血液代用品资料
人血替代品定义及意义
应用有效地除病毒工艺
血液代用品的基本要求与特点
生物技术081班 陈华凤
血液代用品的基本要求
• 一种临床适用的人血液代用品应具有天然红细胞 的传递氧气功能、生物相容性、安全性和稳定性 。
• ①人血液代用品应该具有较高的携氧能力，在氧 分压正常生理范围内，能有效向组织供氧。
2.2.3 多聚血红蛋白
• 经PLP交联的血红蛋白再用戊二醛进行分子间关联, 形成大分子,即将各个血红蛋白连接为较大的整体,使 半衰期更为延长(46.2h),分子量可达12.8～100万。此 方法的实质是在各个血红蛋白分子间加入共价键,将 各个SFH连接为较大的整体。多聚血红蛋白已进入 了最后的试验阶段并被批准在南非进行常规临床使 用。国外最常用的是戊二醛,但戊二醛很活泼,极易与 Hb表面的氨基反应,生成高聚物。王鹤尧等采用乙 醇醛聚合牛Hb,制备的polyHb的氧亲和力与天然Hb 基本一致,但比人Hb的氧亲和力低,说明在进入血液 后它将更能有效地释氧。多聚血红蛋白在南非已进 入了临床实验的后期。
3 脂质体包裹的血红蛋白(LEH)
• 早在50年代即有学者提出将SFH包裹以磷脂双 分子膜而制造“人工红细胞”,但因制备技术 的限制,其产品效果一直不佳。近年来,随着生 物医学工程的进展,有关“人工红细胞”的研 究报道亦越来越多。现今公认较为成熟的制备 方法是使用人工合成的高度纯化的二硬酯酰卵 磷脂作为包被,在微流体化仪(microfluider)或匀 浆器中包裹后采用重复乳化—膜脱水—再水化 的方法,大量制备LEH,使毒副作用大大降低。 但此类修饰物仍存在网状内皮系统抑制,诱导 血小板聚集和血红蛋白氧化的副作用。
主知识产权的制备工艺技术
该公司研制的人血液代用品，是以猪血红蛋白为原料，选择 戊二醛作为交联剂进行聚合的血红蛋白多聚体。在研究可工业化 放大的制备工艺基础上，建立了有效控制戊二醛聚合血红蛋白的 反应速度、监控反应程度的方法和工艺；解决了戊二醛聚合血红 蛋白的反应易形成凝胶态而阻碍反应进行的技术难题，并有效控 制了最终聚合体的大小范围，大幅度地降低了生产成本；建立了 一套有效防止血红蛋白聚合体氧化的方法，解决了产品长期保存 的部分关键技术难题；建立了检测血红蛋白聚合体生理生化指标 和生物功能的动物模型，为产品的安全性检测提供了更接近生理 状态的测定方法和相关技术标准。 这一技术已于2003年11月6日通过了陕西省科技厅组织的科技成果 鉴定。
血液代用品
血液代用品摘要医学实践表明，对于急性大量失血的患者，如在受伤早期几小时内得到有效的血液补充，救治率可达90％以上。
研究人血代用品自然而然也就成了世界各国科学家争先涉足的领域。
用动物血液代替人血是人血代用品的主攻方向，血液中的最主要成分是人血红细胞。
研究人血代用品，实际上就是研究人血红细胞代用品。
血红蛋白是人血红细胞中的具有携氧功能的有效成分，我国科学家采用现代生物技术手段以动物血红蛋白为原料，采用分子修饰的方法有效的解决了输血过程致命的免疫反应。
最终将动物血红蛋白转化为安全有效的人血红蛋白代用品。
关键字人血代用品血红蛋白正文血液代用品的种类目前可载氧血液代用品的研究主要集中在两大类：氟碳类化合物(perfluorocarbon compounds，PFC)和血红蛋白类制剂(hemoglobin，Hb)。
1 氟碳类化合物(PFC)：这类化合物是一类直链或环状碳氢化合物的氟取代物，其特点能有效地溶解气体(02、CO2和其他气体)，不能直接溶于水，需经表面活性剂乳化后才能输入体内。
高氟碳乳胶液在血液中的半衰期取决于其相对分子质量，一般数小时至数天不等，通过体循环到达各个组织和器官，最终通过网状内皮系统以原形由肺排出。
