннан кейін көптеген адамдар сыра, несеп, сүт және жануарлардың қанын қанның орнына пайдалануға тырысты. Сэр Кристофер Рен шарап пен опиумды қанның орнына қолдануды ұсынды. 20 ғасырдың басында Ландштейнер және оның әріптестерінің жұмысымен басталган заманауи қан құю медицинасының дамуы, қан топтарының серологиясының негізгі қағидаларын түсінуге мүмкіндік берді. Сонымен қатар, жүрек және қан айналымы физиологиясы, сондай-ақ оттегі тасымалы мен тіндерді оттегімен қамтамасыз ету механизмін түсіну саласында маңызды прогресс жасалды. Қан құюдағы шектеулер, әсіресе Екінші дүниежүзілік соғыс сияқты төтенше жағдайларда, қанның орнын табу бойынша зерттеулерді жеделдетуге негіз болды. Қанның орнын әзірлеудегі алғашқы әрекеттер мен үміттер тез арада маңызды қосымша әсерлерге ұшырады, сол кездегі білім мен технология деңгейіне байланысты оларды дереу жою мүмкін болмады. 1980 жылдары ВИЧ-тың пайда болуы, жұқпадан қорғалған қанның орнын табуға жаңаша серпіліс берді. Қан донорының санының азаюы және қан құюға деген қажеттіліктің артуы (халықтың қартаюы, инвазивті диагностика, химиотерапия және кең хирургиялық араласулардың көбеюі, террористік шабуылдар, халықаралық әскери қақтығыстар) және биотехнология саласындағы инвесторлардың оң бағасы, қанның орнын одан әрі дамыту үшін жағдай жасады. 2023 жылы DARPA синтетикалық қанды зерттеу үшін он екі университет пен зертханаға қаржыландыру жариялады. Адамдарға сынау 2028-2030 жылдар аралығында күтілуде.
After William Harvey discovered blood pathways in 1616, many people tried to use fluids such as beer, urine, milk, and non human animal blood as blood substitute. Sir Christopher Wren suggested wine and opium as blood substitute. At the beginning of the 20th century, the development of modern transfusion medicine initiated through the work of Landsteiner and co authors opened the possibility to understanding the general principle of blood group serology. Simultaneously, significant progress was made in the fields of heart and circulation physiology as well as in the understanding of the mechanism of oxygen transport and tissue oxygenation. Restrictions in applied transfusion medicine, especially in disaster situations such as World War II, laid the grounds for accelerated research in the field of blood substitutes. Early attempts and optimism in developing blood substitutes were very quickly confronted with significant side effects, which could not be promptly eliminated due to the level of knowledge and technology available at that time. The emergence of HIV in the 1980s renewed impetus for development of infection safe blood substitutes. The continuous decline of blood donation combined with the increased demand for blood transfusion (increased ageing of population, increased incidence of invasive diagnostic, chemotherapy and extensive surgical interventions, terror attacks, international military conflicts) and positive estimation of investors in biotechnology branch made for a positive environment for further development of blood substitutes. In 2023, DARPA announced funding twelve universities and labs for synthetic blood research. Human trials would be expected to happen between 2028 2030.
Гемоглобин негізіндегі
Гемоглобин – қызыл қан жасушаларының негізгі құрамдас бөлігі, жасуша массасының шамамен 33% құрайды. Гемоглобинге негізделген өнімдер гемоглобинге негізделген оттегі тасымалдаушылар (ХОКО) деп аталады. Бұл уыттылықты жеңуге бағытталған әрекеттерге генетикалық инженериямен жасалған түрлер, кросс-байланыс, полимерлену және капсулалау кірді. Hemolink (Hemosol Inc., Mississauga, Canada) – рафиноза полимерленген адам гемоглобинін қамтитын гемоглобин ерітіндісі. 2005 жылы банкротқа ұшырады. Hemopure компаниясы Biopure Corp. әзірлеген, ол химиялық тұрақтандырылған, адамдарға қолдануға арналған тұз ерітіндісінде шоғырланған сиыр гемоглобині болды; компания ветеринариялық қолдану үшін иттің гемоглобиніне арналған Oxyglobin саудалық атауымен бірдей өнімді әзірледі. Oxyglobin АҚШ және Еуропада мақұлданды және 1998 жылдың наурыз айында ветеринариялық клиникалар мен ауруханаларға енгізілді. Hemopure Оңтүстік Африка және Ресейде бекітілді. 2009 жылы Biopure банкроттықтан қорғануға өтініш берді. Оның активтері 2014 жылы HbO2 Therapeutics компаниясымен сатып алынды. PolyHeme 20 жылдан астам уақыт бойы Northfield Laboratories компаниясымен әзірленді және Вьетнам соғысынан кейін әскери жоба ретінде басталды. Бұл қызыл қан жасушаларынан алынған, содан кейін полимерленген және электролит ерітіндісіне енгізілген адам гемоглобині. 