Transcript Artificial bloods

1
Artificial Bloods
or
Blood Substitutes
‫خون مصنوعی یا جایگزین های خون‬
‫چرا جایگزین های خون؟‬
‫‪ ‬وجود ویروس های منتقله از راه خون‬
‫‪ ‬وجود ناسازگاری های گروه خونی‬
‫‪ ‬کم بودن برخی گروه های خونی نادر‬
‫‪ ‬عوارض مختلف انتقال خون‬
‫‪ ‬کمبود فراورده های خونی و پالسمایی‬
‫‪ ‬کاهش روزافزون جمعیت اهداءکنندگان سالم‬
‫‪ ‬نیاز به خون در مواقع اورژانسی و فوریتها‬
‫‪3‬‬
The Roles of Blood

Blood has many functions:





Oxygen transport  erythrocytes.
Immune system  leukocytes.
Clotting  platelets and fibrinogen.
Transport of nutrition, hormones and waste.
Artificial blood development focuses on the
oxygen transport function of blood.
4
‫ویژگی های خون مصنوعی‬
‫‪ ‬غیرایمونوژن‪ ،‬غیر پاتوژن و غیر ویسکوز باشد‪.‬‬
‫‪ ‬پایدار باشد‪.‬‬
‫‪ ‬کوچکتر از گلبول قرمز باشد‪.‬‬
‫‪ ‬ترومبوژن نباشد‪.‬‬
‫‪ ‬عوارض توکسیک نداشته باشد‪.‬‬
‫‪ ‬مقرون به صرفه باشد و قابلیت تولید تجاری باال داشته باشد‪.‬‬
‫‪ ‬خاصیت کلوئیدی داشته باشد‪.‬‬
‫‪ P50 ‬باال داشته باشد تا بتواند اکسیژن را به راحتی به مناطق‬
‫‪ 5‬هیپوکسیک منتقل کند‪.‬‬
Artificial Bloods
Hemoglobinbased oxygen
carrier (HBOC)
Per fluorocarbons
(PFC)
6
Per fluorocarbons
7
Per fluorocarbons
 The analogous to
hydrocarbons but all hydrogen
atoms have been substituted by
Fluorine atoms.
8
‫‪ PFC ‬ها نامحلول در آب هستند‪.‬‬
‫‪ ‬حل پذیری اکسیژن در‪ PFC‬ها غیروابسته به دما‪2,3 DPG ،PH ،‬‬
‫می باشد‪.‬‬
‫‪ ‬اندازه ‪ PFC‬ها تقریبا ‪ 1/70‬گلبول قرمز می باشد‪.‬‬
‫‪ ‬برای تزریق باید ‪PFC‬ها را امولسیفه کرد‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫مزایا‬
‫عدم احتمال انتقال عوامل‬
‫عفونی‬
‫عدم نیاز به کراس مچ‬
‫فاقد توانایی واکنش اتصالی‬
‫با ترکیبات مختلف بدن‬
‫امکان تولید انبوه‬
‫فاقد ساختار پروتئینی‬
‫‪10‬‬
‫معایب‬
‫افزایش ویسکوزیته خون‬
‫نیمه عمر کوتاه‬
‫نیاز به فشار باالی اکسیژن‬
‫هپاتواسپلنومگالی و‬
‫افزایش‪LFT‬‬
Hemoglobin- based oxygen
carrier (HBOC)
11
12
‫هموگلوبین آزاد‬
‫مزایا‬
‫نداشتن آنتی ژنهای گروه خونی‬
‫داشتن خاصیت کلوئیدی و افزایش‬
‫دهنده حجم خون‬
‫کوچک و قابل عبوربودن از‬
‫عروق انسدادی‬
‫حمل اکسیژن‬
‫‪13‬‬
‫عدم نیاز به کراس مچ‬
‫هموگلوبین آزاد‬
‫معایب‬
‫اثر توکسیک بر کلیه ها‬
‫تبدیل شدن فرم تترامر ‪Hb‬‬
‫به دایمر در جریان خون‬
‫کلیرانس باال ونیمه عمر کم‬
‫در پالسما‬
‫میل ترکیب زیاد به اکسید‬
‫نیتریک(‪)NO‬‬
‫عدم توانایی اتصال به‬
‫‪2,3DPG‬‬
‫‪14‬‬
‫عدم وجود آنزیمهای احیاء‬
‫کننده ‪RBC‬‬
‫افزایش فشار خون‬
‫افزایش رادیکالهای آزاد‬
‫اکسیژن‬
‫افزایش مت هموگلوبین در‬
‫خون‬
‫روشهای اصالح هموگلوبین آزاد‬
‫‪ ‬ایجاد اتصاالت داخلی بین زنجیره ای درهموگلوبین‬
‫‪cross-linked :‬‬
‫‪Hb‬‬
‫‪ ‬پلیمرکردن هموگلوبین با اتصال چندین مولکول به همدیگر‪:‬‬
‫‪polymerized Hb‬‬
‫‪conjugated with PEG‬‬
‫‪ ‬کونژوگه کردن هموگلوبین‪:‬‬
‫‪ ‬کپسوله کردن هموگلوبین‪:‬‬
‫‪15‬‬
‫‪encapsulated‬‬
Why Cross-link Hb?
 Hemoglobin must be cross-linked when placed in the
blood stream.
– Hb breaks into dimmers which can travel through capillary pores
(holes) and cause death.
+ Cross-linker
Example with Diaspirin &
3,5 bis- dibromosalicyl fumarate
In body
16
Polymerized Hb

