Mae gwyddonwyr o Japan wedi cyhoeddi darganfyddiad a allai achub llawer o fywydau. Heddiw mae meddygaeth wedi cyrraedd uchelfannau digynsail, ond mae cleifion yn dal i fod heb organau neu waed angenrheidiol y grŵp a ddymunir. Gyda'r olaf, efallai'n fuan na fydd unrhyw broblemau: llwyddodd yr ymchwilwyr i greu gwaed synthetig sy'n addas i'w drallwysiad i bawb yn llwyr.

Rhaid cadarnhau mathau gwaed cleifion cyn y gallant dderbyn y trallwysiad, felly ni chaniateir i bersonél meddygol brys na gweithwyr iechyd eraill drallwyso'r gwaed nes iddo gael ei egluro. Bydd ymddangosiad gwaed cyffredinol yn caniatáu i'r driniaeth gael ei chynnal hyd yn oed cyn cludo'r dioddefwyr i'r ysbyty - yn y tymor hir bydd hyn yn cynyddu lefel y goroesiad rhag ofn anafiadau.

Mae profion eisoes wedi’u cynnal ar gwningod, ac mae’r canlyniadau, yn ôl gwyddonwyr, yn edrych yn galonogol iawn: goroesodd chwech o bob deg anifail a oedd angen trallwysiad. Ni welwyd unrhyw sgîl-effeithiau negyddol. Yn ogystal, gellir storio gwaed o'r fath ar dymheredd arferol am fwy na blwyddyn. Os yw profion pellach yn caniatáu cyflwyno'r darganfyddiad i feddygaeth, bydd hyn yn hwyluso gwaith meddygon ac yn arbed llawer o fywydau.

Gwnaeth y pandemig i wyddonwyr Rwsia gofio’r dudalen ddramatig yn hanes bioffiseg Rwsia. Rydym yn siarad am gyffur arbennig, y cafodd ei ddatblygiad yn y cyfnod Sofietaidd ei orchuddio â dirgelwch ac roedd trasiedïau hyd at hunanladdiadau ei grewyr. Pam wnaethon nhw siarad am y rhwymedi, sy'n amnewidiad gwaed artiffisial, mewn cysylltiad â'r coronafirws? A allai fod nad yw'r regimen triniaeth, sydd bellach yn cael ei chymhwyso ledled y byd, yn wir mewn gwirionedd?

Nid yw'r arbrawf ar gyfer yr argraffadwy: rhoddir llygoden labordy byw mewn hylif lle mae'n parhau i anadlu'n anesboniadwy. Wrth gwrs, nid yw'r gyfrinach yma yn yr anifail, ond yn y swm o ocsigen yn yr hylif hwn. Mae perffluorocarbonau yn cael eu gwahaniaethu gan y gallu i amsugno ac yna rhyddhau ocsigen. Gan ddefnyddio'r eiddo hwn, mae gwyddonwyr wedi creu emwlsiwn artiffisial sy'n cario ocsigen. Perftoran.

Yn y blynyddoedd yn y Sefydliad Bioffiseg Damcaniaethol ac Arbrofol yn Pushchino, mae gwyddonwyr wedi bod yn datblygu’r hyn y byddai newyddiadurwyr wedyn yn ei alw’n “waed glas” yn hyfryd. Mae hwn yn gyffur a all ymgymryd â rhai o swyddogaethau gwaed coch - er enghraifft, dirlawnder a throsglwyddo ocsigen. Mae grŵp o ddatblygwyr dan arweiniad yr Athro Beloyartsev yn disgleirio gwobr y wladwriaeth, ond yn sydyn mae'r ymchwil yn stopio. Mae'r KGB yn chwilio Felix Beloyartsev. Ym mis Rhagfyr 1985, yn methu â gwrthsefyll y pwysau, crogodd y gwyddonydd ei hun yn ei blasty ei hun.

Yn swyddfa Heinrich Ivanitsky, pennaeth Sefydliad Pushcha ar y pryd, roedd y portread o Felix Beloyartsev mewn man amlwg. Yn sinigaidd, daeth ei farwolaeth yn gyffur unigryw gwrth-hysbysebu. Dros y blynyddoedd, ceisiodd pob math o adrannau brofi ei niwed.

