减阻剂对血液循环的作用

减阻剂对血液循环的作用
刘强邵洪
关键词减阻聚合物 微循环 多糖类
中国图书资料分类号 1
年× 开创了对减阻现象和减阻剂的研究∀摩擦压降 或摩擦阻力 限制了流体在管道中的流动 造成管道输量或能量消耗增加∀在流体中注入少量的高分子聚合物 能在湍流状态下降低流动阻力 这种效应即高聚物减阻∀用于降低流体流动阻力的化学制剂即为减阻剂 或减阻聚合物 ∏ 简称⁄ ° ∀目前 有关聚合物减阻现象的研究已经成为一门涉及到流体力学!流变学!高分子溶液和高分子化学的边缘学科 而减阻剂的应用也成为独特的综合性工程∀
减阻剂对血液循环的作用及其机制
研究发现某些大分子物质具有一定的减阻性能和黏弹性 注入血液后 在极低用量 纳摩尔级 的情况下 即可明显改善不同动物模型的血流动力学 如 在不升高动脉血压的情况下 增加心输出量!动脉血流速度和组织微循环灌注 降低出血性休克模型动物的死亡率 增加和改善正常小鼠以及糖尿病模型动物的微循环 明显提高动物的运动能力 并且减少严重缺氧导致的死亡率∀研究发现 无论是天然来源的或合成的不同化学结构的⁄ ° 分子量在 ⁄以上 在实验中都具有相似的改善血液循环的作用 减阻性能 因此 在血管内发挥减阻性能!增加组织灌注的性能 极有可能由⁄ ° 的物理性质所决定 而不依赖其化学特性≈ ∀
自上世纪 年代 欧美一些国家 前苏联和美国等 的学者开始对线性大分子增加血液的流动性这一现象展开了研究 并尝试阐述其机制∀ 认为这些溶于血液的低浓度大分子物质能有效减少血液湍流的/阻力0 使保持一定的流速所消耗的能量少于纯溶剂流体 即/× 0∀° 等发现秋葵中的多糖成分能明显改善血流动力学和血液流变学 提高心输出量 他们认为多糖降低了血液的黏滞度 从而带来此效应 然而 血液黏滞度的降低只能归咎于血细胞聚集程度的减少 没有其他物质既能减少血细胞的聚集 又能改变血流动力学 而且 血液在血管中并非呈湍流的形式流动 所以⁄ ° 对血液循环的改善和促进作用 很难单纯地用上述机理完全解释∀有实验显示 很少量的减阻聚合物可以显著减低血管阻力 同时血管张力并没有改变 能够增加外周血管的血流速度 ∗ 倍 这个现象很难用血管扩张的效应来解释 模拟真实血流动力学的状态下 发现⁄ ° 明显减轻由于血管分叉和不同血管几何外形造成的血流流分离的程度 减少局部漩涡的产生和血液流动的阻尼 降低流体流动的能耗 在相同的血压下 血液流动更为顺畅 由于⁄ ° 的作用 降低了沿动脉血管血压的压力降低值 从而前毛细血管的血压上升 促进更多功能性毛细血管网的开放 增加组织的血液灌注 改善微循环∀此外 ⁄ ° 可能对位于微血管中红细胞的流动行为有重要影响∀研究发现 红细胞悬液在微管里流动时 在近管壁处会产生一个相对无细胞的区域 这种现象被称为/血浆撇清0 2 加入⁄ ° 可以明显减少靠近管壁处的不含红细胞血浆层的厚度 使红细胞重新分布 更加贴近血管壁 使得在动脉及毛细血管中血液 气体交换更便利 另外 由于⁄ ° 衰减了/血浆撇清0效应 造成血管局部的红细胞计数增加 相应血液的粘滞度上升 血流与管壁间的剪切力增大 可以促进微血管释放血管扩张因子 进而增加侧支循环和组织的灌流量∀⁄ ° 增加微循环的血流速度 还与其改变红细胞的变形能力有关 √ 等把聚环氧乙烷 ¬ °∞ )))一种减阻聚合物加入鼠红细胞悬液后 经过特别设计的滤过器 采用红细胞滤过指数 ¬ ≤ƒ 评价红细胞的变形能力 结果显示⁄ ° 显著提升了红细胞的 ≤ƒ 1 ? 1 ϖσ 1 ? 1 Π 1 在某些病理状况下 ⁄ ° 减少了在毛细血管中红细胞的淤滞现象 增加血液流速和氧气供应 组织代谢得以部分恢复∀⁄ ° 单独使用可以明显改善机体大体血液循环和组织微循环 在临床使用的人造血液 含全氟化合物 中添加微量⁄ ° 能明显增加氧气载体输送气体的能力 提供给组织相对正常的供氧水平∀器官和组织的氧供应量 ⁄ 可用公式⁄ ƒ≅≤表示 ƒ为血液流速 ≤为每单位体积血液氧含量∀加快血液循环 改善组织灌注 可以提高氧气载体的工作效率 在大大减少全氟化合物使用 ∗ 减至 ∗ 的同时 仍能使组织获得满意的氧气供给∀因此 这一方法可以减少氧气载体的使用 降低生产成本 更重要的是降低了过多使用氧气载体而对人体
