美国科学家近日成功研制出人造血液,将于5年内用于救治战场上的伤兵。
这种人造血是利用转基因技术制成的,用机器模拟人体骨髓的造血过程,从脐带细胞中制造出大量血红细胞。一条脐带最终可以转换为大约20个单位的可用血液,而在战场上,平均每个伤兵在治疗中需要6个单位的血液。研究人员称,人造血与健康人体循环中的血红细胞完全相同。
美国五角大楼下属科研机构美国国防高级研究计划局于2008年开始这项名为“血液嫁接”的研发项目。负责这个项目的美国Arteriocyte公司目前已经把第一批O型阴性人造血样本送到美国食品药品管理局进行鉴定。
科学家将于2013年以后对人造血进行人体试验,并在5年内将其用于战场。所有人造血血型均为O型阴性,可以用于治疗任何血型的病人。
Arteriocyte公司一位负责人称,由于来源不足和运输时间过长,战场上一直面临血源稀缺和血液污染等问题,如果人造血被批准应用,它将为战地伤员救治带来革命。(英邮)
从根本上解除了血缘危机
——1978年人造血液的发明1978年,日本医生内藤良一向世界宣告:他制成了真正的人造血液。这一成功轰动了医学界。人造血液的制造成功,使人类找到了人血的代用品,从根本上解除了血源危机,是医学上的一个重大突破。
显微镜发明之前,人类对血液的探索是盲目的,很难有重大突破。古代人认为血液是生命和灵魂所在,血液一旦从血管流出,灵魂就跟着血液离开了人体。公元前2500年,古希腊人用血来治疗精神病,用角斗士的血当药物。打仗时,驱赶一大群绵羊跟在部队后面,战士如果受伤,就把他泡在盛满羊血的浴盆里,或给他喝大量羊血。
17世纪,斯旺默丹用显微镜首次发现了血细胞;1900年,奥地利33岁的生物学家兰斯坦纳发现,人体血液存在着三种组合,即A、B、O三种血型。血型的发现,奠定了血液分类学基础,并揭开了过去输血屡屡失败的原因。原来,不同型的血液,其红细胞表面,带有不同糖分子组成的抗原,而每种血液的血清中,又带有抗他种血型的抗体。不同型血液中的同型抗原和抗体相遇,就会使本来悬浮在血浆中的红细胞粘聚到一起,使血液失去功能,从而危及生命。
说来也巧,人造血液制造找到突破口,竟然和第一颗原子弹的制造有某种联系。1966年的一天,美国辛辛那提大学医学博士克拉克,在研究曾用于制造第一颗原子弹的氟氢化合物时,一只该死的老鼠突然掉进溶液里。十分奇怪的是,过了老半天,克拉克把它从溶液里捞起来时,它居然没被淹死,抖掉身上的溶液,一溜烟跑掉了。
克拉克又用一只大白鼠重复了类似的过程,并得到大致相同的结果。这一现象引起了克拉克的重视,他经过仔细研究发现,氟氢化合物溶液的含氧量很高,比水多10倍,相当于血液的两倍多。于是,他立即联想到,可以用这种溶液来制造人造血液。这一意外发现,立即轰动了全世界。
克拉克的发现,使科学家茅塞顿开,纷纷投入以氟碳化合物为主的人造血液的研究。
1968年,这个领域的研究园地绽开了第一朵鲜花:美国哈佛大学教授盖耶,做了第一个使哺乳动物在完全失血的状态下存活的实验。他在制得一种全氟碳乳溶液后,抽去老鼠身上血液的90%,并用这种乳液取而代之。然后,把老鼠放进一密封的玻璃罩里,并向罩内加进氧气。10分钟后,老鼠便苏醒过来,而且活了8个小时之久。
这一实验,证实了用氟碳化合物制造人造血液的可行性,也使科学家看到了人造血液研制的成功曙光。
可是,这一花朵没开多久就凋谢了。用来试验氟碳化合物的大白鼠,大多数只能活几个星期,最长的也只活了几个月。究其原因,是氟碳化合物的颗粒太大,注进动物机体之后排不出来。它在肝脏、胰脏里沉积,会使动物发生慢性中毒。
美国人没想到,日本人在制造人造血液的领域里会捷足先登。日本医生内藤良一受美国人实验的启发,采用全氟萘烷和全氟三丙胺的混合物作原料,再经表面活性剂乳化,制得一种牛奶似的白色悬浮液。它的颗粒极细,直径不超过1/10微米,而且状态稳定,可从尿道、汗腺中排出,也可以经肺泡呼出。以它代替血液,注射进老鼠、家兔、狗和猴子的体内,4星期内就可基本排净,8星期几乎没有任何残留。内藤良一往自己体内注射了50毫升,证明它不溶血,不凝血,完全可以和人体血液和平共处,互相配合。4星期后检查身体时,发现它已失效和基本被排出体外。
