人造血液+冻干技术？新技术突破带来全球“血荒”应对新思路

在急救现场，时间就是生命。发布在《柳叶刀》的一项研究显示，据估计，全球每年有190万人死于失血，其中150万人死于身体创伤造成的失血。这些令人心痛的数字背后，往往隐藏着一个看似简单却极其棘手的问题：救护车、医疗直升机和战地医护人员无法携带足够的血液，因为血液在没有适当冷藏条件时会迅速变质。

如今，马里兰大学的科学家们正在开发一种革命性的解决方案——一种可以像速溶咖啡一样“冲泡”使用的人造血液。

科学家们正在努力开发一种人造血液，供医护人员在无法获得常规血液的紧急情况下使用。

（图片来源：参考文献[1]）

为血红蛋白加上“包装”，解决了毒性问题

血红蛋白是血液中负责携带氧气的关键蛋白质，但当其脱离了红细胞的保护壳直接暴露在人体内时，就会对人体器官具有潜在毒性。过去许多人造血液的尝试都因解决不了这一毒性问题而宣告失败。

而此次研究团队则创新地处理了血红蛋白的“安全隐患”，他们没有试图完全复制血液的所有成分，而是聚焦于最关键的功能——氧气运输，并用工程化的方法实现这一目标：他们从过期血液中提取血红蛋白，然后用脂质泡囊将其包裹起来，本质上相当于创造出了一种人工红细胞。这个保护性的脂质外壳就像天然红细胞的细胞膜，不仅能够包裹血红蛋白，防止血红蛋白直接接触组织，还具备适当的渗透性，允许氧气和二氧化碳自由进出，确保其正常的携氧功能。此外，这种脂质外壳还足够稳定，能够在冻干过程中保持完整，并在复水后可以迅速恢复功能。

这种人造红细胞，成功模拟了天然红细胞的各种关键功能，且做到了安全有效。

冻干技术的关键突破

将液态的人工血液转化为粉末状态是整个技术的另一个关键环节。研究团队采用冻干技术，将人工红细胞制成可以长期保存的粉末。这种粉末在常温下可以保存数年，运输方便，并且不需要任何特殊的储存条件。

此外，当血液以粉末状态保存时，其就具备了携带的便利性。在需要的时候，医护人员只需将粉末与水混合，一分钟内就能得到可以输注的血液。这种即冲即用的特性，使得在事故现场进行输血成为可能。

人造血液的使用流程

（图片来源：KaloCyle）

在实验室测试中，研究团队为失血的兔子注射这种人造血液后，兔子的心率、血压和其他重要生命体征从濒死状态逐渐恢复到了接近正常水平。输血后兔子的眼睛和耳朵恢复了粉红的颜色，这表明它的血液中有充足的氧气，并且正在有效地分布到全身。它的呼吸也同时舒适且平稳。

冻干人造血液

（图片来源：参考文献[1]）

迄今为止，研究团队已经在数百只兔子身上测试了这种人工血液，且结果均显示它既安全又有效。而研究团队的最终目标是使用从人类红细胞中提取的产品，在人体上进行测试。

前路漫漫但充满希望

尽管动物实验结果令人鼓舞，但要将这项技术应用于人类还有很长的路要走，需要进一步证明这种人工血液对人类的安全性和有效性。

从技术角度看，这种人工血液具有多个优势：首先，它是通用型的，不需要血型匹配；其次，它没有传染病风险，因为制造过程包含了严格的病原体灭活步骤；第三，它的保质期远超传统血液制品，大大降低了浪费。

如果这种人工血液最终获得批准，它将彻底改变紧急医疗的格局。想象一下，每辆救护车都能配备几包血粉，每个偏远地区的诊所都能储存应急血液，每个战地医护包里都有救命的血液制品。这不仅能挽救更多生命，还能大大减轻血库的压力。

在自然灾害、大规模伤亡事件或血液短缺时期，这种技术的价值将更加凸显。它可以作为传统血液供应的重要补充，在关键时刻发挥作用。对于稀有血型患者，这种通用型人工血液更是福音。

更广阔的应用前景还包括太空探索和极地科考等特殊环境。在这些地方，传统的血液保存几乎不可能，但冻干血粉却能轻松应对。

生命科学的新篇章

人工血液的研发历程，展现了现代生命科学的魅力与挑战。从认识血液的基本功能，到理解血红蛋白的分子机制，再到掌握纳米包装和冻干技术，每一步都凝聚着无数科学家的智慧和努力。

这项技术的成功不仅依赖于生物化学的进步，还需要材料科学、制药工程、临床医学等多学科的协同创新。它提醒我们，解决复杂的医学问题往往需要跨界思维和技术整合。

随着人口老龄化和医疗需求的增长，血液短缺已成为全球性挑战。人工血液技术的突破，不仅能够应对紧急情况，还可能从根本上改变我们对输血医学的认识。也许在不远的将来，“血荒”将成为历史，每个需要血液的人都能及时获得救治。

参考文献：

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

出品：科普中国

作者：郭菲（烟台大学）

监制：中国科普博览