Quels sont et comment gonflables fonctionnent-ils?

Un est un coussin gonflable destiné à protéger  les véhicules  occupants de graves dommages à l’intérieur le cas d’une collision. Le coussin gonflable est une partie d’un système de retenue gonflable, souvent appelé un système de retenue à coussin d’air (ACRS) ou d’ un système de retenue supplémentaire du coussin d’air (SRS), à la suite de l’airbag est conçu pour compléter la protection offerte par le siège ceintures. Les ceintures de sécurité sont néanmoins porter voulaient l’occupant bien en place, en particulier dans les impacts des facettes, des impacts arrière et renversements. Lors de la détection d’ une collision, les bagages à air gonfler immédiatement pour amortir l’occupant à découvert avec une énorme coussin rempli de gaz.

Système de coussin d’air typique se compose d’un (contenant un générateur de gonfleur ou de carburant et un coussin d’air), les , une unité de contrôle de diagnostic, une bobine de liaison du volant, et une lampe témoin. Ces éléments sont tous reliés entre eux par un faisceau de câbles et alimentés par la voiture  de la batterie. 

programmes maintiennent un coût de réserve après l’allumage a été mis hors tension ou après que la batterie a été déconnecté. En se fondant sur le mannequin, l’énergie de secours fournissent une durée entre une seconde et dix minutes. Étant donné que des éléments importants pour peuvent rester en sommeil pendant des années de fonctionnement du système, le circuit de coussin d’air joue un intérieur « auto-test » tout au long de chaque démarrage, souvent indiqué par un poids léger sur le tableau de bord qui brille brièvement à chaque démarrage.

Les capteurs de collision sont conçues pour empêcher le coussin d’air de gonflage lorsque l’automobile roule sur une bosse ou un nid de poule ou dans le cas d’une collision secondaire. Le gonfleur correspond à droite dans un module constitué d’un sac en nylon tissé et un capot de support de klaxon en plastique détachable. Le module, à bascule, correspond dans le volant de direction à des fins côté conducteur et au-dessus de la boîte à gants à des fins particulières d’entrée.

En cas de collision frontale égale à frapper une barrière forte à 9 miles par heure (14,48 kilomètres par heure), les capteurs de collision situés dans l’entrée de l’automobile détectent la décélération soudaine et signe navire activation d’ un initiateur (généralement appelé un allumeur ou pétard). Comme une  ampoule douce,  un amorceur comprend un fil métallique mince qui chauffe et pénètre dans la chambre de gaz propulseur. Cela provoque l’agent propulseur chimique solide, principalement de l’ azoture de sodium, étanche contenue dans le dispositif de gonflage pour subir une réaction chimique rapide (généralement connu sous le nom d’ une chaîne pyrotechnique). Cette réponse gérée produit du carburant d’azote innocent qui remplit le sac d’air. Tout au long du déploiement du carburant d’azote de plus en plus soumis à un cours de qui réduit la température et élimine la plupart des résidus de combustion ou de la cendre.

Le carburant de l’azote augmentant gonfle le sac en nylon inférieure à un vingtième (1/20) d’une seconde, le fractionnement ouvrir son capot de module en matière plastique et de gonflage dans l’entrée de l’occupant. Etant donné que les contacts des occupants du sac, le combustible de l’azote est évacué par l’intermédiaire d’ouvertures à l’arrière du sac. Le sac est totalement gonflé à moins d’un dixième (1/10) de seconde et est en quelque sorte dégonflé de trois dixièmes (3/10) de seconde après influence. poudre de talc ou de l’amidon de maïs est utilisé pour aligner le sein de la poche d’air et est lancé à partir du coussin gonflable comme il est ouvert.

passé historique

L’airbag trace son origine à vessies remplies d’air décrites dès 1941 et le premier breveté dans les années 1950. programmes de sac d’air au début

Airbag- Un sac gonflable côté conducteur typique encastrable sur la colonne de volant de direction.  En cas de collision, le capteur de collision émet une étincelle électrique à la boîte de gonfleur, déclenchant une readion chimique qui produit de l'azote gazeux.  Le gaz se dilate, ce qui gonfle le coussin d'air et la protection du conducteur.