Henry Ivanitsky, goruchwyliwr Sefydliad Bioffiseg Damcaniaethol ac Arbrofol Academi Gwyddorau Rwsia: ““ Anfonodd yr Erlynydd Cyffredinol ef i ymchwilio yn yr Wcrain a fydd tiwmorau canseraidd mewn llygod ai peidio. Wel, fe wnaethon ni anfon nifer y litr o'r perftoran hwn. Gelwais Romodanov, gan ddweud: beth wnaethoch chi “? Mae'n dweud: wyddoch chi, Heinrich, cawson ni beth rhyfedd - mae gennym ni'r holl reolaeth drosto, ac mae'r rhain yn byw y gwnaethon nhw eu tywallt ganddyn nhw. "

Gyferbyn â'r portread o Beloyartsev mae llun o Wobr Llywodraeth 1998 am Perftoran. Llwyddodd gwyddonwyr i achub y cyffur, ymgymryd ag ymchwil, sefydlu cynhyrchiad, ond methwyd â'i achub.

Sergey Vorobyovmewn blynyddoedd Sylfaenydd a phennaeth “Perftoran” y NPF yn Sefydliad Bioffiseg Damcaniaethol ac Arbrofol Academi Gwyddorau Rwsia: “Fe wnaethon ni geisio ehangu’r cynhyrchiad hwn, ond, yn anffodus, prynwyd y cyffur gan endidau masnachol. Aeth, mewn gwirionedd, i nofio am ddim. Am oddeutu pum mlynedd, nid yw'r cyffur wedi bod ar gael, yn anffodus, nid yw mewn fferyllfeydd. "

Pan ofynnwyd iddo am gyfweliad, gofynnodd pennaeth y cwmni hwn iddo beidio ag ysgrifennu mwy, er ei bod yn ymddangos mai nawr yw'r amser i siarad am perfluorane. Ym mis Ebrill, mae ysgolheigion o China a'r Eidal yn cyhoeddi astudiaethau annibynnol. A siarad yn gyffredinol, maent yn awgrymu nad yr ysgyfaint yw prif nod y coronafirws, ond erythrocytes, sy'n cario ocsigen trwy'r corff. Dyna o ble mae effaith hypocsia yn dod, dyna pam nad yw peiriannau awyru bob amser yn helpu. Mewn achosion difrifol, nid yw ocsigen yn mynd ymhellach na'r ysgyfaint - nid oes unrhyw gludiant. A dyma pam mae'r awduron, fel triniaeth, yn awgrymu archwilio trallwysiad, hynny yw, trallwysiad. Ond yna mae teimlad bron yn dechrau.

Alexander EdigerFfarmacolegydd Clinigol: “Codais y wybodaeth a oedd, a wyddoch chi, dechreuodd gweddill fy ngwallt gyrlio. Awyru artiffisial yr ysgyfaint ac ECMO - ocsigeniad pilen allgorfforol - mae hyn hefyd yn cynnwys cefnogaeth anadlol, maent yn ocsigeneiddio'r gwaed ac yn dirlawn y gwaed ag ocsigen. Ac yma gallwch chi ddirlawn y gwaed ag ocsigen heb yr holl ymarferion anodd, llafurus a llawn risg hyn. "

Llwyddodd gwyddonwyr yn Sefydliad Pushkin i achub ardal fach ar gyfer cynhyrchu perfluorane - cyffur nad yw eto wedi'i greu gan unrhyw wlad yn y byd. Heb fuddsoddiadau mawr a chynhyrchu diwydiannol yn unol â safon y byd ar gyfer cynhyrchu meddyginiaethau, ni ellir dod â chyffur i'r farchnad, ond nawr mae ei angen, ac nid yn unig y gallu i drosglwyddo ocsigen, mae'r datblygwyr yn sicr.