第1代氟碳类化合物如2O％全氟萘烷已获FDA批准，但由于副作用强，还仅限于冠状动脉成形术后冠状动脉灌流。
第2代氟碳类化合物如全氟辛溴含有卵磷脂作为表面活性剂，具有更高携氧能力和保存期，被应用于静脉营养输入。
但其有限的氧含量和体内半衰期短影响其广泛应用。
全氟类化合物产生明显的流感样症候群副作用。
有人认为，此类副作用的出现是机体清除排斥反应的结果，也是体内单核和巨噬细胞被破坏、花生四烯酸分解代谢、前列腺素和过氧化物释放，以及引起迟发性发热反应的细胞因子的释放等因素参与作用的结果。
因此，全氟类化合物在广泛用于临床之前必须解决输注时产生的流感样综合征等副作用。
严格意义上说，全氟碳化合物还不等于血液代用品，其作用只能是在血液极稀释情况下维持组织的氧合作用，延缓自体血的回输时间。
血浆代用品
血浆代用品扩容所用的胶体液，一般是指“血浆代用品”，输入血管后取其“胶体渗透压”效应，可产生暂时代替和扩张血浆容量的作用。
详细介绍以下几种，供深入了解。
【中分子右旋糖酐 Dextran 70 , Macrodex】【低分子右旋糖酐 Dextran 40】【羟乙基淀粉 Hydroxyethyl starch, HES 贺斯】，国产制品为【706代血浆】【明胶多肽注射液Polygeline】①尿素桥联明胶多肽—【海脉素】（Haemaccel）；②琥珀酸明胶多肽—【血定安】（Gelofusine）；3。
聚明胶肽——【菲克雪浓注射液】。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝【血浆代用品 Plasma subtitute】又名【血浆容量扩充剂】，或【血浆增容剂】（Plasma expander），是一类高分子物质构成的胶体溶液，输入血管后取其胶体渗透压可产生暂时代替和扩张血浆容量（Plasma volume)的作用。
理想的血浆代用品应具备下列条件：①无毒性，无抗原性，无致热原；②能在血管内存留而产生暂时替代血容量的作用；③较易排出或被机体代谢，不蓄积；④在一定剂量范围内，不干扰血液有形成分和凝血系统，不损害脏器功能，不影响机体内环境稳定；⑤性质稳定，允许较长期保存。
目前尚无完全符合上述条件的制剂。
【中分子右旋糖酐 Dextran 70 , Macrodex】右旋糖酐为高分子葡萄糖聚合体（葡聚糖，Dextran），临床用其中分子溶液和低分子溶液。
1。
临床常用的制剂为6%中分子右旋糖酐含0.9%氯化钠制剂，平均分子量为70 000（60 000~100 000），简称D70，分子量接近血浆蛋白的重量。
其分子的大小范围较广，排出复杂，在血管内半衰期约6~8h，24h 时血管内还有17%。
2。
性能：它能从组织中吸收水分，适用于补充血容量。
1g右旋糖酐可增加血浆容量15~18ml，6%右旋糖酐500ml可增加血浆容量450~500ml，其扩容作用可持续4h（5~7h）。
血浆代用品的分类和临床应用比较
血浆代用品的分类和临床应用比较【关键词】血浆血浆和血浆代用品主要用于大量失血、失血浆及大面积烧伤等所致的血容量降低、休克等紧急情况，用以扩充血容量，改善微循环，在提高患者的生存率中起着非常重要的作用。
理想的血浆代用品要有稳定的理化性质，能够快速补充血容量，增加组织灌注并在血管内有足够的停留时间，同时对凝血功能和肾功能无明显的影响，无过敏反应和组织毒性，能改善氧供和器官功能并在体内容易代谢和排除。
近年来血源的短缺，全球对血浆代用品的研究方兴末艾，相继有一些中分子羟乙基淀粉研发成功并已投入到临床使用。
随着科学的发展、临床血浆代用品的广泛应用，临床工作人员更需全面的了解各种代用品的理化特性及作用、安全性等方面的知识。