Un coussin de sécurité gonflable côté conducteur typique correspond d’une manière ordonnée sur la colonne de volant de direction. En cas de collision, le capteur de collision émet une étincelle électrique à la boîte de gonfleur, déclenchant une readion chimique qui produit du carburant d’azote. Le carburant se dilate, gonfler le coussin gonflable et la défense de la force motrice.

avait été géant et hulking, principalement en utilisant des réservoirs d’air comprimé ou chauffée, le carburant d’azote comprimé (N  ), le fréon ou du dioxyde de carbone (CO  ). Parmi les premiers programmes créés sous – produits dangereux. Un système spécifique pistolet poudre utilisée à la chaleur jusqu’à combustible de fréon, la production de carburant de phosgène (COCl  ) -un carburant particulièrement toxique.

L’un des nombreux premiers brevets pour les bagages d’air du véhicule a été attribué à l’ingénieur industriel John Hetrick le 18 Août 1953. Imaginé par Hetrick après près d’un accident en 1952, la conception appelée pour un réservoir d’air comprimé sous le capot et bagages gonflable sur le volant de direction, au milieu du tableau de bord à bord, et à l’intérieur de la boîte à gants pour protéger les occupants du siège d’entrée, et sur le nouveau du siège d’entrée pour protéger les passagers des sièges arrière. La pression d’une collision propulserait un poids coulissant avant d’expédier l’air dans les bagages. De nombreux inventeurs et chercheurs ont adopté maillot de bain, tout en explorant des conceptions totalement différentes à peine, pour que le chemin technique précis depuis le début des conceptions du système actuel est inconcevable de constater avec certitude.

En 1968, John Pietz, un chimiste pour Talley méthodes de protection, a lancé un propulseur solide en utilisant de l’ azoture de sodium (NaN  ) et un oxyde métallique. Ce fut le primaire de gaz propulseur forte génération de l’ azote, et il a changé rapidement les anciens programmes, plus volumineux. L’ azoture de sodium à l’état solide est toxique si ingéré en doses géantes, cependant dans des buts de l’ automobile est méticuleusement scellé à l’ intérieur d’ un récipient en métal ou en aluminium à travers le système d’airbag.

Pour la raison que des années 1960, les voitures équipées airbag dans les évaluations gérées et sur une utilisation de base régulière ont démontré l’efficacité et la fiabilité. La couverture d’assurance Institut pour Freeway de sécurité a effectué une examiner des autorités fédérales Mortel système de notification des accidents en utilisant les connaissances 1985-1991, et a conclu que les décès de conducteurs en cas de collision frontale ont été abaissées de 28 pc dans des véhicules adaptés avec les bagages à l’air. Basé sur

Préparation de l'agent propulseur, la première étape dans la fabrication du coussin d'air, implique la combinaison d'azoture de sodium et un agent oxydant.  L'agent propulseur est ensuite combiné avec la cartouche d'initiateur métallique et divers filtres pour former l'ensemble de gonfleur.

Préparation de l’agent propulseur, une étape dans la fabrication de coussin gonflable, comprend la combinaison d’azoture de sodium et un agent oxydant. Le propulseur est ensuite mélangé avec la cartouche d’initiateur en acier et de nombreux filtres pour taper la réunion du gonfleur.

une autre étude a effectué en 1989 par General Motors, la combinaison de la ceinture de sécurité abdominale / épaule bagages et de l’air en cas de collision frontale abaissée conducteurs tués par 46 morts passagers pc et d’entrée de 43 pc

En réponse aux considérations de sécurité élevées et une couverture d’assurance stress entreprise des clients, les autorités fédérales ont fait pression sur les producteurs de véhicules pour améliorer leurs options de sécurité. Tout d’abord, Division des règles de transport (DOT) exigent toutes les automobiles, à commencer par mannequin an 1990, a offert aux États-Unis à viser avec un système de retenue passif. (Retenue passive des programmes nécessitant aucune activation par le contiennent des occupants en utilisant des ceintures de sécurité automatiques et / ou en utilisant des bagages de l’air.) Si les producteurs automobiles choisissent un coussin gonflable, alors les règles exigent uniquement un système de côté conducteur jusqu’à ce mannequin année 1994, lorsque l’airbag automobiles -Equipé doivent incarner la sécurité passive sur la facette du passager aussi efficacement. Une loi de 1991 exige le conducteur et les bagages à passagers aériens dans toutes les automobiles de l’année mannequin 1998 et dans les véhicules légers et camionnettes en 1999.

