Revista Latinoamericana de Tecnología Extracorpórea

Investigators and clinicians have proved the efficacy of colloid, crystalloid and blood administration to revert hemorrhagic shock. The increased risks of blood transfusion (hepatitis and HIV) and the blood bank shortage have prompted the wide evaluation of blood substitutes, which constitutes an interesting alternative. We know that the main function of blood is oxygen transport. Blood substitutes not only transport oxygen but also act as plasma expanders. Blood substitutes offer a good response to the health personnel safety and this includes perfusionists. Blood substitutes will certainly acquire an enormous importance in the next few decades, after the obtention and banking problems are completely solved. The main blood substitutes are hemoglobins and perfluorocarbons. Their main clinical uses and applications are hemodilution, trauma patients, patients with multiple antibodies, tissue isquemia and the treatment of tumors with radioactive substances. The lace and conjugate hemoglobin can be used as a vital support in exchange transfusion techniques in the experimental animal. They are under human experimentation. Perfluorocarbons can improve oxygenation and oxygen consumption but do not reduce acidosis. They can contribute to increase the red blood cells reserve. Their composition have to be improved and the side effects reduced.

Los investigadores y los clínicos han comprobado la efectividad de administrar coloides, cristaloides y/o sangre para tratar el shock hemorrágico. En las últimas décadas ha adquirido gran importancia el riesgo relacionado con la patogénesis de las transfusiones ( hepatitis, HIV) y el déficit de los bancos de sangre. Los hemosustitutos (HS) son vistos como una alternativa interesante.

Sabemos que la principal función de la sangre es la de transportar oxígeno. Los hemosustitutos no solo hacen esto sino que además son expansores plasmáticos. Por otro lado ofrecen una gran solución a los problemas de seguridad que conllevan las transfusiones de sangre de banco y para los trabajadores de salud y en este caso para los perfusionistas su manipulación.
Estas sustancias podrían llegar a ser muy útiles en las próximas décadas por los problemas de consecunción y almacenamiento de los productos sanguíneos. Los principales hemosustitutos son las soluciones de hemoglobinas y los perfluorocarbonos.
Las principales aplicaciones clinicas de los hemosustitutos son las hemodiluciones, los pacientes vitimas de trauma, la isquemia tissular, pacientes con anticuerpos múltiples y en los tratamientos de tumores radioactivos.
La Hb de enlace cruzado intramolecular y la Hb conjugada sirven como soporte de vida durante transfusiones de intercambio, donde se eliminan GR nativos, de los animales de experimentación. Actualmente en fase de experimentación humana.

Los PFC mejoran la oxigenación y el consumo de oxígeno a nivel tisular y cerebral, pero no mejoran la acidosis. Los PFC aumentan la reserva de RBCs y reducen la FCCRBC al usarse en la purga en CEC. Es necesario mejorar la fórmula y reducir los efectos secundarios.

Desde finales del siglo XIX ha existido la inquietud a cerca de la mejor fórmula para tratar la anemia. Fue durante la primera Guerra mundial donde la hipovolemia por hemorragia era la principal causa del " shock circulatorio" y se vio que podía se tratado administrando fluidos intravenosos. Los investigadores en el laboratorio y los clínicos han comprobado la efectividad de administrar coloides, cristaloides y/o sangre para tratar el shock hemorrágico, pero continua la controversia sobre cuál es la elección óptima. En las últimas décadas ha adquirido gran importancia el riesgo relacionado con la patogénesis de las transfusiones ( hepatitis, HIV) y el déficit de los bancos de sangre, todo ello hace que los hemosustitutos (HS) sean vistos como una alternativa interesante. Estas sustancias podrían llegar a ser muy útiles en las próximas décadas por los problemas de consecunción y almacenamiento de los productos sanguíneos. En el contexto de efectividad y seguridad, los H.S. podrían ofrecen grandes ventajas.

Sabemos que la principal función de la sangre es la de transportar oxígeno. Los H.S. no solo hacen esto sino que además son expansores plasmáticos. Por otro lado ofrecen una gran solución a los problemas de seguridad que conllevan las transfusiones de sangre de banco y para los trabajadores de salud y en este caso para los perfusionistas su manipulación.

· Soluciones de hemoglobina ( Hb)
· Hemoglobina encapsulada en liposomas ( LEH).
· Perfluorocarbonados.

· Hemoglobina de enlace cruzado intramolecular.
· Hemoglobina polimerizada.
· Hemoglobina conjugada.
· Hemoglobina de microburbujas.

