超分子量重合アルブミンによる血液希釈後の血行動態と組織酸素化

背景：輸血と比較して、プラズマ拡張器（PES）はより費用対効果が高く、貯蔵寿命が長くなり、より穏やかな免疫応答を引き出します。高分子量（MW）デキストランは、極端な血液希釈中に微小血管機能を保存します。しかし、デキストランは、赤血球（RBC）凝集を含む負の止血効果を呼び起こし、臨床使用を制限する血小板接着を減少させます。したがって、ヒト血清アルブミン（HSA）の重合は、HSAの分子サイズを増加させる簡単な戦略を提示します。 方法：この研究は、重合したHSA（PolyHSA）生物物理特性が貧血条件下でPEとして使用すると全身および微小血管血行動態を改善するという仮説をテストするために設計されました。この研究は、ハムスターウィンドウチャンバーモデルを使用して実装されました。動物は、6％Dextran 70 kDaを使用して18％Hematocrit（HCT）に最初に血液ろ液を使用し、次に10％PolyHSA、10％未重合HSA、または6％Dextran 70 kDaを使用して11％HCTを使用しました。心拍出量（CO）、平均動脈血圧（MAP）、機能的毛細血管密度（FCD）、微小血管灌流、および酸素張力を含む全身および微小血管血行動態が測定されました。 結果：HSAおよびDextranと比較して、PolyHSA PolyHSAはMAP、CO、および酸素送達を改善しました。さらに、PolyHSAは、血流とFCDの観点から微小血管機能を改善しました。酸素の貨物容量は11％HCTで制限されていますが、HSAおよびDextranと比較して、PolyHSAの組織PO2および酸素送達は高かった。 結論：極度の貧血中のポリHSAは、血管抵抗性を増加させることなく血漿粘度を増加させることにより、全身性および微小血管血行動態をサポートしました。これらの発見は、臨床シナリオにおけるPE生物物理学的特性の役割を理解するために、研究の設計に役立ちます。

BACKGROUND: Compared to blood transfusion, plasma expanders (PEs) are more cost effective, have a longer shelf-life, and elicit a milder immune response. High molecular weight (MW) dextrans preserve microvascular function during extreme hemodilution. Dextrans, however, evokes negative hemostatic effects, including red blood cell (RBC) aggregation and reduce platelet adhesion, that limit their clinical use. Therefore, polymerization of human serum albumin (HSA) presents a simple strategy to increase HSA's molecular size. METHODS: This study was designed to test the hypothesis that polymerized HSA (PolyHSA) biophysical properties improves systemic and microvascular hemodynamics when used as a PE under anemic conditions. The study was implemented using the hamster window chamber model. Animals were first hemodiluted to 18% hematocrit (Hct) using 6% dextran 70 kDa and then to 11% Hct using either 10% PolyHSA, 10% unpolymerized HSA, or 6% dextran 70 kDa. Systemic and microvascular hemodynamics, including cardiac output (CO), mean arterial blood pressure (MAP), functional capillary density (FCD), microvascular perfusion, and oxygen tension were measured. RESULTS: Posthemodilution, PolyHSA improved MAP, CO, and oxygen delivery compared to HSA and dextran. Additionally, PolyHSA improved microvascular function in terms of blood flow and FCD. Although oxygen carrying capacity is limited at 11% Hct, tissue pO2 and oxygen delivery were higher for PolyHSA compared to HSA and dextran. CONCLUSION: PolyHSA during extreme anemia supported systemic and microvascular hemodynamics by increasing plasma viscosity without increasing vascular resistance. These findings can aid to design of studies to understand the role of the PE biophysical properties in clinical scenarios.