Fournitures non cuits

Comme dit ci-dessus, un système de coussin d’air se compose d’un module d’airbag, les capteurs collision, une unité de contrôle de diagnostic, une bobine de liaison du volant, et une lampe témoin. Chaque cette partie et la suivante ( « Le cours de fabrication de ») traitera du module d’airbag lui-même.

Module de coussin gonflable comprend trois éléments fondamentaux: le coussin gonflable, le gonfleur et le propulseur. L’airbag est cousue d’un tissu en nylon tissé et peut venir dans de nombreux styles et tailles reposant sur les nécessités de la voiture particulière. Le motif matériel d’airbag côté force’s est fabriqué avec une chaleur de protéger le revêtement pour protéger le matériau de caniculaire, particulièrement à la réunion du gonfleur, tout au long du déploiement. poudre de talc ou de l’amidon de maïs peuvent être utilisées pour revêtir le coussin de sécurité gonflable; tant sur le fond empêche le matériau de coller ensemble et le rend plus simple à assembler. Silicone récent et des produits d’airbag enduit d’uréthane ne nécessitent que peu ou pas de chaleur protéger le revêtement, bien que la poudre de talc ou de l’amidon de maïs sera très probablement néanmoins être utilisés comme traitement aider.

La cartouche de gonfleur ou physique est composé de deux embouti  en acier inoxydable  ou en aluminium forgé. Contenue dans la cartouche de gonfleur est une réunion de filtre constitué d’un treillis métallique en acier inoxydable avec des matériaux céramiques pris en sandwich entre les deux. Lorsque le gonfleur est assemblé, la réunion du filtre est entouré par une feuille d’acier pour prendre soin d’un joint d’ étanchéité qui prévient la contamination de l’ agent propulseur.

L’agent propulseur, à l’intérieur du type de granulés de noir, est principalement de l’azide de sodium en mélange avec un oxydant et est souvent situé contenue dans la cartouche de gonflage entre la réunion de filtre et l’initiateur.

Le cours de fabrication Airbag

fabrication de coussin gonflable comprend trois ensembles distincts totalement différents qui se mélangent pour saisir le produit fini terminé, le module de coussin gonflable. Le propulseur doivent être fabriqués, les éléments de gonflage doivent être assemblées, et le coussin gonflable doit être minimiser et cousu. Certains producteurs achètent des éléments déjà, semblable à bagages d’air ou initiateurs, après quoi l’ensemble suffit d’assembler le module d’airbag. La description suivante du cours de fabrication de réunion est pour le module de coussin gonflable côté conducteur. les ensembles de modules de coussin gonflable du côté passager sont produites à peine d’une autre manière.

Propergol

  • 1 Le propulseur est constitué d’azoture de sodium combiné avec un oxydant, une substance qui aide l’azoture de sodium à brûler lorsqu’il est allumé. L’azoture de sodium est acquis auprès des distributeurs extérieur et inspecté pour vérifier qu’il est conforme aux nécessités. Après inspection, il est placé dans un lieu de stockage sécurisé jusqu’à voulu. Sur le même temps, le comburant est acquis auprès des distributeurs à l’extérieur, inspecté et sauvé. Totalement différents producteurs utilisent comburants totalement différents.
  • 2 De stockage, l’azoture de sodium et l’oxydant sont ensuite mélangés sous fastidieusement cours informatisé subtile de la gestion. En raison de la possibilité d’explosions, le traitement de la poudre a lieu dans des bunkers déportées. Au sein des capteurs de sécurité occasion détectent une étincelle, les programmes déluge de rythme excessif asperger des salles entières avec de l’eau. Fabrication se passe dans un certain nombre de petits services redondants afin que si un accident se produit, la fabrication ne va pas être arrêté, diminué uniquement.
  • Trois Après le mélange, la combinaison de gaz propulseur est livré au stockage. Les presses sont ensuite utilisées pour comprimer la combinaison de gaz propulseur dans le type de disque ou d’une pastille.

