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血液替代品的奇迹：人类如何制造出无需输血的解决方案？
在医疗领域的创新不断推进之际，血液替代品的研发吸引了越来越多的关注。这种被称为「人工血」或「血液代用品」的物质，旨在模拟生物血液的一部分功能，提供一种血液输血的替代方案。尽管目前尚未出现广泛接受的携氧血液替代品，但研究人员正在不断努力，希望能在各种情况下提供安全有效的解决方案，特别是在传染病风险高的地区。
血液替代品的出现不仅能避免疾病传播的风险，还能应对血液供应短缺的问题。
历史回顾
血液学的历史可以追溯到1616年，当时威廉·哈维发现了血液循环的基本原则。随后人们尝试使用啤酒、尿液、牛奶以及非人类动物的血液作为替代品。进入20世纪初，随着输血医学的发展，对血液组成和血型血清学的理解加深，使得研究者开始寻找更安全、无需匹配血型的输血替代方案。
1980年代HIV疫情的爆发，以及随后的「疯牛病」危机，进一步促进了对安全血液替代品的需求。在多重因素的驱动下，包括需求上升和捐赠者下降，生物科技行业的投资者对血液替代品的开发充满希望。最近，DARPA宣布资助多所大学和实验室进行合成血液的研究，未来的临床试验预计将在2028到2030年间展开。
血液替代品的种类
目前，研究者主要集中于两类血液替代品：基于血红蛋白的氧气携带体(HBOC)和全氟碳乳剂(Perfluorocarbon emulsion)。这些替代品的设计目的是在紧急情况下提供可替代的氧气运输功能，以应对输血的需求。
血红蛋白基产品目前面临着几个挑战，包括安全性、有效性及潜在的副作用。
全氟碳的潜力
全氟碳化合物与水不溶解，因此需要制成乳剂，这种乳剂在运用过程中添加了抗生素、维生素及营养物质等组分。这些全氟碳颗粒能够携带更高量的氧气，并具有较小的直径，能穿越微细的毛细血管，从而帮助受损的组织获得氧气。然而，这样的产品在临床使用过程中仍面临挑战，1994年FDA撤回了Fluosol的批准，是因为它的存储和使用复杂性以及与肺水肿等并发症相关的风险。
血红蛋白的挑战
相比之下，血红蛋白基的氧气携带体(HBOCs)在开发中遇到更多问题。这些产品需克服血红蛋白本身的毒性，因自由血红蛋白的亲氧性过高，使其无法有效供应氧气给组织。此外，一些尝试在临床实验中进行的HBOC产品面对不同程度的失败，导致相关公司宣告破产或撤回产品开发。
在2009年，FDA拒绝了Northfield Laboratories的HBOC产品，导致公司最终宣告破产。
干细胞的未来
近年来，科学家们开始利用干细胞生产可输血的血液，这一技术能够大幅度降低单位血液的生产成本，并且可以为各种血型提供替代品。这些由脐带血中提取的干细胞，经过一系列培养和生化处理，可成功产生具备正常功能的红血球，潜力巨大。
尽管目前血液替代品的研发面临众多挑战，但科学家们的努力为未来的医疗带来了希望。血液替代品的研究不仅事关科学突破，也可能在战争、灾难及传染病高发的情况下拯救无数生命。因此，未来能否成功研发出可普遍使用的血液替代品将对医疗界发生深远影响，而我们是否准备好迎接这一革命性的变化呢？