Evgeny Maevsky, Pennaeth y Labordy Ynni Systemau Biolegol, Sefydliad Bioffiseg Damcaniaethol ac Arbrofol, Academi Gwyddorau Rwsia: “Os cyflwynir perfluorane, yna caiff yr holl fflworocarbon ei ysgarthu, ei anadlu allan trwy'r ysgyfaint. Hynny yw, yr ysgyfaint sydd â'r cyswllt mwyaf â fflworocarbonau, sy'n sefydlogi pilenni pob cell ysgyfaint. Allwch chi ddychmygu Ar ben hynny, mae'r cyswllt hwn yn cael effaith gwrthlidiol! ”

Fodd bynnag, ni chynhaliwyd astudiaethau ar safonau fferyllol y byd gyda pherftoran. A dyma ddadl yr amheuwyr.

Subbotin Valery, Pennaeth y Ganolfan Anesthesioleg a Gofal Dwys MKSC nhw. Loginova: “Mae dyfalu bod coronafirws yn heintio celloedd gwaed coch hefyd yn theori, wedi'i chadarnhau, ei gwrthbrofi. Gall defnyddio cyffuriau gyda mecanwaith gweithredu annealladwy mewn cleifion ag effaith annealladwy y firws gynhyrchu pethau amwys iawn. ”

Ond nid yw hyn yn golygu nad oes angen archwilio'r cyffur ar gyfer y frwydr yn erbyn coronafirws, gan fod dwsinau o gyffuriau presennol yn ymchwilio bellach, yn enwedig gan fod ganddyn nhw ddiddordeb yng nghanlyniadau astudiaeth o'r fath ledled y byd.

Gwaed mwyaf diogel

I ddechrau, mae pobl yn defnyddio cymorth rhoddwyr ar gyfer diffyg un arall. Gall gwaed ei hun gan roddwr fod yn ffynhonnell llawer o beryglon. Weithiau mae pobl yn gludwyr o bob math o heintiau heb amau ​​hynny. Mae prawf cyflym yn gwirio'r gwaed am AIDS, hepatitis, syffilis, ond ni ellir canfod firysau a heintiau eraill ar unwaith os nad yw'r rhoddwr ei hun yn gwybod amdanynt.

Er gwaethaf mesurau amddiffynnol, mae firysau amrywiol yn aml yn cael eu trosglwyddo ynghyd â gwaed. Er enghraifft, herpes, cytomegalovirus, papillomavirus. Weithiau trosglwyddir hepatitis, gan y gall profion bennu presenoldeb hepatitis ychydig fisoedd yn unig ar ôl iddo fynd i mewn i'r llif gwaed.
Dim ond am 42 diwrnod (tua) y gellir storio gwaed ffres a dim ond ychydig oriau heb oeri. Dywed ystadegau’r Unol Daleithiau fod tua 46 o bobl yn marw mewn un diwrnod oherwydd colli gwaed - a dyma reswm arall pam mae gwyddonwyr (nid yn unig yn yr Unol Daleithiau) wedi bod yn gweithio ers degawdau lawer i ddod o hyd i amnewidyn gwaed addas.

Byddai gwaed artiffisial yn arbed pob problem. Gall gwaed artiffisial fod yn well na go iawn. Dychmygwch ei fod yn addas ar gyfer cleifion ag unrhyw grŵp, ei fod yn cael ei storio'n hirach na gwaed cyffredin ac mewn amodau mwy ysgafn, mae'n cael ei wneud yn gyflym ac mewn symiau mawr. Yn ogystal, gellir gwneud cost gwaed artiffisial yn is na chost gwaed gan roddwyr.

Argyfwng haemoglobin

Mae ymdrechion i greu gwaed artiffisial wedi bod yn digwydd ers tua 60 mlynedd. Ac os cymerwn fel sail arbrofion y llawfeddyg Sofietaidd Vladimir Shamov ar drallwysiad gwaed cadaverig, a gynhaliwyd gyntaf ym 1928, mae'n ymddangos bod y llwybr at drallwysiad gwaed nid gan roddwyr cyffredin bron yn 90 mlynedd.

Nid yw gwaed cadaverig yn ceulo oherwydd diffyg protein ffibrinogen ynddo, nid oes angen ychwanegu sefydlogwr i'w storio, a gellir ei drallwyso i glaf ag unrhyw grŵp gwaed. Gallwch ei gael cryn dipyn - mae un corff ar gyfartaledd yn caniatáu ichi baratoi 2.9 litr o waed.