2009 жылдың сәуірінде FDA Northfield компаниясының Биологиялық лицензиялық өтінімін қабылдамады, ал 2009 жылдың маусымында Northfield банкротқа ұшырады. Dextran Haemoglobin Dextro Sang Corp. компаниясымен ветеринариялық өнім ретінде әзірленді және ол полимерлі декстран мен адам гемоглобинінің конъюгаты болды. Hemotech HemoBiotech компаниясымен әзірленді және химиялық өзгертілген гемоглобин болды. Somatogen генетикалық инженериялық және кросс-байланысқан тетрамерді жасады, оны Optro деп атады. II фазалық сынақта сәтсіздікке ұшырады және әзірлеу тоқтатылды, бұл Curacyte компаниясының жабылуына әкелді. Сол сияқты, Hemospan Sangart компаниясымен әзірленді және ұнтақ түрінде ұсынылған пегилденген гемоглобин болды. Алғашқы сынақтар үміт берсе де, Sangart қаржысы таусылып, жабылды. Гематопоэтикалық шектік жасушаларды пайдалана отырып, ересек адамның қан жасушаларын ex vivo кең ауқымды өндірісі сипатталады. Өсімдіктердегі қан жасушаларының морфологиясы мен гемоглобин мазмұны табиғи қан жасушаларымен бірдей болды. Авторлар бұл жасушалардың табиғи қан жасушаларымен салыстырғанда, өмір сүру ұзақтығының қалыпты деңгейге жақын екенін мәлімдейді. 2010 жылы АҚШ Қорғаныс министрлігінің тәжірибелік бөлімінің ғалымдары шалғай аймақтарда қолдануға арналған жасанды қан жасауды және жараланған сарбаздарға қанды жылдам құюды бастады. Қан ана мен жаңа туған нәресте арасындағы кіндік ішегінен алынған гематопоэтикалық шектік жасушалардан «қан фармациясы» деп аталатын әдіспен жасалады. Бұрын фармация жануарлар мен өсімдіктерде көп мөлшерде медициналық заттар жасау үшін қолданылған. Әр кіндік шамамен 20 бірлік қан өндіре алады. Қанды Arteriocyte компаниясы Қорғаныс ғылыми-зерттеу жобалары агенттігі үшін өндіреді. Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы бұрын тапсырылған 0-теріс қаннан осы қанның қауіпсіздігін тексеріп, мақұлдады. Осы арнайы жасанды қанды қолдану бірлік қанның құнын 5000 доллардан 1000 долларға дейін төмендетуге мүмкіндік береді.
Haemoglobin is the main component of red blood cells, comprising about 33% of the cell mass. Haemoglobin based products are called haemoglobin based oxygen carriers (HBOCs). Efforts to overcome this toxicity have included making genetically engineered versions, cross linking, polymerization, and encapsulation. Hemolink (Hemosol Inc., Mississauga, Canada) was a haemoglobin solution that contained cross linked an o rafinose polymerised human haemoglobin. and declared bankruptcy in 2005. Hemopure was developed by Biopure Corp and was a chemically stabilized, cross linked bovine (cow) haemoglobin in a salt solution intended for human use; the company developed the same product under the trade name Oxyglobin for veterinary use in dogs. Oxyglobin was approved in the US and Europe and was introduced to veterinary clinics and hospitals in March 1998. Hemopure was approved in South Africa and Russia. Biopure filed for bankruptcy protection in 2009. Its assets were subsequently purchased by HbO2 Therapeutics in 2014. PolyHeme was developed over 20 years by Northfield Laboratories and began as a military project following the Vietnam War. It is human haemoglobin, extracted from red blood cells, then polymerized, then incorporated into an electrolyte solution. In April 2009, the FDA rejected Northfield's Biologic License Application and in June 2009, Northfield filed for bankruptcy. Dextran Haemoglobin was developed by Dextro Sang Corp as a veterinary product, and was a conjugate of the polymer dextran with human haemoglobin. Hemotech was developed by HemoBiotech and was a chemically modified haemoglobin. Somatogen developed a genetically engineered and crosslinked tetramer it called Optro. It failed in a phase II trial and development was halted. which led to Curacyte shutting down. Similarly, Hemospan was developed by Sangart, and was a pegylated haemoglobin provided in a powdered form. While early trials were promising Sangart ran out of funding and closed down. describes a large scale ex vivo production of mature human blood cells using hematopoietic stem cells. The cultured cells possessed the same haemoglobin content and morphology as native red blood cells. The authors contend that the cells had a near normal lifespan, when compared to natural red blood cells. Scientists from the experimental arm of the United States Department of Defense began creating artificial blood for use in remote areas and transfuse blood to wounded soldiers more quickly in 2010. The blood is made from the hematopoietic stem cells removed from the umbilical cord between human mother and newborn using a method called blood pharming. Pharming has been used in the past on animals and plants to create medical substances in large quantities. Each cord can produce approximately 20 units of blood. The blood is being produced for the Defense Advanced Research Projects Agency by Arteriocyte. The Food and Drug Administration has examined and approved the safety of this blood from previously submitted O negative blood. Using this particular artificial blood will reduce the costs per unit of blood from $5,000 to equal or less than $1,000.