SANGRE ARTIFICIAL

Un sustituto de la sangre (también llamada sangre artificial o sustitutos de la sangre) es una sustancia que se utiliza para imitar y realizar algunas funciones del biológicas de sangre , por lo general, en el sentido que transporta el oxígeno. 

Su objetivo es proporcionar una alternativa a la transfusión de sangre, que está transfiriendo la sangre o de productos a base de sangre de una persona a otra. Hasta el momento, no hay bien aceptado de transporte de oxígeno sustitutos de la sangre, lo cual es el objetivo típico de una transfusión de sangre, sin embargo, no están ampliamente disponibles volumen no expansores de sangre para los casos en que sólo se requiere la restauración de volumen. Estos ayudan a los médicos y los cirujanos evitan los riesgos de transmisión de enfermedades y la supresión inmune, frente a la escasez crónica de donantes de sangre, y abordar las preocupaciones de los Testigos de Jehová y otros que tienen objeciones religiosas a recibir transfusiones de sangre.

Las principales categorías de transporte de oxígeno de sustitutos de la sangre que se persiguen son los transportadores de oxígeno basados en la hemoglobina y portadores de oxígeno basados en perfluorocarbonos. Terapias de oxígeno se encuentran en ensayos clínicos en los EE.UU. y Europa, y Hemopure está disponible en Sudáfrica.

Sustitutos de transporte de oxígeno

Un sustituto de la sangre que transporta el oxígeno, a veces llamada hemoglobina artificial, es un sustituto de glóbulos rojos artificialmente cuya función principal es transportar el oxígeno, al igual que la hemoglobina natural. El uso de transporte de oxígeno de sustitutos de la sangre a menudo se llama terapéutica del oxígeno a diferenciarse de los verdaderos sustitutos de la sangre. El objetivo inicial de transporte de oxígeno sustitutos de la sangre no es más que para imitar la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre. Hay una investigación de mayor alcance adicional sobre rojo verdadero artificial y las células blancas de la sangre que, teóricamente, podría componer un sustituto de la sangre con mayor fidelidad a la sangre humana. Por desgracia, el transporte de oxígeno, una función que distingue verdadera sangre de otros expansores de volumen, ha sido muy difícil de reproducir.

Hay dos enfoques básicos para la construcción de una terapéutica de oxígeno. El primero es perfluorocarbonos, compuestos químicos que pueden transportar y liberar oxígeno. El PFC específico generalmente utilizado es perfluorodecalina. La segunda es la hemoglobina derivada de los seres humanos, animales o artificialmente mediante tecnología recombinante.

Historia

Después de William Harvey descubrió las vías sanguíneas en 1616, muchas personas trataron de usar líquidos, como la cerveza, la orina, la leche y la sangre animal como sustituto de la sangre. La demanda de más sustitutos de la sangre comenzó durante la Guerra de Vietnam, los soldados heridos no pudieron ser tratados en los hospitales debido a la escasez de sangre.

Principales escasez de sangre en todo el mundo han llevado a los científicos a sintetizar y analizar la sangre artificial. La sangre infectada es un problema importante para muchos países. Cada año, desde 10 hasta 15 millones de unidades de sangre se transfunden sin ser probado primero para el VIH y la hepatitis. La segunda causa de nuevas infecciones por el VIH en Nigeria proviene de la sangre transfundida. Un problema importante asociado con la sangre donada es que después de que se almacena pierde óxido nítrico y causa vasoconstricción para el destinatario.

El primer transporte de oxígeno de la sangre sustituto aprobado fue de un producto basado en perfluorocarbono llamada Fluosol-DA-20, fabricado por la Cruz Verde de Japón. Fue aprobado por la Administración de Alimentos y Drogas de 1989 - Debido a un éxito limitado, la complejidad del uso y los efectos secundarios, que se retiró en 1994 - Sin embargo, Fluosol-DA sigue siendo la única terapéutica de oxígeno nunca completamente aprobado por la FDA.

En los años 1990, por el riesgo de contaminación bancos de sangre sin ser detectados a partir de sida, hepatitis C y otras enfermedades emergentes tales como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, hubo motivación adicional para proseguir la terapéutica del oxígeno. Se realizaron progresos considerables, y un nivel de hemoglobina de oxígeno basado terapéutica llamada Hemopure fue aprobado para su ensayo de fase III en los EE.UU., y más ampliamente aprobado para uso humano en Sudáfrica.