中国上海有机研究所与第三军医大学合作,经过5年辛勤研究,比日本晚一年,即1979年,研制成功了和日本一样的人造血液。
人造血液的临床应用,开始于1979年4月。那时候,日本福岛医科大学的本多宪儿教授,给一名前列腺手术后胃部大出血的患者输入了100毫升人造血液,取得了良好的治疗效果。
从此,人造血液便在医疗中获得广泛应用。它被用来抢救大量失血者,代替人血充填人工心肺机、保存移植脏器,急救一氧化碳中毒和再生障碍性贫血等等。
人造血液不仅可以代替人血,而且使用起来有很多优点。其一,节省输血准备时间,有利于及时抢救病人。因为不管什么血型的人体,都可以用人造血液输换,它不会引起任何排斥、变态反应。其二,它可形成固体,方便运输。其三,它易于保存,不像人血那么娇贵。人的鲜血,即使放在4℃~6℃的冰箱里保存,最多也只能保存两周。人造血液则不需要低温,贮藏数年仍然可用。其四,它是现代工业产品,无毒无菌,可使受血者免除感染之忧。
不过平心而论,人造血液并非十全十美。它虽具有运送空气的功能,却远不如人血“能干”,不能像人血那样还能输送营养物质,有免疫、凝血等功能。人造血液输入人体后,寿命只有60小时左右。它严格说来只能叫做人造红细胞,只能作为人血的临时代用品。
今天,医学界仍用奥地利生物学家兰斯坦纳的方法,按红细胞划分血型,现已发现了21个血型系统。1983年,对改变血型的探索也取得了重大突破。日本群马大学教授古川研,非常巧妙地用酶把A型血红细胞表面的糖分子卸下来,A型血于是摇身一变,变成了O型血;然后,他又同样巧妙地用酶把B型血红细胞表面的糖分子,装在O型血红细胞表面,使O型血变成B型血。几乎与此同时,美国纽约血库的科学家们,也用类似的方法,使B型血变成了O型血。
改变血型方法的发明,意义不同寻常,其中之一就是:它打破了输血时对血型的限制。它是血液研究园地绽开的又一朵鲜花。
人造血液是白色的,所以人们称它为“白色血液”。
根据目前的科学证明。世界上不存在白色血液的动物。2006年11月20日,美国科学家研制出一种具有超强携氧能力的白色人造血,其携带的氧气量是人类自身血液携氧量的50倍。
人造血液1966年,美国科学家克拉克发现,在含碳氟化合物的容器里有只老鼠,当他取出 老鼠并排除其呼吸道中的液体时,老鼠竟然苏醒了。出于好奇心,克拉克有意在这类液体里放入老鼠,几小时后取出,结果大大出乎他的意料之外:老鼠奇迹般的复活了。经过研究发现,这种液体溶解氧气和二氧化碳的能力分别是水的20倍和3倍。克拉克从中得到启发:可以用这种液体来代替血液。
化学家已经成功地研制出人造血液,代替天然血液用于抢救病人,挽救了许多人的生命。由于人造血液是白色的,所以人们称它为“白色血液”。
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。时隔不久,美国也报道了人造血液给一位信仰宗教、拒绝输血的老人治疗血液病获得成功。
1980年8月,我国科学工作者也研制成功人造血液,它是氟碳化合物在水中的超细乳状液。这种奇妙的白色血液注入人体后,同人体正常血中的红细胞一样,具有良好的载氧能力和排出二氧化碳的能力,可以说,它是一种红细胞的代用品。氟碳化合物像螃蟹的螯那样,能够把氧抓住,在人体里再把氧气放出来,进行人体里的特种氧化还原反应。它的生物化学性质十分稳定,不管哪种血型的人,都能使用人造血液。
人造血液与人体内的血液相比,还有许多缺点,它不能输送养分,也没有凝固血液的本领,更没有对外界感染至关重要的免疫能力因此要研究出像人的血液那样的代用品,还要经过很大的努力。
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