Künstliches blut

Arten von künstlichem Blut

Künstliches Blut ist ein Ersatz für natürliches menschliches Blut. Es hilft Patienten, die große Mengen Blut verloren haben, oder solchen mit Blutstörungen und zielt darauf ab, ähnliche Funktionen wie echtes Blut zu übernehmen. Es ist so konzipiert, dass es Sauerstoff transportiert, das Blutvolumen aufrechterhält und Infektionen vorbeugt. Es gibt mehrere Arten von künstlichem Blut, darunter:

• Hämoglobin-basierte Sauerstoffträger (HbOCs)

  Diese werden aus Hämoglobin hergestellt, dem Protein in roten Blutkörperchen, das für den Sauerstofftransport verantwortlich ist. HbOCs werden erzeugt, indem Hämoglobin aus roten Blutkörperchen extrahiert und dann modifiziert wird, um zu verhindern, dass es gefährliche Klumpen im Blutkreislauf bildet.

• Perfluorokohlenwasserstoffe (PFCs)

  PFCs sind künstliche Verbindungen, die Sauerstoff und Kohlendioxid transportieren können. Sie stammen nicht aus biologischen Quellen, sondern werden chemisch synthetisiert. PFCs können Gase im Blut lösen und werden in experimentellen Behandlungen eingesetzt.

• Polymerisierte Hämoglobinlösungen

  Diese Lösungen bestehen darin, Hämoglobinmoleküle chemisch miteinander zu verknüpfen, um größere, stabilere Strukturen zu bilden. Dies hilft, einige der Probleme im Zusammenhang mit der Verwendung von freiem Hämoglobin zu adressieren, wie die Neigung, von den Nieren herausgefiltert zu werden.

• Blutersatzstoffe aus Stammzellen

  Wissenschaftler erforschen die Verwendung von Stammzellen zur Produktion von roten Blutkörperchen und anderen Blutbestandteilen. Dieser Ansatz hat das Potenzial, eine erneuerbare Quelle für künstliches Blut zu schaffen, das dem natürlichen Blut ähnelt.

• Plättchensubstitute

  Forscher entwickeln künstliche Blutplättchen, um Patienten mit niedrigen Blutplättchenzahlen oder -dysfunktionen zu helfen. Diese Substitute zielen darauf ab, Blutungen zu verhindern und werden aus verschiedenen Materialien, einschließlich Hydrogelen und Polymeren, hergestellt.

• Sauerstofftragende Reanimationsflüssigkeiten (OCRFs)

  OCRFs sind Flüssigkeiten, die entnommenes Blut während Trauma oder Operationen ersetzen sollen. Sie werden durch die Kombination verschiedener Chemikalien und Verbindungen hergestellt, um Flüssigkeiten zu erstellen, die Sauerstoff transportieren und das Blutvolumen wiederherstellen können.

Gestaltung von künstlichem Blut

Die Gestaltung von künstlichem Blut ist eine Kombination aus Ingenieurwesen und biologischer Wissenschaft. Das Ziel ist es, ein Produkt zu schaffen, das die natürlichen Funktionen des echten Blutes reproduzieren kann.

• Designs basierend auf polymeren Materialien

  Polymerbasierte Designs für künstliches Blut verwenden Polymere als Hauptmaterial. Polymere sind große Moleküle, die durch Verknüpfen kleinerer Einheiten entstehen. Sie können flexibel und stark sein, was sie gut für Blutbestandteile macht. Ein hämoglobinbasiertes polymeres Design würde Hämoglobin aus roten Blutkörperchen verwenden. Das Hämoglobin wird mit Polymeren verknüpft, um einen Blutersatz zu bilden. Dieses Design kann Sauerstoff wie echte rote Blutkörperchen transportieren.