因此，本文对各种人工血浆代用品进行了研究总结，供临床应用参考。
1 人工胶体血浆代用品的分类1.1 右旋糖酐根据聚合的葡萄糖分子数目的不同，可分为中等相对分子质量右旋糖酐（如右旋-70，平均分子量为70kDa）；较低相对分子质量右旋糖酐（如右旋糖酐-40）；较小相对分子质量右旋糖酐（如旋糖杆-10）。
右旋糖酐可提高血浆胶体渗透压，吸收血管外的水份以补充血容量，从而维持血压。
扩充血容量的强度和维持时间依其相对分子量的增大而逐渐减小，改善微循环的作用却随其相对分子量的增大而逐渐增大。
右旋糖酐-10和右旋糖酐-40还具有渗透性利尿的作用。
右旋糖酐-70在血液中存留时间较长，排泄较慢，无改善微循环和渗透性利尿的作用。
但随着对右旋糖酐不良反应的逐渐了解，右旋糖酐作为扩容剂使用已逐渐减少。
1.2 全氟碳化合物全氟碳化物乳剂是具有携氧功能的另一种胶体液，其PH、渗透压均与人体血液相似，它是由全氟碳化合物与卵磷脂等其它物质混合而成的无生物活性、无毒性的乳白色液体，具有在极短的瞬间完成结合与释放氧及二氧化碳的能力。
但由于这些物质选择性地被网状内皮系统摄取，有时可造成肝脾肿大，这就限制了其临床上大量使用。
1.3 琥珀酰明胶这是生胶原经琥珀化而成的分散型胶体液，可有效维持血浆的胶体渗透压，改善静脉回流和心排出量，加快血液流速，改善微循环，增加血液的运氧能力，还能减轻组织水肿，有利于组织对氧的利用。
常用血浆代用品
万汶与贺斯的比较
• • • • • •
平均分子量 取代级 取代方式C2/C6 取代方式C2/C6 每日最大剂量 可否用于婴儿 万汶 130 000D 0.4 9： 9：1 50ml/kg/d 可以 贺斯 200 000 0.5 6： 6：1 33ml/kg/d 否
•
琥珀酰明胶
• 原料 牛皮、骨、肌腱 • 分子量 40 000 • 扩容效果 • 无最大剂量限制 • 不良反应少 对凝血功能、肝肾功能无影响
琥珀酰明胶的过敏反应
• 几率 1/6 000-1/13 000 000• 病例报告
病例报告
• 患者女,50岁,体重60ｋｇ,ＡＳＡⅠ级。以“右乳腺癌”入 患者女,50岁 体重60ｋｇ,ＡＳＡⅠ级。以“右乳腺癌”
中分子ＨＥＳ最强
抗炎作用的机理
• 降低白细胞黏附性 • 血管通透性
羟乙基淀粉的不良反应
• 与浓度、平均分子量、 C2/C6取代基的比 C2/C6取代基的比
值及用量 有关 • 对凝血功能影响 • 对肾功能影响 • 组织蓄积 • 血淀粉酶升高 • 皮肤搔痒 • 过敏反应
HES对凝血功能影响的机理 HES对凝血功能影响的机理
低 中 高
羟乙基淀粉的优点
• 扩容效果好，维持时间长 • 改善血流动力学 提高心排血量、增加心率和平均动脉压,提高氧输送 提高心排血量、增加心率和平均动脉压, • 改善血液流变学降低红细胞聚集 血浆黏滞度 • 防止和堵塞毛细血管漏 • 抗炎作用 • 过敏反应低
防止和堵塞毛细血管漏的机理
• 机械堵塞原理 • 抗炎作用
血浆代用品
血浆代用品扩容所用的胶体液，一般是指“血浆代用品”，输入血管后取其“胶体渗透压”效应，可产生暂时代替和扩张血浆容量的作用。
详细介绍以下几种，供深入了解。
【中分子右旋糖酐 Dextran 70 , Macrodex】【低分子右旋糖酐 Dextran 40】【羟乙基淀粉 Hydroxyethyl starch, HES 贺斯】，国产制品为【706代血浆】【明胶多肽注射液Polygeline】①尿素桥联明胶多肽—【海脉素】（Haemaccel）；②琥珀酸明胶多肽—【血定安】（Gelofusine）；3。
