Искусственная кровь — общее название для целого ряда кровезаменителей, призванных выполнить и улучшить функции традиционной донорской крови. Особо интенсивные научно-исследовательские работы в данном направлении, хотя и разными методами, до и особенно после 2000 года начали вести группы учёных из России, Японии, США, Швеции, Германии и других стран.
В настоящее время функции искусственной крови выполняют несколько изобретений, в основе которых лежат следующие элементы:
Кровезаменители на основе красного пигмента крови гемоглобина (кровезаменители на основе гемоглобина, HBBS; английский: переносчик кислорода на основе гемоглобина, HBOC) используют человеческий гемоглобин из истекших запасов крови или из биотехнологического производства, а также чужой («нечеловеческий») гемоглобин (например, от крупного рогатого скота или свиней) в качестве исходных материалов.
Нативный гемоглобин — это белковое соединение, которое состоит из 4 субъединиц (α 2 β 2 — тетрамер), одна из которых α-субъединица стабильно связана с одной β-субъединицей (αβ димер). Вне эритроцитов гемоглобин имеет очень короткий период полураспада. Он нестабилен и быстро распадается на два димера, которые обладают сильным нефротоксическим (повреждающим почки) действием. Гемоглобин имеет S-образную кривую связывания кислорода, причем свойство связывания кислорода в физиологическом диапазоне чувствительно к парциальному давлению кислорода. Помимо прочего, здесь концентрация 2,3-бисфосфоглицерата. (2,3-BPG) играет важную роль, поскольку находится на слишком низком уровне за пределами красных кровяных телец, чтобы обеспечить адекватное снабжение кислородом окружающие ткани. Гемоглобин также проникает через стенки кровеносных сосудов и связывает там оксид азота, сосудорасширяющее вещество. В результате повышается артериальное давление и уменьшается приток крови к тканям, что может принимать нежелательные размеры.
По этим причинам гемоглобин необходимо соответствующим образом модифицировать, прежде чем его можно будет использовать в качестве заменителя донорской крови. Есть разные подходы к этому: