Blodersättning - Blood substitute

För rugbyunionen och rugby league -termen, se blodersättning .

Ett blodersättningsmedel (även kallat artificiellt blod eller blodsurrogat ) är ett ämne som används för att efterlikna och uppfylla vissa funktioner av biologiskt blod . Det syftar till att ge ett alternativ till blodtransfusion , vilket är att överföra blod eller blodbaserade produkter från en person till en annan. Hittills finns det inga väl accepterade syreförande blodersättningar, vilket är det typiska syftet med en transfusion av röda blodkroppar ; men det är allmänt tillgängliga icke-blodvolym expansions för fall där det krävs endast volym restaurering. Dessa hjälper läkare och kirurger att undvika riskerna för överföring av sjukdomar och immunsuppression, ta itu med den kroniska blodgivarens brist och ta itu med bekymmerna från Jehovas vittnen och andra som har religiösa invändningar mot att få transfuserat blod.

De huvudsakliga kategorierna av "syrebärande" blodersättningsmedel som eftersträvas är hemoglobinbaserade syrebärare (HBOC) och perfluorkolbaserade syrgasbärare (PFBOC). Syrebehandling finns i kliniska prövningar i USA och Europa , och Hemopure är tillgängligt i Sydafrika .

Historia

Efter att William Harvey upptäckte blodvägar 1616 försökte många människor att använda vätskor som öl, urin, mjölk och icke-humant djurblod som blodersättning. Sir Christopher Wren föreslog vin och opium som blodersättning.

I början av 1900-talet öppnade utvecklingen av modern transfusionsmedicin som inleddes genom Landsteiner och medförfattare möjligheten att förstå den allmänna principen för blodgruppsserologi. Samtidigt gjordes betydande framsteg inom områdena hjärt- och cirkulationsfysiologi samt i förståelsen av mekanismen för syretransport och vävnadssyre.

Begränsningar i tillämpad transfusionsmedicin, särskilt i katastrofsituationer som andra världskriget, lade grunden för accelererad forskning inom blodersättningar. Tidiga försök och optimism för att utveckla blodersättningar konfronterades mycket snabbt med betydande biverkningar, som inte omedelbart kunde elimineras på grund av den kunskap och teknik som fanns tillgänglig vid den tiden. Den uppkomsten av HIV på 1980-talet förnyade drivkraft för utveckling av infektions säkra blodsubstitut. Allmänhetens oro över blodtillförselns säkerhet ökades ytterligare av galna ko -sjukdomar . Den kontinuerliga nedgången av bloddonation kombinerat med det ökade behovet av blodtransfusion (ökad åldrande av befolkningen, ökad förekomst av invasiv diagnostik, kemoterapi och omfattande kirurgiska ingrepp, terrorattacker, internationella militära konflikter) och positiv uppskattning av investerare inom bioteknikgren gjort för en positiv miljö för vidare utveckling av blodersättningar.

Ansträngningar att utveckla blodersättningar har drivits av en önskan att ersätta blodtransfusion i nödsituationer, på platser där infektionssjukdomar är endemiska och risken för förorenade blodprodukter är hög, där kylning för att bevara blod kan saknas, och där det kanske inte vara möjligt eller bekvämt att hitta blodtypsmatcher .

Tillvägagångssätt

Ansträngningar har fokuserat på molekyler som kan bära syre , och det mesta arbetet har fokuserat på rekombinant hemoglobin , som normalt bär syre, och perfluorkolväten (PFC), kemiska föreningar som kan bära och släppa ut syre.

Det första godkända syreförande blodsubstitutet var en perfluorkolbaserad produkt som heter Fluosol -DA-20, tillverkad av Green Cross of Japan. Det godkändes av Food and Drug Administration (FDA) 1989. På grund av begränsad framgång, komplexitet i användningen och biverkningar drogs det tillbaka 1994. Fluosol-DA är dock fortfarande det enda syrgasmedicin som någonsin godkänts helt av FDA. Från och med 2017 hade ingen hemoglobinbaserad produkt godkänts.

Perfluorkolbaserat

Perfluorokemikalier är inte vattenlösliga , så blandas inte med blod, därför måste emulsioner göras genom att sprida små droppar PFC i vatten . Denna vätska blandas sedan med antibiotika , vitaminer , näringsämnen och salter , vilket ger en blandning som innehåller cirka 80 olika komponenter och utför många av de naturliga blodets vitala funktioner. PFC -partiklar är ungefär1/40storleken på diametern på en röd blodkropp (RBC). Denna lilla storlek kan göra det möjligt för PFC -partiklar att passera kapillärer genom vilka inga RBC strömmar. I teorin kan detta gynna skadad, blodhungrad vävnad , som konventionella röda blodkroppar inte kan nå. PFC -lösningar kan bära syre så bra att däggdjur , inklusive människor , kan överleva andande flytande PFC -lösning, kallad flytande andning .

Perfluorkolbaserade blodersättningar är helt konstgjorda; Detta ger fördelar jämfört med blodersättningar som är beroende av modifierat hemoglobin, såsom obegränsad tillverkningskapacitet, förmåga att värmesteriliseras och PFC: s effektiva syretillförsel och koldioxidavlägsnande. PFC i lösning fungerar som en intravaskulär syrehållare för att tillfälligt öka syretillförseln till vävnader. PFC avlägsnas från blodomloppet inom 48 timmar genom kroppens normala clearanceprocedur för partiklar i blodet - utandning. PFC -partiklar i lösning kan bära flera gånger mer syre per kubikcentimeter (cc) än blod, samtidigt som de är 40 till 50 gånger mindre än hemoglobin.

Fluosol tillverkades mestadels av perfluorodekalin eller perfluortributylamin suspenderat i en albuminemulsion . Det utvecklades i Japan och testades första gången i USA i november 1979. För att "ladda" tillräckligt med syre i det måste människor som fått det andas rent syre med mask eller i en hyperbar kammare . Det godkändes av FDA 1989 och godkändes i åtta andra länder. Dess användning var associerad med en minskning av ischemiska komplikationer och med en ökning av lungödem och kongestivt hjärtsvikt. På grund av svårigheter med emulsionsförvaring av Fluosol -användning (fryst lagring och uppvärmning) minskade dess popularitet och dess produktion slutade 1994.

namn Sponsor Beskrivning
Oxyt Oxygen Biotherapeutics Testad i ett fas II-b-försök i USA. Inriktad som syrebehandling snarare än som blodersättning, med framgångsrika småskaliga öppna etikettförsök som behandlar traumatisk hjärnskada vid Virginia Commonwealth University. Rättegången avslutades senare.
PHER- O
2 		Sanguine Corp Inom forskning
Perftoran Ryssland Innehåller perfluorodekalin och perfluoro-N- (4-metylcyklohexyl) -piperidin tillsammans med ett ytaktivt ämne , Proxanol-268. Det utvecklades i Ryssland och marknadsfördes från 2005 där.
NVX-108 NuvOx Pharma I en fas Ib/II klinisk prövning där den höjer tumörens syrenivåer före strålbehandling för att radiosensibilisera dem.

Oxygent var en andra generationens, lecitin -stabiliserad emulsion av en PFC som var under utveckling av Alliance Pharmaceuticals. År 2002 stoppades en fas III -studie tidigt på grund av en ökning av antalet stroke i studiearmen.

Hemoglobin baserat

Hemoglobin är huvudkomponenten i röda blodkroppar, omfattande cirka 33% av cellmassan. Hemoglobinbaserade produkter kallas hemoglobinbaserade syrebärare (HBOC).

Omodifierat cellfritt hemoglobin är inte användbart som blodsubstitut eftersom dess syreaffinitet är för hög för effektiv vävnadsoxygenering, halveringstiden i det intravaskulära utrymmet som är för kort för att vara kliniskt användbar, det har en tendens att genomgå dissociation i dimerer med resulterande njurskada och toxicitet, och eftersom fritt hemoglobin tenderar att ta upp kväveoxid, vilket orsakar vasokonstriktion.

Försök att övervinna denna toxicitet har inkluderat tillverkning av genetiskt konstruerade versioner, tvärbindning , polymerisation och inkapsling.