Ym 1930, am y tro cyntaf defnyddiodd y llawfeddyg a'r gwyddonydd Sofietaidd Sergey Yudin drallwysiad gwaed mewn clinig ar gyfer pobl a fu farw'n sydyn. Yn dilyn hynny, cymhwyswyd y profiad a gafwyd yn llwyddiannus yn ystod blynyddoedd yr Ail Ryfel Byd, pan oedd gwaed a dderbynnir gan y meirw yn aml yn dod yr unig gyfle i oroesi milwyr clwyfedig.

Dechreuodd yr arbrofion cyntaf, cymharol lwyddiannus gyda gwaed synthetig yn 80au’r ganrif ddiwethaf, pan geisiodd gwyddonwyr ddatrys problem danfon ocsigen i organau. Gwnaed celloedd artiffisial o haemoglobin dynol wedi'i buro sy'n cario ocsigen protein. Fodd bynnag, fe ddaeth i'r amlwg bod haemoglobin y tu allan i'r gell yn rhyngweithio'n wael ag organau, yn niweidio meinwe ac yn arwain at vasoconstriction. Yn ystod treialon clinigol yr amnewidion gwaed cyntaf, dioddefodd rhai cleifion strôc. Ni ddaeth yr arbrofion i ben yno, dim ond yn yr amnewidion gwaed y derbyniodd y moleciwlau haemoglobin orchudd o bolymer synthetig arbennig.

Gwaed. Ychwanegwch ddŵr

Mae moleciwlau gwarchodedig yn bowdrau y gellir eu defnyddio yn unrhyw le trwy arllwys dŵr. Gellir defnyddio celloedd synthetig gydag unrhyw fath o waed a'u storio am amser hir ar dymheredd yr ystafell. Fodd bynnag, ni fyddant yn helpu gyda cholli gwaed yn ddifrifol ac yn cefnogi'r claf dim ond nes bydd trallwysiad gwaed go iawn gan y rhoddwr.

Mewn astudiaeth arall, defnyddiwyd perfluorocarbonau yn lle haemoglobin. Mae'r rhain yn hydrocarbonau lle mae atomau fflworin yn disodli'r holl atomau hydrogen. Gallant doddi nifer fawr o wahanol nwyon, gan gynnwys ocsigen.

Mae'r poteli hyn yn cynnwys Oxycyte, gwaed artiffisial gwyn sy'n cynnwys sawl perfluorocarbon

Datblygwyd haemoglobin perfosorocarbon Fluosol-DA-20 yn Japan a chafodd ei brofi gyntaf yn yr Unol Daleithiau ym mis Tachwedd 1979. Y cyntaf i'w dderbyn oedd cleifion a wrthododd drallwysiad gwaed am resymau crefyddol. Rhwng 1989 a 1992, defnyddiodd mwy na 40,000 o bobl Fluosol. Oherwydd anawsterau wrth storio'r cyffur a'i gost uchel, dirywiodd ei boblogrwydd a chaeodd y cynhyrchiad. Yn 2014, ymddangosodd Oxycyte perfluorocarbon, ond cwtogwyd profion am resymau anhysbys.

Gwnaed ymdrech hefyd i greu amnewidyn gwaed yn seiliedig ar haemoglobin buchol. Roedd y cludwr ocsigen Hemopure yn sefydlog am 36 mis ar dymheredd yr ystafell ac mae'n gydnaws â'r holl grwpiau gwaed. Cymeradwywyd Hemopure ar gyfer gwerthiannau masnachol yn Ne Affrica ym mis Ebrill 2001. Yn 2009, aeth y gwneuthurwr Hemopure yn fethdalwr heb erioed gael caniatâd i brofi'r cynnyrch yn glinigol mewn bodau dynol yn yr Unol Daleithiau.

Llwybr drain dynwaredwyr

Mae rhoi gorchudd polymer ar foleciwlau haemoglobin yn broses ofalus nad yw'n lleihau cost gwaed artiffisial. Yn ogystal, dim ond rhan o'r broblem yw haemoglobin. Mae gan bob set o gelloedd (celloedd gwaed coch, platennau a chelloedd gwaed gwyn) ei ystyr ei hun i'r corff. Mae datblygiadau ym maes amnewidion gwaed wedi'u hanelu'n bennaf at atgynhyrchu un swyddogaeth yn unig o'r gwaed: cyflenwi ocsigen i feinweoedd. Hynny yw, mae'r ardal y tu allan i'r ocsigen yn cludo celloedd gwaed coch yn ddryswch amhosibl o beryglon i wyddonwyr.

