Künstliches Blut

„Spenden Sie Blut – Ihre Spende kann Leben retten!“ So oder ähnlich lauten alljährlich die Aufrufe kurz vor der Urlaubszeit, mit denen Blutspendedienste werben. Denn vor allem in den Sommermonaten kommt es immer wieder zu Engpässen, weil nicht genügend Blutkonserven zur Verfügung stehen. Zum einen passieren durch den Reiseverkehr statistisch mehr Unfälle, so dass einfach mehr Blut benötigt wird. Zum anderen fallen regelmäßige Spender aus, weil sie im Urlaub sind.

Doch es gibt noch weitere Ursachen für die allgemein rückläufige Anzahl von Blutspendern, wie zum Beispiel das steigende Durchschnittsalter der Bevölkerung. Mit den fortschreitenden Möglichkeiten in der Medizin unterziehen sich viele ältere Menschen operativen Eingriffen, wie zum Beispiel einer Hüftoperation. Dies erfordert die vermehrte Bereitstellung von Blutkonserven. Allerdings halten Blutkonserven nur maximal 40 bis 42 Tage. Auch die steigende Anzahl von Menschen, die mit Krankheitserregern infiziert sind, wie beispielsweise HIV oder Hepatitis, macht immer mehr Spenderblut von vornherein unbrauchbar. Seit bekannt wurde, dass Krankheiten wie AIDS und Hepatitis durch Bluttransfusionen übertragen werden können, reagieren viele Menschen mit Skepsis, wenn es darum geht, menschliches Blut zu spenden oder anzunehmen.

Auf der Suche nach dem geeigneten Ersatz

Daher suchen Mediziner fieberhaft nach Ersatzmitteln. Künstliches Blut wäre die beste Alternative. Doch nach jahrzehntelangen Experimenten mussten die Wissenschaftler inzwischen einsehen, dass es trotz zahlreicher Bemühungen unmöglich ist, eine Flüssigkeit herzustellen, die alle Eigenschaften von menschlichem Blut besitzt. Die Forscher konzentrieren sich daher heute auf die wichtigsten Funktionen: den Sauerstofftransport und den Ausgleich von hohen Blutverlusten.

Blutstropfen © PixelQuelle/Stefan Büschler

Bei den ersten Blutersatzprodukten kollabierten aber bereits nach kurzer Zeit die Kapillaren, weil sie dem Bedarf des umgebenden Gewebes nicht nachkommen konnten. Es entstand ein Unterdruck. Forscher hatten fälschlicherweise angenommen, dass künstliches Blut dünner als natürliches sein müsse, damit es besser zirkuliert. Und noch ein Denkfehler unterlief ihnen: Sie dachten, Sauerstoff könne besser wieder freisetzt werden, wenn die Bereitschaft, ihn zu binden, eher gering ist. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass der Sauerstoff zu früh und damit nutzlos in den Arterien anstatt in den Kapillaren freigesetzt wird.

Daher sind sich die Forscher jetzt einig, dass künstliches Blut dicker als natürliches Blut sein sollte, weil sich dadurch auch das Risiko reduziert, dass die Kapillaren zusammenbrechen. Amerikanische Forscher haben daraufhin ein Produkt namens MP4 entwickelt. Dabei handelt es sich um gefriergetrocknete rote Blutkörperchen aus menschlichem Spenderblut. Die Hämoglobinmoleküle wurden mit der Substanz Polyethylenglykol sperriger gemacht, so dass die Flüssigkeit zäher ist. MP4 besitzt gleichzeitig auch eine höhere Affinität für Sauerstoff als andere Produkte, und setzt den Sauerstoff dadurch erst in den Kapillaren frei – dort, wo er vom umliegenden Gewebe direkt aufgenommen werden kann.

Erster erfolgreicher Einsatz von künstlichem Blut

Zum ersten Mal wurde dieses künstliche Blut im Oktober 2003 erfolgreich bei einem Patienten in Schweden eingesetzt. Im Gegensatz zu frischem Blut ist der Ersatzstoff als Pulver jahrelang haltbar. Bei Bedarf wird es aufgelöst und dann dem Patienten injiziert. Das künstliche Blut ist zudem unabhängig von der Blutgruppe. Die Hauptfunktion, also der Transport von Sauerstoff, erfüllt das künstliche Blut sogar besser als das „echte“. Allerdings ist es bislang nur für den akuten Einsatz verwendbar, da es in 48 Stunden die Hälfte seiner Transportkapazität für Sauerstoff verliert. Im Februar 2005 wurde in Schweden die Testphase II erfolgreich abgeschlossen und damit der Weg in die dritte Phase geebnet.

Andere Wissenschaftler haben versucht, komplett künstliches Blut mithilfe von Perfluorcarbon herzustellen. Die Lösung ist milchig, sieht demnach gar nicht wie Blut aus, ist aber in der Lage Sauerstoff zu transportieren. Die Präparate bewährten sich jedoch nicht wie gewünscht und wurden bereits während der Testphase aufgegeben, weil die Risiken für die Patienten zu hoch waren. Neue Ideen waren gefragt.

Tiere als Quelle für Hämoglobin?

Wer einmal im Watt spazieren gegangen ist, kennt die kleinen Häufchen aus Sand, die der Wattwurm hinterlässt, wenn er sich durch den Boden gräbt. Doch wer hätte gedacht, dass diese unscheinbaren Tiere ein neuer Hoffnungsträger für die medizinische Forschung sind? Das aus den Würmern extrahierte Hämoglobin könnte in Zukunft als Ersatz für menschliches Hämoglobin oder für die Aufbewahrung von Organen dienen. Wenn menschliches Hämoglobin ohne den Schutz der Zellen drum herum übertragen wird, zerfällt es in kleinere Bruchstücke, die den Filterapparat der Nieren verstopfen. Das wäre beim Molekül des Wattwurms nicht der Fall, sehen die Forscher die 50fache Größe des Wurmfarbstoffs als Vorteil. Erste Tierversuche verliefen Erfolg versprechend, so dass die Forscher ihre neue Blutquelle in Frankreich zum Patent angemeldet haben. Weitere Versuche stehen aus, um die Verträglichkeit für den Menschen zu testen.

Auch in Deutschland sucht man nach einem Blutersatzstoff. Die Forscher haben bereits künstliches Blut aus roten Blutkörperchen von Schweineblut hergestellt. Der Sauerstoff wird dabei mithilfe so genannter Hyperpolymere transportiert. Das sind Riesenmoleküle, deren Eigenschaften denen des menschlichen Blutes entsprechen. Diese Moleküle werden gegen Sauerstoffmangel eingesetzt. Muss jedoch nach Blutverlust auch noch das Volumen aufgestockt werden, mischen die Forscher so genannte Plasma Expander dazu. Damit wird Blut vollständig ersetzt. „Der industriellen Herstellung von künstlichem Blut steht nun nichts mehr im Wege“, sagen die Wissenschaftler von SanguiBioTech, die eine Test-Produktion bereits abgeschlossen haben. Die Forscher sehen den Einsatz vor allem in der Notfallmedizin, wo er die Unabhängigkeit von Blutspenden sichern würde.

Stand: 20.05.2005