gonfleur réunion

  • quatre Les éléments de gonflage, par exemple parce que la boîte métallique en acier, le fil rencontre en acier inoxydable filtre maille avec des matériaux céramiques à l’intérieur, et un initiateur (ou allumage) sont acquis auprès des distributeurs à l’extérieur et inspecté. Les éléments sont ensuite assemblés sur une ligne de fabrication extrêmement automatisée.
  • 5 Le sous-ensemble gonfleur est mélangé avec le gaz propulseur et un initiateur de taper la réunion de gonfleur. Le soudage au laser ( en utilisant CO  combustible) est utilisé pour fixer les sous-ensembles de gonfleur d’acier inoxydable, alors que le soudage friction inertielle est utilisé pour fixer les sous-ensembles de gonfleur d’aluminium. Le soudage au laser implique l’ utilisation de faisceaux laser pour souder les ensembles collectivement, alors que le soudage par friction inertielle comprend frottant deux métaux collectivement jusqu’à ce que les surfaces sont transformées en brûlant suffisante pour fixer collectivement.
  • 6 La réunion du gonfleur est ensuite examiné et envoyé au stockage jusqu’à ce voulu.

Airbag

  • 7 Le tissu de l’airbag tissé en nylon est acquis auprès des distributeurs à l’extérieur et inspecter des défauts de matériaux. Le tissu de sac gonflable est mort puis réduisez aux formes correctes et cousu, interne et externe, pour être correctement une partie des 2 côtés. Après que le sac d’air est cousue, il est gonflé et vérifiée pour toutes les imperfections de couture.

réunion restante du module d’airbag

  • huit La réunion du coussin d’air est alors monté à la réunion de gonfleur examiné. Après, le coussin gonflable est plié, et le capot de support de klaxon en plastique de rupture est mis en. Enfin, la réunion du module fini est inspecté et examiné.
  • 9 Les ensembles de modules sont emballés dans des conteneurs pour le fret, après quoi les perspectives expédiés.

différents éléments

  • 10 Les autres éléments du système de capteurs de choc des coussins d’air, l’unité de contrôle de diagnostic, la bobine de liaison du volant, et la lampe-témoin sont mélangés avec le module de coussin à air tout au long de la réunion de la voiture. Tous les éléments sont liés et parler via un faisceau de câblage.

Les parties de sac gonflable sont découpée en nylon tissé, cousues ensemble, et riveté.  Le sac est ensuite plié avec soin afin qu'il adapte à l'intérieur du couvercle du module en plastique.

Les éléments de coussins d’air sont découpée en nylon tissé, cousues ensemble, et riveté. Le sac est ensuite pliée de telle sorte que fastidiously il va correspondre à contenue dans le capot de module en plastique.

Gestion de haute qualité

Le côté standard de gestion de la fabrication d’airbag est, clairement, essentiel à la suite de nombreuses vies dépendent de la fonction de sécurité. Deux zones principales de la place une gestion de haute qualité est importante sont les évaluations pyrotechniques ou gaz propulseur et l’airbag et gonfleur évaluations statiques et dynamiques.

Propergols, avant d’être inséré dans gonfleurs, sont d’abord soumis à des évaluations balistiques de prédire leurs habitudes. Un motif de consultant des gonfleurs sont tirés à partir de la ligne de fabrication et examinés pour un fonctionnement correct par un contrôle de gonflage à pleine échelle, qui mesure le stress créé par le combustible généré dans un grand réservoir 15.84 ou 79.20 gallons (60 ou 300 litres) Temps -versus en millisecondes. Cela donne un signe du potentiel de système de gonfleur pour fournir une quantité de carburant à un prix donné, garantissant l’inflation de l’airbag correct. Les bagages eux-mêmes de l’air sont inspectées pour vérifier les imperfections du tissu et couture après quoi examiné les fuites.

inspections automatiques sont faites à chaque étape du cours de fabrication de la ligne pour déterminer les erreurs. Un producteur d’airbag utilise la radiographie (rayons X) pour vérifier le gonfleur fini vers une configuration de prise enregistrée au sein du PC. Tout gonfleur avec la configuration correcte est rejetée.