Fel y dywedodd y bioffisegydd Mikhail Panteleev mewn erthygl ar broblemau gwaed artiffisial, yn ystod y blynyddoedd diwethaf bu’n bosibl symud ymlaen yn sylweddol ym maes dynwared platennau, sy’n gyfrifol am atgyweirio anafiadau â mân waedu. Mae gwyddonwyr yn cymryd liposom neu nanocapsule gannoedd o nanometr o faint ac yn mewnosod y proteinau angenrheidiol ynddo. Mae platennau artiffisial yn caniatáu ichi ennill troedle ar gyfer yr ychydig blatennau hynny sydd gan berson â cholled gwaed difrifol o hyd. Ond pan nad oes gan y corff ei blatennau ei hun, ni fydd rhai artiffisial yn helpu.

Er gwaethaf y ffaith nad oes gan blatennau artiffisial holl swyddogaethau celloedd byw go iawn, gallant roi'r gorau i waedu'n llwyddiannus mewn achosion brys.

Mae'n edrych fel gwaed o fwydod y môr

Gyda'r proteinau cywir gallwch chi wneud llawer o bethau diddorol. Creodd gwyddonwyr Rwmania o Brifysgol Babesh-Boyai amnewidyn gwaed artiffisial yn seiliedig ar yr hemerythrin protein sy'n cynnwys haearn, y mae rhai rhywogaethau o fwydod morol yn ei ddefnyddio i gludo ocsigen. Aeth y tîm o fiocemegwyr ym Mhrifysgol Rice yn ddyfnach a dechrau defnyddio proteinau o gyhyrau morfilod. Mae'n ymddangos bod gan forfilod myoglobin, sy'n cronni ocsigen yn y cyhyrau, yn debyg i haemoglobin o waed dynol. Efallai na fydd anifeiliaid môr dwfn, sydd â chyflenwad mawr o ocsigen yn y cyhyrau, yn dod i'r wyneb am amser hir. Yn seiliedig ar astudio protein morfil, bydd yn bosibl cynyddu effeithlonrwydd synthesis haemoglobin mewn celloedd gwaed coch artiffisial.

Mae pethau'n waeth o lawer gyda chelloedd gwaed gwyn, sy'n rhan annatod o system imiwnedd y corff. Gellir disodli'r un celloedd gwaed coch, cludwyr ocsigen, â analogau artiffisial - er enghraifft, perfluorane a grëwyd yn Rwsia. Ar gyfer leukocytes, ni ddyfeisiwyd dim gwell na bôn-gelloedd, ond ar hyd y ffordd roedd gormod o anawsterau'n gysylltiedig â gweithredoedd ymosodol y celloedd yn erbyn y gwesteiwr newydd.

Nanoblood

Mae Robert Freitas, awdur yr astudiaeth dechnegol gyntaf o'r defnydd meddygol posibl o nanotechnoleg foleciwlaidd damcaniaethol a nanorobotechnoleg feddygol ddamcaniaethol, wedi datblygu prosiect manwl i greu cell waed goch artiffisial, a alwodd yn "respirocyte".

Yn 2002, cynigiodd Freitas yn ei lyfr Roboblood (gwaed robotig) y cysyniad o waed artiffisial, lle bydd 500 triliwn o nanorobotau yn lle celloedd biolegol. Mae Freitas yn cynrychioli gwaed y dyfodol ar ffurf system robotig feddygol nanotechnolegol aml-segment cymhleth sy'n gallu cyfnewid nwyon, glwcos, hormonau, tynnu cydrannau celloedd gwastraff, cyflawni'r broses o rannu'r cytoplasm, ac ati.

Ar yr adeg y cafodd y cysyniad ei greu, roedd y gwaith yn edrych yn wych, ond ar ôl 15 mlynedd, hynny yw, nawr, yn 2017, cyhoeddodd gwyddonwyr o Japan eu bod yn creu microrobot biomoleciwlaidd a reolir gan DNA. Mae ymchwilwyr o Japan wedi datrys un o broblemau mwyaf cymhleth nanotechnoleg - fe wnaethant ddarparu mecanwaith ar gyfer symud y ddyfais trwy ddefnyddio DNA synthetig un llinyn.