聚明胶肽——【菲克雪浓注射液】。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝【血浆代用品 Plasma subtitute】又名【血浆容量扩充剂】，或【血浆增容剂】（Plasma expander），是一类高分子物质构成的胶体溶液，输入血管后取其胶体渗透压可产生暂时代替和扩张血浆容量（Plasma volume)的作用。
理想的血浆代用品应具备下列条件：①无毒性，无抗原性，无致热原；②能在血管内存留而产生暂时替代血容量的作用；③较易排出或被机体代谢，不蓄积；④在一定剂量范围内，不干扰血液有形成分和凝血系统，不损害脏器功能，不影响机体内环境稳定；⑤性质稳定，允许较长期保存。
目前尚无完全符合上述条件的制剂。
【中分子右旋糖酐 Dextran 70 , Macrodex】右旋糖酐为高分子葡萄糖聚合体（葡聚糖，Dextran），临床用其中分子溶液和低分子溶液。
1。
临床常用的制剂为6%中分子右旋糖酐含0.9%氯化钠制剂，平均分子量为70 000（60 000~100 000），简称D70，分子量接近血浆蛋白的重量。
其分子的大小范围较广，排出复杂，在血管内半衰期约6~8h，24h 时血管内还有17%。
2。
性能：它能从组织中吸收水分，适用于补充血容量。
1g右旋糖酐可增加血浆容量15~18ml，6%右旋糖酐500ml可增加血浆容量450~500ml，其扩容作用可持续4h（5~7h）。
血代(血浆及血浆代用品)
其他名称：主要成分：性状：注射液。
功能主治：本品是一种容量代用品，用于纠正或预防血浆、全血容量缺乏引起的循环功能不全。
适用于低血容量性休克、全血或血浆丢失、填充心肺循环机。
用法及用量：血或血浆丢失预防休克，500～1500ml；容量缺乏性休克，最多2000ml，急救以血压作参考按所需要量补充本品。
当血细胞比容降至25％以下时必须立即给予浓缩红细胞或全血。
本品滴速为125滴／分钟，急救时5～15分钟内输完500ml.不良反应和注意：偶可出现一过性荨麻疹、低血压、心动过速或过缓、恶心、呕吐、呼吸困难、体温升高或寒战，可能与输注速度有关。
严重过敏休克罕见。
其它：1.对充血性心力衰竭、高血压、食道静脉曲张、肺水肿、有出血倾向者、肾性及肾后性无尿者应特别慎用。
2.过敏体质及7日内使用过促组胺积放药物的患者应予抗组织胺药物后应用。
3.输注本品可导致暂时性红细胞沉降率加快。
4.本品中含钙量高，使用后短期内可出现血清钙轻度上升。
5.本品可与肝素化的血混合，不可与枸橼酸抗凝剂处理过的血浆或全血混合。
常用血浆代用品重点
羟乙基淀粉的不良反应
• 与浓度、平均分子量、 C2/C6取代基的比
值及用量 有关 • 对凝血功能影响 • 对肾功能影响 • 组织蓄积 • 血淀粉酶升高 • 皮肤搔痒 • 过敏反应
HES对凝血功能影响的机理
• VIII 活性降低 • von Willebrand 因子水平降低 • 抑制血小板功能 • 干扰纤维蛋白凝集和纤溶系统
常用血浆代用品
羟乙基淀粉
HES 550/0.7 HES 200/0.62 HES 70/0.5 HES 450/0.7 HES 200/0.5 HES 20/0.9 HES 264/0.45 HES 130/0.4
明胶
琥珀酰明胶（血定安 佳乐施） 聚明胶肽 （ 血代 海脉素）
羟乙基淀粉
• 原料 玉米 • 分类 • 分子量 • Mw<100 000Da • 100 000Da-300 000Da • Mw>300 000Da • 取代级 • Ms 0.3-0.6 低 • Ms≧0.7 高
•
琥珀Байду номын сангаас明胶
• 原料 牛皮、骨、肌腱 • 分子量 40 000 • 扩容效果 • 无最大剂量限制 • 不良反应少 对凝血功能、肝肾功能无影响