En diciembre de 2003, una nueva terapéutica de oxígeno basados en la hemoglobina, PolyHeme, comenzó las pruebas de campo en un ensayo de fase III en pacientes de emergencia en el PolyHeme EE.UU. fue el experimento de 15 al ser aprobado por la Administración de Alimentos y Drogas desde 1996 - El consentimiento del paciente no es necesario en la categoría especial creada por la FDA para estos experimentos. A finales de 2005, un panel independiente verificada, después de la cuarta y última revisión de 500 pacientes con trauma inscribieron en este estudio para esa fecha, que no hay evidencia estadística de las preocupaciones de seguridad se había planteado hasta ahora en el estudio. Este estudio concluyó a mediados de 2006 con la inscripción definitiva de 720 pacientes. Wired News informó que el ensayo fracasó cuando 47 de las 350 personas que recibieron PolyHeme murieron en comparación con 35 muertes fuera de 363 en el grupo control. Debate existe en cuanto a si o no la diferencia en la tasa de mortalidad es atribuible al pequeño tamaño de la muestra. El hecho de que los sujetos experimentales no dan consentimiento es un factor significativo.

En 2010, difícil de tratar enfermedades, Inc. se fusionó con una compañía de biotecnología canadiense anónima con la esperanza de mejorar las donaciones de sangre o hemoglobina sustitutos sanguíneos basados en tener una vida útil de 42 días, y los niveles más altos de óxido nítrico cuando se envasa.

En 2013, el IIT Madras fue aprobada para producir en masa de sangre artificial.

VENTAJATerapéutica de oxígeno, incluso si ampliamente disponibles, no eliminaría el uso de sangre humana, que realiza diversas funciones, además de transporte de oxígeno. Sin embargo terapéutica de oxígeno tienen grandes ventajas sobre la sangre humana en varias situaciones, especialmente trauma .

Sustitutos de la sangre son útiles para las siguientes razones:

1. Las donaciones están aumentando en alrededor de 2-3% anualmente en los Estados Unidos, pero la demanda está subiendo por entre 6-8% como una población que envejece requiere más operaciones que a menudo implican la transfusión de sangre. 

2. Aunque el suministro de sangre en muchos países es muy seguro, este no es el caso para todas las regiones del mundo. La transfusión de sangre es la segunda mayor fuente de nuevos VIH infecciones en Nigeria . En algunas regiones del sur de África, se estima que hasta un 40% de la población tiene el VIH / SIDA, aunque la prueba no es financiera mente viable. Una fuente libre de enfermedad de sustitutos de la sangre sería muy beneficioso en estas regiones. 

3. En escenarios de campo de batalla, a menudo es imposible administrar transfusiones de sangre rápidos. La atención médica en los servicios armados se beneficiarían de una manera segura, fácil de administrar el suministro de sangre. 

4. Gran beneficio podría derivarse del tratamiento rápido de los pacientes en situaciones de trauma. Debido a que estos sustitutos de la sangre no contienen ninguno de los antígenos que determinan el tipo de sangre, que se puede utilizar en todos los tipos sin reacciones inmunológicas.

5. Si bien es cierto que el recibir una unidad de sangre transfundida en los EE.UU. no conlleva muchos riesgos, con sólo 10 a 20 muertes por millón de unidades, sustitutos de la sangre podría llegar a mejorar esto. No hay una manera práctica para detectar enfermedades transmitidas por priones en la sangre donada, como las vacas locas y la enfermedad de Creutzfeld-Jacob y otras enfermedades podrían convertirse en problemas para el suministro de sangre, como la viruela y el SARS . 

6. Sangre transfundida es actualmente más rentable, pero hay razones para creer que esto puede cambiar. Por ejemplo, el costo de los sustitutos de la sangre puede caer como fabricación llega a ser refinado. 

7. Sustitutos de la sangre se puede almacenar durante mucho más tiempo que la sangre para transfusiones, y se puede mantener a temperatura ambiente. La mayoría de la hemoglobina portadores de oxígeno basados en ensayos hoy llevar una vida útil de entre 1 y 3 años,  en comparación con 42 días para la sangre donada, que necesita ser mantenido refrigerado.

8. Sucedáneos de sangre para permitir el transporte inmediato completo al oxígeno, a diferencia de la sangre transfundida que puede requerir unas 24 horas para llegar a la plena capacidad de transporte de oxígeno debido a la 2,3-difosfoglicerato agotamiento. Además, en comparación, la reposición natural de la pérdida de las células rojas de la sangre suele tardar meses, por lo que un sustituto de la sangre para transportar oxígeno puede realizar esta función hasta que la sangre la reposición natural. 