• Designs basierend auf Nanotechnologie

  Nanotechnologie-Designs erzeugen künstliches Blut im winzigen Maßstab. Wissenschaftler stellen Nanopartikel her, die die Funktionen von Blutkörperchen nachahmen können. Zum Beispiel können Gold-Nanopartikel Medikamente transportieren. Lipid-Nanopartikel können mRNA für Impfstoffe liefern. Diese Nanopartikel arbeiten im Blutstrom zusammen. Daher können Nanotechnologie-Designs potenziell Krankheiten wie Krebs oder COVID-19 mithilfe von künstlichen Bluttherapien behandeln.

• Bioreaktor-Designs

  Einige Designs verwenden Bioreaktoren zur Herstellung künstlicher Blutbestandteile. Ein Bioreaktor ist ein Gefäß, das biologische Reaktionen unterstützt. Es kann Stammzellen halten, um rote Blutkörperchen oder Blutplättchen zu züchten. Forscher können die Umgebung in einem Bioreaktor steuern. Dadurch können sie große Mengen echter Blutkörperchen aus Stammzellen produzieren. Diese Blutkörperchen können dann als natürliche Quelle für Transfusionsbestandteile verwendet werden.

• Modulare Designs

  Modulare Designs behandeln künstliches Blut als getrennte Teile, von denen jeder eine andere Funktion hat. Zum Beispiel agieren Sauerstoffträger wie Hämoglobin oder Perfluorokohlenstoffe als ein Modul. Ein weiteres Modul enthält synthetische Blutplättchen zum Gerinnen. Dieser Ansatz ermöglicht die Kombination verschiedener Module je nach Bedarf. Forscher können auch jedes Modul unabhängig verbessern.

Szenarien für künstliches Blut

Künstliches Blut kann in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden. Einige davon sind:

• Militärische Nutzung:

  Künstliches Blut wird hauptsächlich im Militär eingesetzt. Es wird als Blutersatz bei Soldaten verwendet, die viel Blut verloren haben, aber nicht sofort eine Transfusion benötigen. Es hilft, das Leben des Soldaten zu erhalten, bis er medizinische Versorgung erhalten kann. Diese Art von künstlichem Blut kann auch das Risiko verringern, dass durch Spender übertragene Krankheiten in Kampfsituationen, in denen das ein Anliegen ist, übertragen werden.

• Organtransplantation:

  Künstliches Blut kann auch während Organtransplantationen verwendet werden. Es hilft, den Blutdruck und den Sauerstoffgehalt im Empfänger aufrechtzuerhalten, während das Spenderorgan in einer kalten künstlichen Blutlösung erhalten und transportiert wird. Dadurch bleibt die Durchblutung des Empfängers stabil, bis die Transplantation abgeschlossen ist.

• Traumaversorgung in abgelegenen Gebieten:

  In Situationen wie Unfällen weit weg von Krankenhäusern kann synthetisches Blut eine entscheidende Notlösung sein. Es stabilisiert Patienten mit traumatischen Verletzungen, bis sie definitive Versorgungsstätten erreichen können. Die sauerstofftragenden Eigenschaften dieser Produkte aus künstlichem Blut können Gewebeschäden verhindern und das Risiko des Todes in solchen abgelegenen Notfallsituationen verringern. Dieses Blutersatzmittel ist eine Lebensader an Orten, an denen echtes Blut nicht schnell beschafft werden kann.

• Behandlung von Blutstörungen:

  Künstliches Blut wird auch zur Behandlung von Patienten mit Blutstörungen wie Sichelzellanämie eingesetzt, die häufig Transfusionen benötigen. Es kann die Risiken und Komplikationen, die mit der Erhaltung von Spenderblut verbunden sind, verringern. Dies hilft, ihren Zustand besser zu managen. Darüber hinaus kann synthetisches Blut auch dazu verwendet werden, Krebspatienten zu helfen, die sich einer Chemotherapie unterziehen und häufig anämisch werden. Es bietet eine Möglichkeit, ihre roten Blutkörperchen zu erhöhen, ohne sie dem Risiko einer Infektion durch Spenderblut auszusetzen.