La voie à suivre pour Airbag

La longue pour les bagages de l’air semble être extrêmement prometteur en raison de il y a beaucoup de buts totalement différents faisables, à partir de sièges d’avion pour casques de moto. Les bagages d’air plus long terme doit être très économique pour fournir

Détecteurs de choc peuvent être situés dans plusieurs endroits sur le devant de l'automobile.  Ces capteurs sont reliés au module de coussin d'air avec un faisceau de câblage.  Deux autres éléments clés d'un système de coussin d'air sont le module de diagnostic et la lampe témoin.  Le module de diagnostic effectue un test de système chaque fois que la voiture est démarrée, brièvement allumer la lampe témoin monté sur le tableau de bord.

Détecteurs de choc pourraient se trouver dans un certain nombre de points sur l’entrée de la voiture. Ces capteurs sont reliés au module de coussin gonflable avec un faisceau de câblage. Deux principaux éléments d’un système de coussin d’air sont le module de diagnostic et la lampe témoin. Le module de diagnostic effectue une vérification du système à chaque fois est commencé l’automobile, brièvement allumer la lampe témoin monté sur le tableau de bord.

et plus légers; contiendra plus petits, intégrés dans des programmes supplémentaires; et peut utiliser des capteurs améliorés.

Facet impact bagages de l’air sont un autre risque qui pourrait fonctionner comme chauffeur- et les bagages de l’air côté passager. Facet impact bagages de l’air sera très probablement monté dans les panneaux de porte automobile et déployé dans la direction de la fenêtre toute influence pour garder le haut. Le rembourrage en mousse dans la construction de la porte serait même utilisé pour amortir le physique plus élevé dans une influence de facette. Tête et / ou du genou mitres (coussinets d’absorption de puissance) pour améliorer le système de coussin d’air sont à l’étude en plus. bagages de l’air siège arrière sont en cours d’examen en plus cependant la demande des clients est tout simplement pas prévu d’être excessif.

programmes génériques de coussins gonflables après-vente des programmes qui peuvent être mis en sur une voiture déjà construites ne devraient pas actuellement accessibles. Pour la raison que l’efficacité d’un airbag dépend de ses capteurs reconnaissent si un accident est extrême suffisante pour déclencher le déploiement, un système doivent être exactement accordé à la meilleure façon un mannequin automobile particulier se comporte dans un accident. Néanmoins, les entreprises explorent le risque à long terme de fabrication d’un système de coussin gonflable modifié pour la modification.

Gonfleur hybride est actuellement en cours d’examen qui permet l’utilisation d’un mélange de combustible inerte sous pression (argon) et de la chaleur à partir d’un propulseur pour augmenter considérablement la quantité de carburant. Ces programmes auraient un avantage de prix, car beaucoup moins propergol peut être utilisé.

les producteurs de coussin gonflable créent en outre des programmes qui pourraient se débarrasser de l’agent propulseur d’azoture de sodium, qui est toxique dans son type non déployé. Le travail peut être en cours pour améliorer les revêtements qui protègent l’airbag et facilitent son ouverture. En fin de compte les bagages pourrait ne pas vouloir revêtements à tous égards.

Tôt ou tard, des capteurs supplémentaires subtils appelés capteurs « bons » doivent être utilisées pour adapter le déploiement du coussin de sécurité à des situations sûres. Ces capteurs peuvent être utilisés pour détecter les dimensions et le poids de l’occupant, si l’occupant est en cours (en particulier dans le cas des bagages de l’air côté passager le déploiement place pourrait également être inutile s’il n’y a pas de passagers) ou non, et proche de la force motrice à la roue de direction (un conducteur affaissé sur le volant de direction peut être gravement blessé par un déploiement de l’airbag).

Sang artificiel: matériel, utilisation, traitement, composants, procédure

Sang artificiel

Le sang artificiel est un produit conçu pour remplacer les globules rouges. Alors que le vrai sang remplit de nombreuses fonctions différentes, le sang artificiel est conçu dans le seul but de transporter l’oxygène et le dioxyde de carbone dans tout le corps. Selon le type de sang artificiel, il peut être produit de différentes manières en utilisant une production synthétique, une isolation chimique ou une technologie biochimique recombinante. Le développement des premiers substituts de sang remonte au début des années 1600 et la recherche du substitut de sang idéal se poursuit. Divers fabricants ont des produits en cours d’essais cliniques;Cependant, aucun produit sanguin artificiel vraiment sûr et efficace n’est actuellement commercialisé. Il est prévu que lorsqu’un produit à base de sang artificiel sera disponible, ses ventes annuelles dépasseront 7,6 milliards de dollars aux seuls États-Unis.