琥珀酰明胶的过敏反应
• 几率 1/6 000-1/13 000 • 病例报告
病例报告
• 患者女,50岁,体重60ｋｇ,ＡＳＡⅠ级。以“右乳腺癌”入
院。拟在全麻下行右乳腺癌改良根治术,患者既往健康,家 族史无特殊记载,普鲁卡因皮试阳性。化验检查:血、尿、 便常规、心电图、胸透、肝功能、血糖、肾功能正常。术 中失血约300ｍｌ，输注4%琥珀酰明胶300ｍｌ/20ｍｉ ｎ后开始出现ＢＰ下降至ＢＰ50～40/30～20ｍｍＨｇ,Ｈ Ｒ增快148～136次/分。误以为是血容量不足,反而加大加 快了4%琥珀酰明胶的输注,从而加重了休克的症状。后因, 患者颜面潮红,发热,左上肢及肩部有红色水肿性红斑、荨 麻疹出现,认识到此休克症状为4%琥珀酰明胶过敏所致
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8.1 概述——人工血液代用品
❖ 特点
（1）安全，应无毒、无致病原、无污染、无免疫原性； （2）适合各种血型； （3）与人血液所有组分具有良好生物相容性，最大限度的替
代人血的生理功能, （具备运输氧、二氧化碳的能力，提供 缓冲和自由基淬灭能力，可起到血浆扩容作用并维持胶体 渗透压)； （4）在血管内有满意的保留时间，代谢产物无毒并能经正常 渠道排出； （5）贮存时间长而所需条件低。
▪ Hb(CO2)n +4O2
Hb（O2）4+nCO2
❖ 2，3-DPG作为别构效应物降低脱氧血红
蛋白对氧的亲和力。（代谢生成，反应较
慢）
▪ Hb-2,3-DPG +4O2
Hb（O2）4+2,3-DPG
➢都是通过改变血红蛋白的结构调节血氧亲和力。
血红蛋白氧解离曲线
CO2 pH DPG 温度
CO2 pH DPG 温度
红细胞 白细胞 血小板
水
血浆 (细胞间)
血浆蛋白、糖、维生素、激 素、代谢产物及无机盐等
常规输血的忧患
输血时必须血型相配，延误治疗而造成死亡； 血液污染严重，威胁输血安全； 健康供血人群不足，血液严重短缺； 血液的保存期短。
8.1 概述——血液代用品
❖定义
指具有携带氧扩容功能的溶液，即除了可用 于失血补充和出血休克的复苏外，在临床上还 可用于血液稀释等。
血红蛋白的特点：
每个肽链环绕一个亚铁血红素基团， 此基团可携带一分子氧或一分子二 氧化碳，血红蛋白因含有血红素而 呈红色。
血红蛋白
两个α－肽链 两个β一肽链 四个亚铁红素基团
血红蛋白功能
➢ 血红蛋白在红细胞内能结合氧或释放氧； ➢ 在肺部与氧结合形成氧和血红蛋白（HbO2），转
运到全身各组织并释放出氧。 ➢ 将产生的二氧化碳以碳酸盐的形式从组织中运出，
生物产品工艺品
第八章 血液代用品
第八章 血液代用品
8.1 概述 8.2 全氟碳人工血液 8.3 血红蛋白类血液代用品 8.4 血液代用品的发展前景
8.1 概述
❖血液的结构
由细胞成分和非细胞成分组成。 细胞成分：红细胞、白细胞和血小板 非细胞成分：称为血浆，其中又包括胶体 成分和晶体成分。
血细胞 血液
物的血液，易于大量生产；纯度易于控制。 ❖ 缺点 （1）只是氧的溶解剂，使用时患者必须呼吸足
够的氧气才可保证氧气溶解量； （2）循环时间短，高浓度使用可使血液粘度升
高； （3）存放需要合适的温度和条件； （4）流感样症状。
8.3.2血红蛋白类血液代用品
天然血红蛋白； 血红蛋白类血液代用品；
1）血红蛋白的制备； 2）血红蛋白的化学修饰。
蛋白质部分为珠蛋白（globin）、辅基为亚铁 血红素(heme)
珠蛋白是由4条肽链组成，包括α和β亚基，形 成α2β2四聚体；血红素辅基位于表面孔穴内，每 个亚基一个；在4个亚基间有一中央孔穴:
2,3-二磷酸甘油酸（ 2,3-DPG)位于其中，稳定了 脱氧血红蛋白的结构,
