Para comenzar, la mayoría de la información en esta respuesta proviene de las páginas de Wikipedia sobre sustitutos de sangre y perfluorodecalina. Lo encontré en el camino de algunas investigaciones personales.
La “sangre artificial” es realmente un término que describe los sustitutos de la hemoglobina. La intención detrás de esta “sangre artificial” es seguir moviendo el oxígeno por el cuerpo, una de las funciones clave de la sangre. Sin embargo, esta no es la única función de la sangre, y estos sustitutos no realizan la mayoría de las otras funciones, así que tenlo en cuenta.
Actualmente hay dos tipos principales en ensayos: perfluorocarbonos (PFC) y hemoglobina de reemplazo. La hemoglobina de reemplazo proviene de una fuente diferente a la persona que recibe el sustituto. Este puede ser otro ser humano, animales o producido por bacterias con genes recombinantes que permiten la producción de hemoglobina. Los perfluorocarbonos se fabrican a través de procesos químicos sintéticos. El PFC más generalizado en uso es la perfluorodecalina. [1] La perfluorodecalina se sintetiza a través de la fluoración de decalina o tetralina usando fluoruro de cobalto (III) y los pasos de purificación posteriores. [2]
Ahora que la parte de síntesis está por ahí, ¿qué tal cómo funciona?
La hemoglobina de reemplazo, obviamente, funciona exactamente, o casi exactamente, como la hemoglobina existente. El heme complejado se une con el oxígeno, cambia la conformación de la proteína y el movimiento de la sangre transporta la hemoglobina oxigenada a través de los vasos sanguíneos hasta que el pH local de la sangre alcanza cierto punto. En este punto, la hemoglobina cambia de conformación, liberando el oxígeno del complejo, y el oxígeno se difunde en el plasma y, finalmente, se difunde hasta el citoplasma (o donde sea necesario). El pH bajo local es causado por altas concentraciones de dióxido de carbono. El dióxido de carbono se disuelve en una solución en el plasma formando ácido carbónico, y luego un equilibrio subsiguiente libera un protón del ácido carbónico, generando iones hidronio y bicarbonato. La hemoglobina atrapa el bicarbonato y lo transporta de vuelta al sistema circulatorio para expulsarlo a través de los pulmones.
Los PFC operan en una base similar, donde disuelven oxígeno [2], aunque no a través de un mecanismo de complejación y cambio de conformación. La liberación de oxígeno de PFC también es un poco diferente, pero también similar en cierto sentido, ya que hay un gradiente de concentración de oxígeno y dióxido de carbono en la región local del tejido pobre en oxígeno, por lo que el oxígeno disuelto sale de la solución de PFC en este gradiente . El proceso de liberación de oxígeno no depende del pH (que yo sepa) con PFC, y no sé acerca de la disolución de bicarbonato en los PFC. El objetivo del sustituto de PFC es simplemente llevar más oxígeno al tejido, no necesariamente para imitar con precisión la hemoglobina.
Los PFC tienen algún nivel de solubilidad en agua (aproximadamente 10 ppm [2], que es aproximadamente 1 mg / dL), por lo que son solubles en plasma, pero mucho menos solubles o prevalentes que la hemoglobina, naturalmente, es (~ 15 g / dL [3 ]). Para comparar las capacidades de transporte de ambos, podemos hacer algunos cálculos:
Densidad de perfluorodecalina: 1.917 g / mL
La solubilidad de STP del oxígeno diatómico en perfluorodecalina: 49 ml de O2 / 100 ml de perfluorodecalina
Capacidad de unión a la hemoglobina O2: 1.34 mL de hemoglobina O2 / g [4]
Cálculo de la capacidad de unión de O2 (líquido, sí, lo sé …) perfluorodecalina: 
Como puede ver, la capacidad de unión es mucho menor para la perfluorodecalina que para la hemoglobina, y su solubilidad es mucho menor en plasma que para la hemoglobina.
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Más allá de todo esto, hay un factor de confusión:
Ninguno de estos sustitutos imita el transporte de iones y las funciones inmunitarias de la sangre. Todo lo que hacen es imitar (o reemplazar) la hemoglobina.
Entonces, puede que sea un enigma para que lo resuelva como inventor y científico del futuro: ¿cómo podemos hacer un sustituto completo de la sangre?
Quién sabe, tal vez la Cruz Roja te dé dinero por ello 🙂
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Blo…
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Per…
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Ref …
[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Hae…