作者简介 刘强 医学硕士∀主要从事创伤救治和药物开发研究
作者单位 成都地奥集团学术部 刘强!邵洪
产生的毒副反应∀获得这样的治疗效果 从芦荟植物中提取的⁄ ° 的用量仅为 ∗ ∀⁄° 能够增加正常机体的血液循环 并能使糖尿病鼠的肌肉血管内血液流速显著增加 组织循环得以改善 提示⁄° 还能用于治疗许多循环系统疾病 如高血压和糖尿病等∀
美国匹兹堡大学的研究小组发现≈ ⁄ ° 具有明显抗休克的作用∀制作严重出血性休克的小鼠模型 给予来源于芦荟的⁄ ° Λ 进行复苏 后芦荟组动物的平均动脉压 ° 高于对照组 ? ϖσ ? Π 1 后动物成活数显著高于对照组 ϖσ Π 1 组织获得的氧供∂ 也高于对照 1 ? 1 ϖσ ? 1 # ∀另外的实验显示 经过⁄ ° 治疗 机体组织没有酸中毒的表现∀因此 微量⁄ ° 可以显著延长致死性休克个体的成活时间∀
减阻现象的逐步阐明使一种新型的生物工程学模式应运而生 ⁄ ° 具有明显改善血流动力学的作用 提升对严重休克和缺氧的复苏成功率 改善慢性疾病的组织血液灌流 在急症医学和心血管疾病的治疗中可能有着重要的应用价值∀
天然减阻剂及其制备
具有改善血液循环作用的减阻剂有很多 如 人工合成的水溶性高分子聚合物!来源于植物 秋葵!海藻等 以及细菌的多糖类和多肽类分子!人工合成的多糖及多肽物质!来源于人类及动物血!血浆和血细胞的生物高聚物等∀一类来源于植物的微循环减阻物质 ∏ ⁄ ƒ 引起了人们研究兴趣 这些植物包括百合!锦葵属等∀可以分别从百合属中的芦荟和锦葵属中的秋葵等提取出具有改善微循环的多糖类物质∀另一种减阻剂可以从日本传统食品))) 纳豆 中提取 而获得的物质包含多聚Χ或Α谷氨酸 分子量在 ∗ ⁄之间∀⁄ ƒ 的微循环减阻效能可以在特制的环形管道中进行测定 在一定的压力下流体流速加快或要得到一定的流速只需较小的压力者 都能反映出减阻效能∀
欲从一些植物中制备⁄ ƒ 首先应粉碎植物的纤维基质 以便更容易地提取⁄ ƒ 很多方法可以用来粉碎植物纤维 如 对于秋葵荚就较适用特制的搅拌器来碾碎 这种搅拌器能够高效地粉碎植物 但高分子量的⁄ ƒ 结构易遭到此法的破坏 从而降低了⁄ ƒ 的减阻效能 对于芦荟叶 比较适合于人工切片 虽然耗时 但可以保护⁄ ƒ 并且能减少提取物中的颗粒物质∀得到的植物粉碎物 通过过滤祛除大!小的颗粒 滤过的黏性物溶于适当的溶剂 如磷酸缓冲液等 经过多次低速离心 ∗ ∗ 获得含有⁄ ƒ 的上清液 将某种溶剂 如 乙醇!丙酮及硫酸铵等 加入上述上清液 缓慢搅拌使其中⁄ ƒ 沉淀下来 经过离心或过滤得到的⁄ ƒ 固体 再经过有机溶剂 ∗ 的乙醇 洗脱后 蒸发干燥∀采用多种方法祛除⁄ ƒ 中残留杂质和有机溶剂后 使用某些酶类 糜蛋白酶!脱氧核糖核酸酶和核糖核酸酶等 消化⁄ ƒ 中的非多糖成分∀反复采用透析方法祛除⁄ ƒ 溶液中的杂质 即消化酶类和低分子量的其他物质 也可用其他方法如 超滤!微滤和离子交换色谱法来完成除杂质的目的 获得较纯的⁄ ƒ 溶液∀对⁄ ƒ 进行化学修饰 添加一些水溶性基团 可以保护⁄ ƒ 免受机械应力的破坏和减少因酶类降解而发生的减阻失效∀经过进一步分离纯化 即能得到纯的⁄ ƒ物质∀芦荟⁄ ƒ 的制备∀起减阻作用的芦荟多糖分子量约 ≅ ⁄ 去掉新鲜的芦荟叶外层 挤压得粘液 采用醇沉得到⁄ ƒ 的沉淀 沉淀物经反复溶解过滤!离心!洗脱!干燥 酶类消化其他物质并透析 并经过化学修饰 得到芦荟⁄ ƒ 纯品∀作成静脉制剂 还需消毒等步骤∀由于芦荟多糖容易遇热和氧气而发生降解 所以芦荟多糖应置于密封和低温环境保存∀
减阻剂能够改善血液循环 提高组织的灌流 增加休克早期复苏对象的成活率 给医学界提供了一种新的治疗手段∀开发供临床使用的减阻制剂 必将有广阔应用的前景∀
参考文献
ƒ ° ∏ ⁄ ≤ ∏ ∏ 1° ∏
∏ ∞⁄ ∏ • • ƒ × 2 ∏ ∏ √ ≥°∞ 关中原 李国平 赵丽英等 国外减阻剂研究新进展1油气储运
√ ∂ ∞ 2≥ ∏ ⁄ 2 ∏ ° 2 ∏ ≥
≤ √ ∂ × ∏ εταλ ≥∏ √ √ ∏ √ 2∏ ∏ 2 ∏ √ √ ≥ ≤
2 2 收稿
本文编辑冯楠李恩江。