Wie wählt man künstliches Blut aus

• Sicherheit

  Diese Produkte dürfen keine negativen Reaktionen im Körper hervorrufen. Sie sollten das Immunsystem nicht auslösen oder Antikörper bilden, die zu Allergien, Infektionen oder anderen schädlichen Wirkungen führen könnten. Die Sicherheit von künstlichem Blut hat oberste Priorität und muss vor der Verwendung umfassend getestet werden.

• Kompatibilität

  Bei der Auswahl von künstlichem Blut ist zu beachten, wie gut es mit echtem Blut übereinstimmt. Es sollte gut mit verschiedenen Blutgruppen funktionieren und keine Probleme im Körper verursachen. Dies ist wichtig, um Immunreaktionen zu vermeiden und sicherzustellen, dass das künstliche Blut von vielen Menschen mit unterschiedlichen Blutgruppen verwendet werden kann.

• Funktion

  Man sollte nach künstlichem Blut suchen, das Sauerstoff im ganzen Körper transportieren kann, wie echtes Blut. Es sollte auch helfen, Kohlendioxid abzubauen und Zellen bei der Heilung und Gesundheit zu unterstützen. Dies ist wichtig, um die Organe und Gewebe des Körpers am Leben und ordnungsgemäß zu funktionieren, wenn echtes Blut nicht verfügbar ist.

• Haltbarkeit

  Das künstliche Blut muss lange haltbar sein, ohne besondere Lagerungsansprüche, damit es jederzeit und sicher verwendet werden kann. Das bedeutet, dass es nicht häufig ersetzt werden muss, selbst wenn es über längere Zeit gelagert wird. Eine längere Haltbarkeit bedeutet auch, dass es nach vielen Tagen in Notfallsituationen nützlich bleiben kann, in denen es schwierig ist, Vorräte frisch zu halten.

• Regulatorische Genehmigung

  Wählen Sie künstliches Blut, das von den zuständigen Regierungsbehörden genehmigt wurde, die die Sicherheit und Qualität medizinischer Produkte überprüfen. Diese Genehmigung zeigt, dass das künstliche Blut wichtige Tests bestanden hat, um zu beweisen, dass es für die Menschen bei Bedarf sicher ist.

• Kosten

  Berücksichtigen Sie die Kosten des künstlichen Bluts, bevor Sie eine Entscheidung treffen. Wenn es zu teuer ist, könnte es impraktisch sein, wenn es wirklich benötigt wird. Der Preis ist wichtig, damit Krankenhäuser und Notfalldienste in der Lage sind, diesen lebenserhaltenden Ersatz vielen Patienten, die Transfusionen benötigen, zur Verfügung zu stellen.

Fragen & Antworten

Q1: Was ist künstliches Blut?

A1: Künstliches Blut, auch bekannt als Blutersatzstoffe oder Sauerstoffträger, ist ein Produkt, das entwickelt wurde, um einige Funktionen des echten menschlichen Blutes zu übernehmen.

Q2: Warum wird künstliches Blut entwickelt?

A2: Wissenschaftler entwickeln künstliches Blut, um ein Blutprodukt mit längerer Haltbarkeit zu schaffen, das in Notfällen verwendet werden kann. Es wird auch Patienten helfen, die an Blutverlust gelitten haben, und solchen mit seltenen Blutgruppen, die Transfusionen benötigen.

Q3: Existiert künstliches Blut?

A3: Derzeit gibt es kein künstliches Blut, das natürliches Blut vollständig ersetzen kann. Aber Forscher machen Fortschritte bei der Schaffung von Blutersatzstoffen und Sauerstoffträgern.

Q4: Welche Arten von künstlichem Blut werden erforscht?

A4: Wissenschaftler entwickeln hämoglobinbasierte Sauerstoffträger (HBOCs) und Emulsionen aus Perfluorokohlenstoffen (PFC) als Blutersatzstoffe.

Q5: Was sind die Vorteile von künstlichem Blut?

A5: Künstliches Blut kann Vorteile wie eine längere Haltbarkeit als echtes Blut, die Möglichkeit, es ohne Kühlung zu lagern, und das Potenzial zur Verringerung des Risikos von transfusionsübertragenen Infektionen bieten.