Ежегодно во всем мире собирается более 108 миллионов доноров крови.
Во многих странах нормативные акты определяют срок хранения собранных эритроцитов в течение 42 дней (6 недель), и стандартным является подход к управлению запасами «первым пришел - первым вышел». Масштабные клинические исследования с участием 200-1800 пациентов показали , что пациенты переливаемых со старыми эритроцитами, как правило, имеют более высокий риск смерти, чем те , которые получают свежие эритроциты.
Во время хранения эритроциты претерпевают несколько биохимических и биофизических изменений, называемых повреждениями при хранении. Связанные с хранением биомеханические изменения (например, снижение деформируемости) могут привести к снижению эффективности переливания и увеличению вредных воздействий. Плохо деформируемые эритроциты приводят к более высокому клиренсу селезенки и, как известно, способствуют дыхательной недостаточности и системному сепсису.
Клинические исследования также выявили ряд заболеваний, таких как ишемическая болезнь, которые развиваются у пациентов, которым были перелиты более старые эритроциты. Например, считается, что ишемия тканей частично вызвана микроциркуляторной окклюзией, вызванной плохо деформируемыми эритроцитами. Поскольку у пациентов с сепсисом сосуды сужены, плохо деформируемые эритроциты могут попасть в микроциркуляцию, что приводит к гипоксии тканей, что усугубляет состояние здоровья пациентов. Таким образом, важно понимать механические изменения эритроцитов в течение всего процесса хранения.
Впервые была использована аспирация микропипетки для исследования изменений деформируемости при хранении эритроцитов. Отрицательное давление, необходимое для аспирации эритроцитов в микропипетку, использовалось в качестве показателя деформируемости эритроцитов. Результаты показали, что эритроциты, хранившиеся в течение более длительного времени, требовали более высокого отрицательного давления для аспирации в микропипетку, что предполагает худшую деформируемость.
Был использован оптический пинцет для растяжения эритроцитов, показывая, что 35-дневные эритроциты было сложнее растягивать, чем свежие.
Совсем недавно эктацитометрию использовали для характеристики деформируемости хранимых эритроцитов путем растяжения эритроцитов с напряжением сдвига, вызванным вращающейся пластиной. Степень удлинения эритроцитов, определенная как индекс удлинения, была использована для указания деформируемости при определенном напряжении сдвига. Микрофлюидное измерение также сообщалось для исследования деформируемости хранимых эритроцитов, при этом индекс деформации не показал значительных различий в разные моменты времени хранения.
Эритроциты деформируются в режиме складывания, а эффективная независимая от скорости жесткость используется для оценки механического разложения эритроцитов во время хранения. Результаты показывают, что эффективная жесткость эритроцитов становится значительно выше в течение первой недели хранения и постоянно увеличивается в течение 6-недельного периода хранения.
Изменяется ли и как жесткость эритроцитов во время хранения имеет решающее значение для безопасности пациентов и эффективности лечения в трансфузионной медицине.
Наблюдалось, что существенные различия в результатах сортировки существовали между эритроцитами, хранившимися менее 28 дней и более, что указывает на то, что эритроциты стали более жесткими после 28 дней хранения. Этот результат хорошо согласуется с количественными изменениями эффективной жесткости, определенными в исследовании, и эффективная жесткость эритроцитов начинает резко увеличиваться с 4 недели (28 дней).
Результаты показывают, что эритроциты, хранящиеся в течение 1 недели, уже начали демонстрировать значительно высокую жесткость, чем свежие эритроциты, и что жесткость хранимых эритроцитов ухудшалась быстрее в течение последних 3 недель, чем в течение первых 3 недель. Эти результаты также, вероятно, повлекут за собой более глубокий анализ данных пациентов, чтобы лучше понять возраст хранения эритроцитов и клинические результаты. Например, приводят ли 1–3-недельные эритроциты к смертности у пациентов, перенесших переливание?
Вывод
В статье представлены микрофлюидные измерения эффективных изменений жесткости эритроцитов в процессе хранения. Свежие эритроциты и эритроциты, хранившиеся до 6 недель, измеряли на микрофлюидном устройстве в режиме изгиба, имитируя их деформацию при прохождении через микрокапилляры.
Результаты выявили характер увеличения эффективной жесткости, а также моменты времени, когда произошло резкое увеличение жесткости.