9. Transporte de oxígeno sustitutos de la sangre también se convertiría en una alternativa para aquellos pacientes que rechazan las transfusiones de sangre por razones religiosas o culturales, como los Testigos de Jehová .

10.Portadores de oxígeno sintéticos también pueden mostrar potencial para el tratamiento del cáncer, ya que su reducido tamaño les permite difundirse con mayor eficacia a través del tejido del tumor pobremente vasculated, el aumento de la eficacia de los tratamientos, como la terapia fotodinámica y quimioterapia. 

El ejército de EE.UU. es uno de los mayores defensores de la terapéutica de oxígeno, principalmente debido a la necesidad vital y beneficios en un escenario de combate. Desde la terapéutica de oxígeno no están aún ampliamente disponibles, el ejército de Estados Unidos está experimentando con variedades de sangre seca , que ocupan menos espacio, pesan menos y se puede utilizar mucho más tiempo queel plasma sanguíneo . Saline tiene que ser añadido antes de utilizar. Estas propiedades hacen que sea mejor para los primeros auxilios durante el combate de la sangre total o concentrado de glóbulos rojos.

Riesgos

Sustitutos sanguíneos basados en hemoglobina pueden aumentar las probabilidades de muerte y ataques cardíacos.

De acuerdo a los estudios de los resultados de las transfusiones dadas a los pacientes traumatizados en 2008, sustitutos de la sangre arrojaron un incremento del 30% en el riesgo de muerte y de un aumento de tres veces en la probabilidad de tener un ataque al corazón por los destinatarios. Más de 3711 pacientes fueron probados en dieciséis estudios que utilizan cinco tipos de sangre artificial. Public Citizen demandó a la Administración de Drogas y Alimentos de EE.UU. para obtener información sobre la duración de los estudios que se demuestre que se han llevado a cabo desde 1998 hasta 2007 - La FDA permite las transfusiones de sangre artificial en los EE.UU. sin el consentimiento informado de acuerdo con una exención especial de los requisitos de conocimiento consentimiento durante la atención traumática.

Terapias actuales

Basada Perfluorocarbon

Químicos perfluorados no se mezcle con la sangre, por lo tanto, las emulsiones deben ser hechas mediante la dispersión de pequeñas gotas de PFC en el agua. Este líquido se mezcla a continuación con antibióticos, vitaminas, nutrientes y sales, produciendo una mezcla que contiene alrededor de 80 componentes diferentes, y realiza muchas de las funciones vitales de la natural de la sangre. Partículas de PFC son un 1/40 el tamaño del diámetro de un glóbulo rojo. Este pequeño tamaño puede permitir que las partículas de PFC a atravesar los capilares a través del cual no hay glóbulos rojos están fluyendo. En teoría, esto puede beneficiar dañado tejido sanguíneo muerto de hambre, que los glóbulos rojos convencionales no pueden alcanzar. Soluciones PFC pueden transportar oxígeno tan bien que los mamíferos, incluidos los humanos, pueden sobrevivir respirando solución PFC líquido, llamado respiración líquida.

Perfluorocarbonos sustitutos sanguíneos basados son completamente hechos por el hombre, lo que ofrece ventajas sobre los sustitutos de la sangre que dependen de hemoglobina modificada, como las capacidades ilimitadas de fabricación, capacidad de ser esterilizada por calor y PFC suministro de oxígeno eficiente y la eliminación de dióxido de carbono. PFC en acta solución como un transportador de oxígeno intravascular aumentar temporalmente la entrega de oxígeno a los tejidos. PFC se eliminan de la corriente sanguínea dentro de 48 horas por el procedimiento de liquidación normal del cuerpo para las partículas en la sangre - la exhalación. Partículas de PFC en solución pueden llevar varias veces más oxígeno por centímetro cúbico de sangre, al tiempo que entre 40 y 50 veces menor que la hemoglobina.