Hb bound both intra- and
intermolecularly by Glutaraldehyde
Polymerized Hb
PEGylated Hb

PEG placed on surface to make Hb
seem bigger
PEGylated Hb
17
‫‪ ‬افزودن ‪ pyridoxal phosphate‬به هموگلوبین‬
‫کونژوگه و پلیمریزه باعث رهاسازی بهتر اکسیژن می‬
‫شود‪.‬‬
‫‪ ‬تمام هموگلوبینهای مشتق از خونهای اهدائی‪ ،‬ریسک‬
‫انتقال ویروسهای منتقله از راه خون را دارند‪.‬‬
‫‪ ‬تاکنون فقط ‪ Hemopure‬توانسته مجوز‪ FDA‬را برای‬
‫مصرف محدود در آفریقای جنوبی کسب کند‪.‬‬
‫‪18‬‬
Liposome Encapsulated
Hemoglobin (LEH)
 Liposomes are alike
artificial cells, mimicking
the structure of RBC.
 The inside core is aqueous,
while the membranes are
composed of hydrophobic
molecules.
 Hb are encapsulated in the
aqueous core to create
LEHs.
 The typical diameter of
LEHs is 200-250 nm.
19
‫انواع جایگزین های خون‬
‫‪ ‬استفاده از داروههای جایگزین‪ :‬مانند ‪desmopressin,‬‬
‫‪Anti fibrinolytic drugs( aprotinin, tranexamic acid, amino caproic‬‬
‫‪acid‬‬
‫‪ ‬فاکتورهای رشد‬
‫‪ ‬محلولهای کریستالوئید‪ :‬سالین‪ ،‬دکستروز‪ ،‬رینگر‬
‫‪ ‬محلولهای آلکالوئید‪ :‬آلبومین‪ ،22-25%‬دکستران‪ ،‬پنتااستارچ‬
‫‪ ‬حاملهای اکسیژن با پایه هموگلوبین ‪ :‬هموگلوبین آزاد‪ ،‬هموگلوبین کونژوگه‪،‬‬
‫هموگلوبین کپسول شده‪ ،‬هموگلوبین پلیمر‪ ،‬هموگلوبین نوترکیب ودیگر‬
‫هموگلوبینهای اصالح شده‬
‫‪ ‬انواع پرفلوروکربنها‪ :‬فلوزول‪ ،‬پرفتوران‪ ،‬اکسیژنت‪،‬آدوکس و‪...‬‬
‫‪ ‬تمایز سلولهای بنیادی به سلولهای فانکشنال و نهایی‬
‫‪ ‬استفاده از ‪ RBC‬های اصالح شده‬
‫‪ ‬استفاده از رگام‪ ،IVIG ،‬داروهای آنتی فیبرینولیزو اسپلنکتومی در موارد خاص‬
‫‪20‬‬
‫امتیازات‬
‫فاقد ساختار پروتئینی‬
‫فاقد قدرت واکنش‬
‫اتصالی با ترکیبات‬
‫مختلف بدن می باشد‬
‫معایب‬
‫نیمه عمر کوتاه بیولوژیکی‬
‫تثبیت کمپلمان و تحریک‬
‫تولید سیتوکاینها‬
‫عدم نیاز به کراس مچ‬
‫هپاتواسپلنومگالی و‬
‫افزایش ‪LFT‬‬
‫عدم انتقال ویروسهای‬
‫عفونی‬
‫ترومبوسیتوپنی‬
‫امکان تولید انبوه دارد‬
‫نیاز به فشار باالی‬
‫اکسیژن‬
‫‪21‬‬