En 1930 Amberson inicia las primeras investigaciones con Hb bovina en solución salina intravenosa. Emplea animales con sobrevida de 36 días, la mortalidad se debió a una disminución de la Hb circulante. El observó que después de la transfusión se presentaba hipertensión arterial ( HTA) y el consumo de oxígeno no variaba.
Posteriormente se experimento en humanos para tratar la anemia. Restauraron mas o menos el 25% de la volemia en pacientes con shock hemorrágico. Observaron una rápida recuperación de la presión arterial y encontraron como efecto secundario un aumento agudo de la presión arterial media (PAM) y disfunción renal. Lograron no solo restaurar volumen sino que también vieron que aumentaba la capacidad de transportar oxígeno.
Los efectos secundarios se debían a una inadecuada purificación que podía activar la cascada del complemento por lo que era necesario remover los estromas de las células de los glóbulos rojos (GR) de la solución de Hb. La falla renal se debía a que cuando se filtra la Hb, se precipita en la rama ascendente el Asa de Henle. Los detritus de GR permanecen en la Hb por una inadecuada purificación.
Cuando la Hb es liberada de las células del GR humano, se disocia ( cambia su estructura química y sus enlaces a y b) y esto hace que disminuya su peso molecular y su tamaño. Cambia de forma tetramérica a un dímero que es filtrado por los riñones disminuyendo el tiempo de permanencia en la circulación intravascular.
En forma de dímero, el enlace oxígeno/Hb está regulado por el 2,3, DPG que desvía la cueva de disociación de Hb a la izquierda limitando la entrega de oxígeno a los tejidos.
La Hb de enlace cruzado intramolecular y la hb conjugada sirven como soporte de vida durante transfusiones de intercambio, donde se eliminan GR nativos, de los animales de experimentación. Actualmente en fase de experimentación humana.
Las microesferas de Hb son las más recientes. Emplean ultrasonido de alta densidad para formar microburbujas con una especie de cubierta de mas o menos un millón de moléculas de enlace químico cruzado por un superóxido formado durante el proceso de ultrasonido. Se caracterizan por tener una capacidad de transporte de oxígeno de 0.32 ml de oxígeno/ml de solución de Hb, mayor que la de la Hb nativa y su degradación en solución y después de almacenarse a 4⁰C es mínima y dura un promedio de seis meses. Actualmente en pruebas de laboratorio.

La Hb humana emplea como fuente las unidades vencidas en los bancos de sangre con perspectiva de que los controles a nivel de los laboratorios han mejorado notablemente. Estas unidades podrían proveer suficiente Hb para reemplazar el porcentaje de déficit de unidades que requerirían de nuevos donadores. Esta Hb sería vista como un componente separado de la sangre total ( ST) como los son las plaquetas, el plasma fresco congelado, los crioprecipitados y la albúmina.
Se podría obtener Hb, universalmente compatible, pero como su vida media es corta, la transfusión de banco solo se retardaría.
Su principal aplicación sería en salas de cirugía en casos en que se presente hemorragia intraoperatoria aguda, pero no garantizaría que no requiera transfusión autóloga en el postoperatorio.
La Hb bovina tiene un P50 similar a la Hb humana y no depende del 2,3,DPG sino poe un ión Cloruro que cuando es removido del GR cambia su curva de disociación y tiene un efecto Borh más pronunciado por lo que mejora la entrega de oxígeno a los tejidos con un pH bajo.
Es abundante por que por ejemplo un novillo de 500 Kg tiene 35 L de sangre con ± 12gr/dl de Hb para una Hb total de 4.2 Kg por lo tanto 20 mil cabezas cubrirían las necesidades de sangre. Pero existe una gran limitante y es el riesgo de transmisión de enfermedades interespecie como la encefalitis espongiforme.
La biotecnología logró la recombinación del DNA para producir moléculas de Hb humana modificada de bacterias como la E.Coli y Sarcomises cervisiac. No se sabe cuántas unidades por microorganismo se requieran para su producción a escala industrial y existen dudas a cerca de la separación completa de los componentes de la bacteria de la Hb y por otro lado podría ser mucho el desperdicio de materiales en su producción.

Los experimentos animales han reportado un aumento de la PAM y la presión arterial pulmonar (PAP) así como de la resistencia vascular sistémica (RVS) en forma importante. El efecto presor se puede asociar con los enlaces de óxido nítrico por la molécula de Hb libre. El óxido nítrico es un potente vasodilatador sintetizado y liberado por el endotelio vascular. El endotelio vascular libera continuamente óxido nítrico que ayuda a mantener la presión arterial sistólica y la PAP en rangos normales.
Las moléculas de Hb de por sí pueden poseer propiedades vasoconstrictoras dicho efecto puede ser de medio a moderado y ayudar en casos de sock hipovolémico por que al aumentar la PA y con la disminución de la viscosidad, aumenta la entrega de oxígeno en los lechos. Antes que ser un efecto secundario sería benéfico especialmente en casos de enfermedades coexistentes como ocurre en pacientes ancianos.
No se detectaron variaciones en el consumo de oxígeno. Comparando con el uso de cristaloides y coloides, mejora la sobrevida en casos de hipovolemia aguday resucitación. Tampoco se encontraron variaciones significativas en la producción de CO2.
Los experimentos en animales con soluciones de Hb que tienen moléculas grandes se asocian con aumento medio a transitorio del nitrógeno uréico y de la creatinina y con trazas de Hb libre.
Se cree que el efecto vasopresor afecta el flujo sanguíneo renal y su distribución y en enfermedades coexistentes que disminuyan el fluja sanguíneo renal podrían afectar la función renal y llevar a falla renal.

