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Neues Modell weist auf Lösung des weltweiten Blutmangels hin

by drbyos
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Bluttransfusionen retten Leben, doch die kostbare Flüssigkeit ist nicht nur in den USA, sondern weltweit knapp. Aber was, wenn Transfusionen nicht immer Blut erfordern?

Ein neues mathematisches Modell der interagierenden physiologischen und biochemischen Prozesse des Körpers – einschließlich der Erweiterung der Blutgefäße, der Blutverdickung und Änderungen der Flussrate als Reaktion auf die Transfusion roter Blutkörperchen – zeigt, dass Patienten mit Anämie oder Blut mit niedrigem Sauerstoffgehalt, mit Transfusionen von Blutersatzmitteln, die leichter verfügbar sind, wirksam behandelt werden können.

Die Studie, die von Wissenschaftlern der Stanford University und der University of California, San Diego (UCSD) gemeinsam verfasst wurde, wurde am 14. Oktober in der Zeitschrift für Angewandte Physiologie.

Die Verwendung einer anderen Flüssigkeit könnte auch eine schädliche Folge der Bluttransfusion beseitigen: Es wurde beobachtet, dass die Verwendung von Blut die Lebensdauer aufgrund seiner nachteiligen Nebenwirkungen um 6 Prozent pro transfundierter Einheit pro Jahrzehnt verkürzt.

“Anstelle von echtem Blut können wir einen Ersatz verwenden, der die Kosten senkt und die negativen Auswirkungen von Bluttransfusionen eliminiert”, sagte der leitende Studienautor Weiyu Li, ein Doktorand in Energieressourcentechnik an der Stanford School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford .). Erde).

Transfusionen sind ein übliches Verfahren, um Blutbestandteile direkt in den Kreislauf von anämischen Patienten zu übertragen. Rote Blutkörperchen sind einzigartig ausgestattet, um die Funktion des Sauerstofftransports zu erfüllen, weshalb sie für Transfusionen bei Patienten mit Anämie verwendet werden. Aber auch die Beschaffung, Lagerung und Abgabe der richtigen, hygienischen Blutgruppe für jeden Patienten ist aufwendig und kostspielig. Zudem bleibt die verfügbare Blutversorgung weit hinter der Nachfrage zurück: Das weltweite Defizit über alle Länder ohne ausreichende Versorgung beträgt rund 100 Millionen Bluteinheiten pro Jahr.

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„Man könnte mit weniger mehr Gütern liefern, in diesem Fall Sauerstoff – das ist eigentlich der Grundgedanke der Nachhaltigkeit“, sagt der leitende Studienautor Daniel Tartakovsky, Professor für Energieressourcentechnik an der Stanford Earth. “Es geht darum, mit weniger mehr zu erreichen.”

Die Transfusion von roten Blutkörperchen wird durchgeführt, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass für die Organ- und Gewebefunktion lebenswichtiger Sauerstoff geliefert wird. Der Prozess verdickt jedoch auch das Blut, und diese erhöhte Viskosität kann laut der Forschung ein Problem sein. Das neue Modell zeigt, dass sich die Blutgefäße einiger Patienten während der Transfusion nicht erweitern und ihr Blut, da es durch zusätzliche rote Blutkörperchen verdickt wurde, viskoser ist und nicht so leicht zirkuliert, um Sauerstoff zu liefern. Bei diesen Patienten würde die Behandlung der Anämie mit einer 2-Einheiten-Transfusion – derzeit die am häufigsten verwendete Transfusionsmenge – den Blutfluss verringern, unabhängig vom Anämiezustand, so das Modell.

Bei vielen Menschen führt die Transfusion jedoch zu einer Erweiterung der Blutgefäße, wodurch die Durchblutung erhöht und dem Körper mehr Sauerstoff zugeführt wird. Die Ergebnisse zeigen den Vorteil von anämischen Patienten, deren Blutgefäße sich während der Transfusion erweitern. Das Modell legt nahe, dass entweder der Verzicht auf Transfusionen oder die Transfusion alternativer Flüssigkeiten, die als Plasmaexpander bekannt sind, die eine Erweiterung der Blutgefäße bewirken, ein effektiverer Weg sein könnte, die Sauerstoffzufuhr zu erhöhen. Plasmaexpander bestehen aus Lösungen hochmolekularer Stärke, die in normaler Kochsalzlösung gelöst sind; sie werden seit mehreren Jahrzehnten in der Transfusionsmedizin eingesetzt und haben sich in experimentellen Studien als wirksam erwiesen.

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„Gegenwärtig wird die Bluttransfusion dadurch bestimmt, dass man das falsche Ziel anspricht, nämlich die Wiederherstellung von Sauerstoff-Tragen Kapazität”, sagte Co-Autor Marcos Intaglietta, Professor und Begründer der Bioengineering-Disziplin an der UCSD. “Aber das logische Ziel einer Bluttransfusion ist die Wiederherstellung von Sauerstoff-Lieferung Kapazität.”

Hochrechnungen der Ergebnisse des Teams zeigen, dass sichere und kostengünstige Blutersatzmittel die Gesamtkosten der Bluttransfusion um das Zehnfache senken können, während die negativen Aspekte des Verfahrens erheblich gesenkt werden. Ihr Modell der Kreislaufprozesse des Körpers wurde aus bereits veröffentlichten Experimenten zur Reaktion von Säugetieren auf Transfusionen abgeleitet.

„Unser mathematisches Modell identifiziert natürliche physiologische Prozesse, die die Schlussfolgerung mehrerer Beobachtungsstudien erklären: Menschen können von Bluttransfusionen profitieren, ohne Blut zu verwenden“, sagte Tartakovsky. “Aber allein aus der Modellierung kommt nichts wirklich heraus – sie muss auf Beobachtungen, Untersuchungsstudien und Erfahrungen basieren.”

Die Co-Autoren hoffen, dass ihre Ergebnisse zu klinischen Studien führen werden, in denen die Fähigkeit von Nicht-Blut-Alternativen zur Erhöhung der Sauerstoffzufuhr getestet wird. Bis heute gab es keine konsistenten Ergebnisse aus strengen medizinischen Studien, die die Vorstellung stützen, dass kleine Mengen Blut wirksamer sind als nur die Zugabe von menschlichem Plasma, so die Studienautoren.

“Dies ist das erste Modell, das all diese Effekte berücksichtigt”, sagte Li. “Ich hoffe, die Leute haben die Möglichkeit, unsere Ergebnisse zu sehen und zu entscheiden, ob sie zur Behandlung von Patienten verwendet werden können.”

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