在急救現(xiàn)場，時間就是生命。發(fā)布在《柳葉刀》的一項研究顯示，據(jù)估計，全球每年有 190 萬人死于失血，其中 150 萬人死于身體創(chuàng)傷造成的失血。這些令人心痛的數(shù)字背后，往往隱藏著一個看似簡單卻極其棘手的問題：救護車、醫(yī)療直升機和戰(zhàn)地醫(yī)護人員無法攜帶足夠的血液，因為血液在沒有適當冷藏條件時會迅速變質(zhì)。

如今，馬里蘭大學的科學家們正在開發(fā)一種革命性的解決方案——一種可以像速溶咖啡一樣“沖泡”使用的人造血液。

科學家們正在努力開發(fā)一種人造血液，供醫(yī)護人員在無法獲得常規(guī)血液的緊急情況下使用。（圖片來源：參考文獻[1]）

為血紅蛋白加上“包裝”，

解決了毒性問題

血紅蛋白是血液中負責攜帶氧氣的關鍵蛋白質(zhì)，但當其脫離了紅細胞的保護殼直接暴露在人體內(nèi)時，就會對人體器官具有潛在毒性。過去許多人造血液的嘗試都因解決不了這一毒性問題而宣告失敗。

而此次研究團隊則創(chuàng)新地處理了血紅蛋白的“安全隱患”，他們沒有試圖完全復制血液的所有成分，而是聚焦于最關鍵的功能——氧氣運輸，并用工程化的方法實現(xiàn)這一目標：他們從過期血液中提取血紅蛋白，然后用脂質(zhì)泡囊將其包裹起來，本質(zhì)上相當于創(chuàng)造出了一種人工紅細胞。這個保護性的脂質(zhì)外殼就像天然紅細胞的細胞膜，不僅能夠包裹血紅蛋白，防止血紅蛋白直接接觸組織，還具備適當?shù)臐B透性，允許氧氣和二氧化碳自由進出，確保其正常的攜氧功能。此外，這種脂質(zhì)外殼還足夠穩(wěn)定，能夠在凍干過程中保持完整，并在復水后可以迅速恢復功能。

這種人造紅細胞，成功模擬了天然紅細胞的各種關鍵功能，且做到了安全有效。

凍干技術的關鍵突破

將液態(tài)的人工血液轉化為粉末狀態(tài)是整個技術的另一個關鍵環(huán)節(jié)。研究團隊采用凍干技術，將人工紅細胞制成可以長期保存的粉末。這種粉末在常溫下可以保存數(shù)年，運輸方便，并且不需要任何特殊的儲存條件。

此外，當血液以粉末狀態(tài)保存時，其就具備了攜帶的便利性。在需要的時候，醫(yī)護人員只需將粉末與水混合，一分鐘內(nèi)就能得到可以輸注的血液。這種即沖即用的特性，使得在事故現(xiàn)場進行輸血成為可能。

在實驗室測試中，研究團隊為失血的兔子注射這種人造血液后，兔子的心率、血壓和其他重要生命體征從瀕死狀態(tài)逐漸恢復到了接近正常水平。輸血后兔子的眼睛和耳朵恢復了粉紅的顏色，這表明它的血液中有充足的氧氣，并且正在有效地分布到全身。它的呼吸也同時舒適且平穩(wěn)。

凍干人造血液（圖片來源：參考文獻[1]）

迄今為止，研究團隊已經(jīng)在數(shù)百只兔子身上測試了這種人工血液，且結果均顯示它既安全又有效。而研究團隊的最終目標是使用從人類紅細胞中提取的產(chǎn)品，在人體上進行測試。

前路漫漫但充滿希望

盡管動物實驗結果令人鼓舞，但要將這項技術應用于人類還有很長的路要走，需要進一步證明這種人工血液對人類的安全性和有效性。

從技術角度看，這種人工血液具有多個優(yōu)勢：首先，它是通用型的，不需要血型匹配；其次，它沒有傳染病風險，因為制造過程包含了嚴格的病原體滅活步驟；第三，它的保質(zhì)期遠超傳統(tǒng)血液制品，大大降低了浪費。

如果這種人工血液最終獲得批準，它將徹底改變緊急醫(yī)療的格局。想象一下，每輛救護車都能配備幾包血粉，每個偏遠地區(qū)的診所都能儲存應急血液，每個戰(zhàn)地醫(yī)護包里都有救命的血液制品。這不僅能挽救更多生命，還能大大減輕血庫的壓力。

在自然災害、大規(guī)模傷亡事件或血液短缺時期，這種技術的價值將更加凸顯。它可以作為傳統(tǒng)血液供應的重要補充，在關鍵時刻發(fā)揮作用。對于稀有血型患者，這種通用型人工血液更是福音。

更廣闊的應用前景還包括太空探索和極地科考等特殊環(huán)境。在這些地方，傳統(tǒng)的血液保存幾乎不可能，但凍干血粉卻能輕松應對。

生命科學的新篇章

人工血液的研發(fā)歷程，展現(xiàn)了現(xiàn)代生命科學的魅力與挑戰(zhàn)。從認識血液的基本功能，到理解血紅蛋白的分子機制，再到掌握納米包裝和凍干技術，每一步都凝聚著無數(shù)科學家的智慧和努力

這項技術的成功不僅依賴于生物化學的進步，還需要材料科學、制藥工程、臨床醫(yī)學等多學科的協(xié)同創(chuàng)新。它提醒我們，解決復雜的醫(yī)學問題往往需要跨界思維和技術整合。

隨著人口老齡化和醫(yī)療需求的增長，血液短缺已成為全球性挑戰(zhàn)。人工血液技術的突破，不僅能夠應對緊急情況，還可能從根本上改變我們對輸血醫(yī)學的認識。也許在不遠的將來，“血荒”將成為歷史，每個需要血液的人都能及時獲得救治。

參考文獻

[1] Scientists are developing artificial blood that could save lives in emergencies

策劃制作

出品丨科普中國

作者丨郭菲 煙臺大學

監(jiān)制丨中國科普博覽

責編丨一諾

審校丨徐來、張林林