以实验血液学和低温生物学等技术途径对冰冻干燥和再水化过程中人红细胞超微结构,尤其是细胞质膜和膜骨架受到的影响进行研究。重点集中于冰冻干燥对质膜脂双层结构、膜相变、变形性、膜脆性以及膜骨架的影响,从而在更深层次对冻干红细胞的损伤规律进行探讨。最终为建立一套行之有效的冰冻干燥保存红细胞体系提供理论依据。冻干红细胞重量大大减轻,便于运输,易于在常温下保存,便于消毒,相对于传统的深低温和4℃低温保存而言具有不可比拟的优势,对保障未来特殊环境下及战时紧急供血,提高我国医学救治水平有重要意义。
冰冻干燥过程中红细胞面临冷冻和干燥的双重伤害。有研究表明小分子糖类能够提高细胞膜的耐干燥性。本实验以此为切入点,采用膜内外渗透压差异和磷脂相变相结合的方法将糖类导入细胞内,然后采用人血白蛋白和大分子物质作为主要保护剂对红细胞进行冻干保存。结果表明红细胞对糖类的吸收效率和细胞外液糖浓度、孵育温度和时间密切相关;红细胞对葡萄糖的吸收效率明显高于海藻糖。小分子糖类可以降低冻干红细胞再水化后的溶血率,而且葡萄糖的保护效果要明显好于海藻糖。尽管葡萄糖可以显著降低红细胞溶血率,并对红细胞膜完整性提供一定保护,但是高浓度葡萄糖可以导致红细胞渗透、氧化和凋亡损伤,而将葡萄糖和寡聚糖联合作为内膜保护剂则可以降低葡萄糖对红细胞的损伤。采用我们目前建立的方法冻干保存的红细胞再水化后溶血率在20%左右,代谢指标和正常红细胞差别不显著,80%的红细胞保持膜完整性。但是红细胞渗透脆性仍然较差,这说明冻干过程仍然对细胞膜超微结构造成严重损伤。