中国科学院长春应用化学研究所丁建勋研究员课题组综述了新一代“人工血液”-血红蛋白和氟碳基氧载体，如何为急性失血和器官保存提供更安全、高效的供氧新方案。

01    研究内容简介

氧气输送在维持机体稳态、支持细胞代谢和促进组织修复中具有不可替代的作用。然而，在急性失血性休克、大出血创伤及器官移植保存等情况下，仅依赖常规氧疗（如导管输氧或机械通气）往往无法有效缓解组织缺氧。与此同时，全球血液供应紧张和输血相关风险（如免疫排斥、感染传播及不良反应）进一步凸显了开发创新型氧载体的紧迫性。在这一背景下，基于血红蛋白的氧载体（HBOCs）与基于氟碳的氧载体（FBOCs）成为当前氧疗领域的两大研究前沿。血红蛋白基氧载体（HBOCs）通过分子工程手段对天然血红蛋白进行修饰，HBOCs可模拟红细胞的氧气转运功能，同时克服游离血红蛋白易解离、诱发血管收缩和肾毒性的缺陷。研究者采用聚乙二醇化（PEG-Hb）降低肾清除率并缓解血管活性，利用纳米封装（如HbVs、ZIF-8@Hb）延长循环半衰期，结合抗氧化修饰减少氧化应激，显著提升了其安全性与有效性。在动物模型与临床探索中，HBOCs展现出在急性出血性休克中优先向缺氧组织供氧的潜力，并在器官保存中维持能量代谢，降低缺血再灌注损伤。氟碳基氧载体（FBOCs）依赖氟碳分子的高溶氧能力实现物理性携氧，具有化学稳定、低免疫原性及良好组织渗透性的优势，尤其适用于器官保存与运输。与HBOCs不同，FBOCs在不依赖血红蛋白结合的条件下，能直接提供氧储备，弥补了血液制品短缺的不足。综上所述，HBOCs与FBOCs正逐步构建起无血氧疗的新格局，不仅为急救医学与临床重症管理提供了替代方案，也为再生医学和移植医学拓展了应用边界。随着分子设计与纳米技术的不断进步，这些前沿氧载体有望实现更高的氧传输效率与生物安全性，成为突破输血瓶颈、优化个性化医疗的重要工具。本综述不仅梳理了氧载体在分子机制与材料策略上的最新进展，还强调了其在急救医学与再生医学中的应用前景。未来，这一前沿氧疗技术有望突破传统输血局限，成为拯救生命和保护器官功能的重要武器。

全氟碳化合物基氧载体（FBOCs）是一类基于物理溶解机制的高效氧气运输系统，其核心成分是全氟碳化合物（PFCs），通过碳-氟键的特殊化学惰性和高气体溶解度实现氧气输送。FBOCs的氧气携带能力可达水的20-25倍，且氧气释放仅依赖分压梯度，能在缺氧组织中快速扩散。为克服PFCs的水不溶性和体内稳定性问题，研究者采用了多种优化策略：纳米乳化技术（如使用卵黄磷脂或Pluronic F68作为表面活性剂）将PFCs乳化为200 nm以下的微小液滴，防止血管栓塞；红细胞膜仿生包覆（RBC-PFC）显著提高生物相容性并延长循环半衰期；添加抗氧化剂（如α-生育酚）减少氧化损伤。在急性失血性休克治疗中，FBOCs（如Oxygent）通过快速恢复组织氧合展现出与输血相当的效果；在器官保存领域，PFCs乳化液（如全氟萘烷）与UW保存液联用可显著减少缺血再灌注损伤。尽管FBOCs面临乳滴稳定性、补体激活等挑战，其通过肺快速清除的特性（短链PFCs可经呼吸排出）和可大规模制备的优势，使其成为极具潜力的氧气治疗平台。文献介绍了通过RBC-PFC纳米乳的构建与验证（图6）及FBOCs技术发展时间轴（图1），系统展示了其在缺氧治疗中的转化前景

总结

这篇综述系统评述了氧载体疗法在急性失血性休克和器官保存领域的最新进展。文章深入分析了血红蛋白基氧载体(HBOCs)和全氟碳化合物基氧载体(FBOCs)两类主要氧治疗剂的作用机制、技术优化路径及临床应用价值。HBOCs通过分子修饰和纳米封装技术显著提升了氧运输效率并降低了毒性风险，而FBOCs则凭借独特的物理溶解特性在器官低温保存中展现出独特优势。尽管这些创新技术已取得重要突破，但仍面临安全性、稳定性和临床转化等关键挑战。未来研究应着力于开发更安全的载体系统、探索协同治疗应用，并建立标准化的临床评估体系。氧载体疗法的发展将不仅限于替代输血功能，更有望拓展至精准医疗和器官移植等多个医学前沿领域，为重大疾病的治疗提供全新解决方案。

02  原文信息

Qinqi Wang, Jianxun Ding, et al. Advanced oxygen therapeutics for treatments of acute hemorrhagic shock and organ preservation, Smart Materials in Medicine

03 原文链接

https://doi.org/10.1016/j.smaim.2025.04.001

04 期刊简介

Smart Materials in Medicine（《医用智能材料》）是一本国际化、同行评议、开放获取期刊，致力于发表和分享广义上智能材料及其衍生物、降解产物或代谢物在生物技术和医学领域的应用。

《医用智能材料》是一本跨学科期刊，主要关注以下内容：

 • 用于生物医学的智能材料或响应材料

 • 生物材料在智能医学和再生医学中的应用

期刊发表智能材料及其衍生物、降解产物或代谢物相关的设计、制造、加工、评估和应用文章。文章类型包括研究论文（Research）、综述(Review)和观点文章（Perspective）。

期刊目前已被许多国际数据库所收录，包括CAS (美国化学文摘)、DOAJ、EBSCOhost、Scopus、Embase和Ei Compendex。2024年引用分数（CiteScore）达到14.8分。  

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