HemAssist, ett diaspirintvärbundet hemoglobin (DCLHb) utvecklades av Baxter Healthcare ; det var den mest studerade av de hemoglobinbaserade blodersättningarna, som används i mer än ett dussin djur- och kliniska studier. Det nådde fas III -kliniska prövningar, där misslyckades på grund av ökad dödlighet i försöksarmen, mestadels på grund av allvarliga kärlförstörningskomplikationer. Resultaten publicerades 1999.

Hemolink (Hemosol, Inc., Mississauga, Kanada) var en hemoglobinlösning som innehöll tvärbunden o-rafinospolymeriserat humant hemoglobin, som kämpade efter att fas II-försök stoppades 2003 av säkerhetshänsyn. Det förklarade konkurs 2005.

Hemopure utvecklades av Biopure Corp och var ett kemiskt stabiliserat, tvärbundet bovint (ko) hemoglobin i en saltlösning avsedd för mänskligt bruk; företaget utvecklade samma produkt under handelsnamnet Oxyglobin för veterinär användning hos hundar. Oxyglobin godkändes i USA och Europa och introducerades för veterinärkliniker och sjukhus i mars 1998. Hemopure godkändes i Sydafrika och Ryssland. Biopure ansökte om konkursskydd 2009. Dess tillgångar köptes sedan av HbO2 Therapeutics 2014.

PolyHeme utvecklades över 20 år av Northfield Laboratories och började som ett militärt projekt efter Vietnamkriget. Det är humant hemoglobin, extraherat från röda blodkroppar, sedan polymeriserat och sedan införlivat i en elektrolytlösning. I april 2009 avslog FDA Northfields Biologic License Application och i juni 2009 begärde Northfield konkurs.

Dextran-Hemoglobin utvecklades av Dextro-Sang Corp som en veterinärprodukt och var ett konjugat av polymerdextran med humant hemoglobin.

Hemotech utvecklades av HemoBiotech och var ett kemiskt modifierat hemoglobin.

Somatogen utvecklade en genetiskt konstruerad och tvärbunden tetramer som kallades Optro. Det misslyckades i en fas II -studie som publicerades 2014 och utvecklingen stoppades.

Ett pyridoxylerat Hb konjugerat med polyoxietylen skapades av forskare vid Ajinomoto och utvecklades så småningom av Apex Biosciences, ett dotterbolag till Curacyte AG; det kallades "PHP" och misslyckades i en fas III -studie som publicerades 2014, på grund av ökad dödlighet i kontrollarmen, vilket ledde till att Curacyte stängdes av.

På samma sätt utvecklades Hemospan av Sangart och var ett pegylerat hemoglobin tillhandahållet i pulverform. Medan tidiga försök lovade Sangart slut på finansiering och stängde.

Stamceller

Stamceller erbjuder ett möjligt sätt att producera transfusibelt blod. En studie utförd av Giarratana et al. beskriver en storskalig ex-vivo-produktion av mogna mänskliga blodkroppar med hjälp av hematopoetiska stamceller . De odlade cellerna hade samma hemoglobinhalt och morfologi som inhemska röda blodkroppar. Författarna hävdar att cellerna hade en nästan normal livslängd, jämfört med naturliga röda blodkroppar.

Forskare från försöksarmen i Förenta staternas försvarsdepartement började skapa artificiellt blod för användning i avlägsna områden och överföra blod till sårade soldater snabbare under 2010. Blodet är framställt av de hematopoetiska stamceller som avlägsnats från navelsträngen mellan människans mor och nyfödda med en metod som kallas blodfarmning . Pharming har tidigare använts på djur och växter för att skapa medicinska ämnen i stora mängder. Varje sladd kan producera cirka 20 enheter blod. Blodet produceras för Defense Advanced Research Projects Agency av Arteriocyte. Den Food and Drug Administration har granskat och godkänt säkerheten hos denna blod från tidigare lämnat O-negativa blod. Genom att använda detta konstgjorda blod kommer kostnaden per blodsenhet att minska från $ 5000 till lika med eller mindre än $ 1000. Detta blod kommer också att fungera som blodgivare till alla vanliga blodtyper . Läkemedelsblod kan användas i mänskliga prövningar 2013.

Se även

Referenser

externa länkar