O2位于其中，稳定了氧合血红蛋白的结构。
初次离心后的结果
次洗涤后的结果
(2)血红蛋白的加释蒸放馏：水到原血液体积，再加40％体积
的甲苯 ，置于磁力搅拌器上充分搅拌10分钟（加速
细胞破裂）,细胞破裂释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液：
①过程：将搅拌好混合液转移到离心 管内，以2000r/min的速度离心10 min。②试管中溶液层次：第1层（最 上层）：甲苯层（无色透明）；第2层 （中上层）：脂溶性物质沉淀层（白色 薄层固体）；第3层（中下层）：血红 蛋白的水溶液层（红色透明液体）；第 4层（最下层）：杂质沉淀层（暗红 色）。③分离：用滤纸过滤，除去脂溶 性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后， 分出下层的红色透明液体。
天然血红蛋白（SFHS）
❖定义
是一种直接用红细胞溶解产物来作为血液代 用品，用过期的血液来制造，去除了基质磷脂， 是一种非细胞携氧物质。
又称为无基质血红蛋白。
天然血红蛋白（SFHS）
❖优点
来源广泛、符合人体生理需要； 无需进行交叉验血、能去除病原、 能长期储存。 比全氟碳化合物更符合人体生理需 要，来源广泛；
8.3 血液代用品的类型
无载氧功能的血管扩容剂（第一代红细胞代用）； 全氟碳化合物、化学修饰血红蛋白及基因重组血红蛋白（第
二代血红蛋白代用品）； 模拟天然红细胞膜和红细胞内的生理环境，用仿生高分子材
料将血红蛋白包裹起来，制备成“人工红细胞”。（第三代血 液代用品）
8.3.1 全氟碳人工血液
从而完成肺和组织间O2和CO2的交换。
血红蛋白
——对氧的亲和力
❖ 氧解离曲线
P5
0
图8-2 氧解离曲线
血红蛋白
——对氧的亲和力
❖ 机制——Hb的变构效应 波尔效应 2，3-DPG的影响
影响血氧亲和力的因素
❖H+和CO2浓度增加促进氧分子的释放(快速)
▪ Hb(H+ ) +4O2
Hb（O2）4+H+
❖概念
是一种具有载氧功能的人造血，是将碳氢化 合物中的氢原子全部由氟原子代替，形成的 类环状或直链状有机化合物。
❖种类
全氟萘烷、全氟三丙胺、全氟三丁胺
❖应用
用于急性贫血血液极端稀释时，以维持机体 组织的供氧，为输血争取时间。
全氟碳化合物
全氟萘烷
全氟碳人工血液
❖ 优点 无抗原性、无毒性；不依赖于过期或其它动
8.3.2血红蛋白类血液代用品
血红蛋白的制备
蛋白质提取和分离步骤
样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定
操作过程
1.样品处理： 可选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液来分离血红蛋白
(1)红细胞的洗涤: ①洗涤目的去:除杂蛋白，以利于后续血红蛋白的 分离纯化，洗涤次数不可过少。
②洗涤操作：
1、采集血样。2、低速短时间离心（速度越高和时间越长， 会使白细胞和淋巴细胞等一同沉淀，达不到分离的效果）3、 吸取血浆：上层透明的黄色血浆。4、盐水洗涤：用五倍体积 的质量分数为0.9％的氯化钠溶液洗涤。5、低速离心（低速 短时间）6、重复4、5步骤三次，直至上清液中已没有黄色， 表明洗涤干净。
8.2 血红蛋白的结构和功能
血红蛋白的结构和功能； 影响血红蛋白氧亲和力的因素。
Hb的组成与结构
Hb的组成
4条珠蛋白链：α141×2；β146×2
（共574个AA）
Hb
4分子血红素 每条多肽链结合一个血红素分子构成一个Hb单位
∴ Hb是四聚体，在红细胞中占干重的95％
8.2 血红蛋白
❖ 结构