Hemoglobina base

La hemoglobina es el componente principal de las células rojas de la sangre, que comprende aproximadamente el 33% de la masa celular. Productos a base de hemoglobina son llamados transportadores de oxígeno basados en la hemoglobina. Sin embargo, la hemoglobina pura separada de los glóbulos rojos no se puede utilizar, ya que provoca toxicidad renal. Puede ser tratada para evitar esto, pero todavía tiene características de transporte de oxígeno incorrectos cuando se separa de las células rojas. Se necesitan diversas otras medidas para formar la hemoglobina en un oxígeno terapéutico útil y seguro. Estos pueden incluir la reticulación, polimerización, y la encapsulación. Estos son necesarios porque la célula roja no es un envase simple para la hemoglobina, pero una entidad compleja con muchas características biomoleculares.

Hiperramificados porfirinas polímero-protegidas

En 2007, los científicos del Departamento de Química de la Universidad de Sheffield crearon sangre artificial "de plástico". A diferencia de la sangre donada, que tiene una vida útil de 35 días, la sangre artificial duró más tiempo sin la necesidad de refrigeración.

La sangre "plástico" se compone de una porfirina que contiene hierro que está unido de forma permanente a un polímero hiperramificado "cáscara" que protege la porfirina frágil. Esto es similar a la hemoglobina en la sangre, que consta de una porfirina que contiene hierro unido reversiblemente a una proteína "cáscara".

La investigación mostró que acompaña la porfirina protegido era mucho menos susceptible a la oxidación que una porfirina libre, mientras que todavía es capaz de unirse al oxígeno reversible. Un papel más tarde investigó usando unión no covalente para unir la porfirina que contiene hierro. Esto imita hemo-proteínas naturales con mayor precisión, así como proporcionar la capacidad de reciclar el HTA cuando la porfirina contenida se daña.

Retirado

Fluorasol-DA, por la Cruz Verde. Estado: retirado en 1994 debido a la complejidad de uso, beneficio clínico limitado y complicaciones

HemAssist, por Baxter Internacional. Estado: retirado en 1998 debido a los mayores de la mortalidad esperada

Hemolink, por Hemosol, Inc. Estado: ensayos clínicos de fase III se interrumpieron en 2003, cuando los pacientes sometidos a cirugía cardíaca que reciben el producto experimentaron mayores tasas de eventos cardiovasculares adversos relacionados. Algunas investigaciones en curso muy limitado todavía se lleva a cabo a partir de 2007, incluyendo la posibilidad de un futuro producto Hemolink modificado.

Técnicas posibles

Las células madre

Recientemente, la comunidad científica ha comenzado a explorar la posibilidad de usar células madre como un medio de producción de una fuente alternativa de sangre para transfusión. Un estudio realizado por Giarratana et al. describe una producción ex vivo a gran escala de células sanguíneas maduras humanos utilizando células madre hematopoyéticas, y pueden representar los primeros pasos importantes en esta dirección. Por otra parte, las células de la sangre producidas en cultivos poseen el mismo contenido de hemoglobina y la morfología como lo hacen los glóbulos rojos nativos. Los autores del estudio también sostienen que los glóbulos rojos se producen tienen una esperanza de vida casi normal, en comparación con los glóbulos rojos-una característica nativa importante de los cuales hemoglobina actuales basados en sustitutos de la sangre se encuentran para ser

deficiente. El principal obstáculo con este método de producción de las células rojas de la sangre es el costo. Ahora, el complejo método de tres pasos de la producción de las células haría una unidad de estas células rojas de la sangre demasiado caro. Sin embargo, el estudio es el primero de su tipo para demostrar la posibilidad de producir glóbulos rojos que se parecen mucho a las células rojas de la sangre nativa a gran escala.

Científicos del brazo experimental del Pentágono de Estados Unidos comenzaron a crear sangre artificial para transportar la sangre a zonas remotas y transfundir sangre a los soldados heridos más rápidamente en 2010. La sangre se hace de las células madre hematopoyéticas retirados de cordón umbilical entre la madre y el feto después del nacimiento de los seres humanos usando un método llamado pharming sangre. El pharming se ha utilizado en el pasado en animales y plantas para crear sustancias médicas en grandes cantidades. Cada cuerda puede producir aproximadamente 20 unidades de sangre o tres transfusiones de sangre. La sangre se produce por la Defense Advanced Research Projects Agency por Arteriocyte. La Administración de Alimentos y Medicamentos ha examinado y aprobado la seguridad de la sangre del presentado anteriormente sangre O-negativa. Con esta sangre artificial particular reducir los costes por unidad de sangre de $ 5.000 a igual o menor a $ 1.000. Esta sangre también servirá como un donante de sangre a todos los tipos de sangre. Sangre Pharmed puede ser utilizado en pruebas con humanos en 2013.