En 1957, Chang propone encapsular la Hb dentro de una seudo membrana de lípidos o liposomas. Su teoría era que una molécula de Hb encapsulada podía tener pocos efectos colaterales, larga vida intravascular y mayor capacidad de transporte de oxígeno. Además el tetrámero de Hb encapsulado es más resistente a la disociación.
Su estructura e un liposoma unilaminal conteniendo una solución de Hb libre de estromas. La membrana, que realmente es la parte artificial de un eritrocito sintético, está compuesta por una doble capa de fosfolípidos con moléculas de colesterol adicionado para mayor estabilidad.
La curva de disociación y el P50 se ajusta adicionando 2,3, PDG o inositol hexafosfato para que se una a la sangre.
Son consumidos por el sistema retículo endotelial (RES) una vez son administrados con lo que podrían disminuir la resistencia a las infecciones. Existen varios métodos de fabricación algunos aún están en desarrollo.

Su historia se remonta a 1966, cuando los trabajos pioneros de Clark, Collan fueron publicados. Ellos demostraron que las emulsiones fluorocarbonadas (PFC) tienen la capacidad de transportar oxígeno, cuando reportan la sobrevida de un ratón que accidentalmente estuvo sumergido en una solución perfluoro química por un periodo prolongado de tiempo.

Los PFC son componentes sintéticos, son soluciones aceitosas compuestas por hidrocarbonos con dos átomos de carbono cambiados uno por un ión bromuro y el otro por un ión cloruro. Químicamente son inertes y actúan como solventes de Oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono.
El componente fluorocarbonado puede disolver 40 a 50 volúmenes por ciento de oxígeno a una presión parcial de 160 mmHg a 37°C, esto quiere decir , que el transporte de oxígeno es directamente proporcional a pa presión parcial de oxígeno, por tanto, a mayor presión parcial mayor oxígeno se transporta. Los PFC transportan más oxígeno que la ST (10 ml/dl) y lo hace de una manera más fácil que la Hb y es por que son 1/40 del tamaño del GR por lo que pueden llegar a los lechos que un Gr no alcanza a llegar. Son insolubles en agua pero se pueden infundir si se emulsifican y se separan con un surfactante.

La primera generación de productos es un polímero sintético( Fluosol DA 20TM) 20% perfluorocarbón emulsificado v/v Pluronic F-68. Insetable al almacenarse. La segunda generación [Perflubron- Perfluorooctilbromuro (PFOB)]. 100% perfluorocarbón v/v , como emulsificante la lecitina, con mayor peso y capacidad de transporte así como la tasa de excreción y más estable.
Sus partículas son más pequeñas lo que hace posible aumentar su concentración en solución para una mayor interfase plasma/PFC dándole mayor capacidad de oxigenación y mayor persistencia intravascular.

Fluosol ( ICI Americas Inc Wilmington D.E.) sus pioneros son Solvier y Geyer el 1978 y desarrollados por la Corporación Cruz Verde en el Japón. A pesar de sus inconvenientes han aportado dos cosas importantes en el campo de la investigación ya por ser el primer producto comercial con el que se pudieron realizar una gran cantidad de experimentos y pruebas clínicas y porque permitió delinear claramente lo que se debía hacer. Entre sus desventajas se mencionan la baja capacidad para transportar oxígeno, su corta persistencia intravascular así como su vida media y su inestabilidad al almacenarse. Entre sus efectos secundarios están su interacción con el RES y la alteración del sulfactante pulmonar ( hiperinflación pulmonar).
El Perflubrón: Los experimentos animales usando sangre autóloga mantiene la oxigenación tisular y las constantes hemodinámicas durante hemodilución normvolérmica. Al refrigerarse permanece estable por 4 años. El sulfactante esta fabricado de yema de huevo, utilizado ampliamente en nutrición parenteral interfiriendo menos con el sulfactante pulmonar.
Al igual que las soluciones de Hb, tienen baja viscosidad mejorando su capacidad de entregar oxigeno a nivel tisular.

No se metaboliza y no produce toxinas, no son citotóxicos ni tienen efecto antigénico. Es excretado por la respiración y por la circulación por fagocitosos y luego por el RES para ser excretado vía pulmonar.

Atribuidos a los emulsificantes interfieren con los mecanismos de defensa por acción del RES, Activan el complemento, alteran la quimotáxis de los neutrófilos y producen agregación plaquetaria. Los fosfolípidos de yema de huevo producen un efecto normal al administrarse llamado " Flulike".

· En el periodo perioperatorio, en hemodiluciones
· Trauma
· Isquemia tisular
· Pacientes con anticuerpos múltiples
· Tratamiento de tumores radioactivos.

· Los PFC mejoran la oxigenación y el consumo de oxígeno a nivel tisular y cerebral.
· Los PFC no mejoran la acidosis.
· Los PFC aumentan la reserva de RBCs y reducen la FCCRBC al usarse en la purga en CEC.
· Es necesario mejorar la fórmula y reducir los efectos secundarios.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. LC. Clark; F. Gollan. Survival breathing organic liquids equilibrated with oxygen at atmospheric pressure. Science. 152: 1755ç6. 1966.

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EXPERIENCIA EN PERFUSION CON HEMOSUSTITUTOS