Yn 2016, cyhoeddodd gwyddonwyr o'r Swistir astudiaeth yn y cyfnodolyn Nature Communication ynglŷn â chreu prototeip o nanorobot sy'n gallu cynnal gweithrediadau y tu mewn i berson. Nid oes unrhyw beiriannau nac uniadau anhyblyg yn y dyluniad, ac mae'r corff ei hun wedi'i wneud o hydrogel sy'n gydnaws â meinweoedd byw. Mae'r symudiad yn yr achos hwn oherwydd nanoronynnau magnetig a maes electromagnetig.

Mae Freitas, a arweinir gan yr astudiaethau hyn, yn parhau i fod yn optimistaidd: mae'n hyderus y bydd yn bosibl disodli nanorobotau yn lle gwaed dynol, wedi'i bweru gan glwcos ac ocsigen, ymhen 20-30 mlynedd. Mae gwyddonwyr o Japan eisoes wedi dysgu sut i gynhyrchu trydan o glwcos yn y corff.

Gwaed bôn-gelloedd

Mae bôn-gelloedd hematopoietig sy'n deillio o fêr esgyrn yn arwain at bob math o gelloedd gwaed

Yn 2008, roedd yn bosibl sefydlu cynhyrchiad celloedd gwaed o fôn-gelloedd amlbwrpas (sy'n gallu caffael gwahanol swyddogaethau) a gafwyd o organau dynol. Mae bôn-gelloedd wedi profi i fod y ffynonellau gorau o gelloedd gwaed coch.

Yn 2011, perfformiodd ymchwilwyr o Brifysgol Pierre a Marie Curie (Ffrainc) y trallwysiad bach cyntaf i wirfoddolwyr celloedd gwaed coch a dyfwyd mewn labordy. Roedd y celloedd hyn yn ymddwyn yn union fel celloedd gwaed coch arferol, gyda thua 50% ohonyn nhw'n dal i gylchredeg yn y gwaed 26 diwrnod ar ôl trallwysiad. Yn yr arbrawf, arllwyswyd 10 biliwn o gelloedd artiffisial i'r gwirfoddolwyr, sy'n cyfateb i 2 fililitr o waed.

Roedd yr arbrawf yn llwyddiannus, ond cododd problem arall - llwyddodd un bôn-gell hematopoietig i gynhyrchu cymaint â 50 mil o gelloedd gwaed coch, ac yna bu farw. Nid yw cael bôn-gelloedd newydd yn broses rad, felly daeth cost un litr o waed artiffisial yn rhy uchel.

Yn 2017, cynhaliodd gwyddonwyr o Waed a Thrawsblaniad y GIG, ynghyd â chydweithwyr o Brifysgol Bryste, arbrofion â bôn-gelloedd hematopoietig. Canfuwyd po gynharaf y bydd y gell, yr uchaf yw ei gallu i adfywio - felly, gydag un gell hematopoietig yn unig, gellir adfer yr holl feinwe sy'n ffurfio gwaed mewn llygoden. Llwyddodd gwyddonwyr i ddefnyddio bôn-gelloedd i gynhyrchu gwaed artiffisial yng nghyfnodau cynnar eu datblygiad, a oedd o'r diwedd yn ei gwneud hi'n bosibl ei gynhyrchu mewn meintiau bron yn ddiderfyn.

Bydd celloedd coch y gwaed a grëir fel hyn yn cael eu profi mewn bodau dynol ar ddiwedd 2017. Mae cynhyrchu celloedd gwaed coch yn barhaus o gelloedd addas yn lleihau cost gwaed artiffisial, ond mae ei ddyfodol yn dibynnu ar basio cam y treialon clinigol.

A hyd yn oed ar ôl treialon clinigol llwyddiannus, ni all unrhyw un gymryd lle rhoddwyr cyffredin. Bydd gwaed artiffisial ym mlynyddoedd cyntaf ei ymddangosiad yn helpu pobl sydd â math gwaed prin, mewn mannau poeth ac yng ngwledydd tlotaf y byd.