En 2013 los científicos del IIT un grupo - Madras, India afirmó que fueron capaces de generar una cantidad billones de glóbulos rojos puros de varios millones de células madre del cordón umbilical recolectada en pocas semanas. El método utilizado se afirma que es diferente de las técnicas existentes, y esperamos para la producción masiva en el futuro próximo. Los científicos han solicitado patentes en la India y esperamos por patentes internacionales.

Otras técnicas potenciales

 Dendrímeros Investigadores de la Dendritech Corporación han iniciado la investigación, con la ayuda de un 2 años, $ 750.000 de subvención del Ejército de EE.UU., en el uso de los dendrímeros como transportadores de oxígeno sustitutos. La naturaleza precisa de la investigación no se puede divulgar, como la solicitud de patente companys aún no ha sido aprobado. Los investigadores esperan que la tecnología de dendrímeros será la primera verdaderamente rentable sustituto de la sangre. "Porfirinas protegidas HBP" de la Universidad de Sheffield son otro ejemplo de la tecnología de dendrímeros. Micelas biodegradables para mejorar los tiempos de circulación, la hemoglobina recombinante o polimerizado pueden encapsularse dentro de copolímeros en bloque anfifílicos micelar de formación. Estos sistemas son típicamente entre 30-100 nm de diámetro. El núcleo hidrófobo de la micela de polímero es capaz de solubilizar la proteína de la hemoglobina de manera similar hidrófoba, mientras que la corona soluble en agua proporciona una barrera estérica a la absorción de proteínas, y proporciona protección contra aclaramiento

por el sistema reticuloendotelial. Placentaria del cordón umbilical La sangre del cordón recogido asépticamente de la placenta después del nacimiento de un bebé sano se puede utilizar con seguridad como un sustituto de la sangre. Tiene un mayor contenido de hemoglobina y factores de crecimiento que la sangre normal de un adulto, que tiene el potencial para beneficiar a los pacientes en diversas enfermedades. Hemerythrin Un equipo de investigadores rumanos de la Universidad Babes-Bolyai anunció en 2010 que descubrieron una sustancia incolora que puede sustituir a la sangre. La sustancia se basa en hemerythrin, y se probó en ratones con resultados alentadores. Respirocitos somos, células sanguíneas hipotéticos microscópicas artificiales rojos que pueden emular la función de su contraparte orgánica con mayor eficiencia.

Otras funciones que el transporte de oxígeno

Las funciones de la sangre son muchas. Normalmente, por ejemplo, las células blancas de la sangre defienden contra la enfermedad, permiten la coagulación de las plaquetas, proteínas de la sangre y realizar diversas funciones. Además, la composición de la sangre incluye moléculas y electrolitos para funcionar correctamente adicionales. Algunos de estos componentes son intercambiables con tecnología moderna, y puede, por lo menos, se añadirán a un sustituto de la sangre que transporta el oxígeno para crear un sustituto de la sangre más completa.

Expansores puede teóricamente ser llamado a sustitutos de la sangre también, pero en la práctica, por lo general no están dentro del ámbito de aplicación de sustitutos de la sangre. Aún así, a veces se llama "sustitutos del plasma".

OPINIÓN

Un sustituto de la sangre también llamado hemoglobina artificial, es sustituto de globulos rojos artificialmente, que tiene como una principal función transportar oxigeno al igual que la hemoglobina natural.

Viendo las ventajas que tiene el utilizar un sustituto artificial nos ayudaría evitar las transmisiones como el VIH/SIDA, la hepatitis; y dar un tratamiento rápido en situaciones de trauma para oxigenar los órganos de los pacientes ya que el sustituto artificial sirve para cualquier grupo sanguíneo y no causa reacciones adversas y así evitar que el paciente pierda la vida al instante, también tomando encuenta la religión como de los testigos de Jehová que no permiten transfusiones sanguíneas nos ayudaría a mantener al paciente con vida.

Viendo las desventajas del sustituto artificial solo se puede usar en emergencias, los pacientes aumentan el riesgo de muerte y ataques cardiacos

Los sustitutos artificiales no remplazaran completamente la donación de sangre pero en todo caso es de mucha ayuda contar con ello para prolongar la vida del paciente ya que ese tiempo nos puede permitir encontrar el grupo sanguíneo y transfundir para que tenga todos los componentes sanguíneos adecuados.