Contexte

Le sang est un type particulier de tissu conjonctif composé de globules blancs, de globules rouges, de plaquettes et de plasma. Il a une variété de fonctions dans le corps. Le plasma est le matériau extracellulaire composé d’eau, de sels et de diverses protéines qui, avec les plaquettes, favorise la coagulation du sang. Les protéines plasmatiques réagissent avec l’air et se durcissent pour empêcher tout saignement ultérieur. Les globules blancs sont responsables de la défense immunitaire. Ils recherchent des organismes ou des matériaux envahissants et minimisent leurs effets sur le corps.

Les globules rouges dans le sang créent la couleur rouge vif. Deux gouttes de sang contiennent environ un milliard de globules rouges. Ces cellules sont responsables du transport de l’oxygène et du dioxyde de carbone dans tout le corps. Ils sont également responsables du phénomène de « dactylographie ». Sur les membranes de ces cellules se trouvent des protéines que le corps reconnaît comme étant les siennes. Pour cette raison, une personne ne peut utiliser que du sang compatible avec son type. Actuellement, les produits sanguins artificiels ne sont conçus que pour remplacer la fonction des globules rouges. Il serait peut-être même préférable d’appeler les produits en cours de développement, des transporteurs d’oxygène plutôt que du sang artificiel.

L’histoire

Les remplacements de sang sont nécessaires depuis aussi longtemps que les patients saignent à mort à cause d’une blessure grave. Selon le folklore médical, les anciens Incas seraient responsables des premières transfusions de sang enregistrées. Aucun progrès réel n’a été accompli dans le développement d’un substitut du sang avant 1616, lorsque William Harvey a décrit la circulation du sang dans tout le corps. Dans les années à venir, les praticiens de la médecine ont essayé de nombreuses substances comme la bière, l’urine, le lait, les résines végétales et le sang de mouton en remplacement du sang. Ils avaient espéré que changer le sang d’une personne pourrait avoir différents effets bénéfiques, comme soigner des maladies ou même changer une personnalité. Les premières transfusions de sang humain ont été effectuées avec succès en 1667. Malheureusement, cette pratique a été interrompue en raison du décès des patients qui ont reçu des transfusions ultérieures.

Parmi les différents matériaux qui ont été essayés comme substituts du sang au fil des ans, seuls quelques-uns ont rencontré un succès minimal. Le lait était l’un des premiers de ces matériaux. En 1854, on injecta du lait aux patients pour traiter le choléra asiatique. Les médecins croyaient que le lait aidait à régénérer les globules blancs. En fait, un nombre suffisant de patients recevant du lait comme substitut du sang a semblé s’améliorer, ce qui a permis de conclure qu’il s’agissait d’une procédure de remplacement du sang sûre et légitime. Cependant, de nombreux pratiquants sont restés sceptiques et les injections de lait n’ont jamais attiré l’attention. Bientôt, il a été jeté et oublié pour remplacer le sang.

Un autre substitut potentiel était le sel ou les solutions salines. Lors d’expériences sur des grenouilles, les scientifiques ont découvert qu’ils pourraient les maintenir en vie s’ils retiraient tout leur sang et le remplaçaient par une solution saline. Ces résultats étaient toutefois un peu trompeurs, car il a été déterminé par la suite que les grenouilles pourraient survivre pendant une courte période sans aucune circulation sanguine. Après de nombreuses recherches, la solution saline a été développée sous la forme d’une extension de volume plasmatique.

L’hémoglobine et le plasma animal ont également été testés au cours des années 1800. En 1868, des chercheurs ont découvert que des solutions contenant de l’hémoglobine isolée à partir de globules rouges pouvaient être utilisées comme substituts du sang. En 1871, ils ont également examiné l’utilisation du plasma et du sang d’animaux comme substituts du sang humain. Ces deux approches étaient entravées par d’importants problèmes technologiques. Premièrement, les scientifiques ont trouvé difficile d’isoler un grand volume d’hémoglobine. Deuxièmement, les produits d’origine animale contenaient de nombreuses substances toxiques pour l’homme. L’élimination de ces toxines était un défi au XIXe siècle.

Une avancée significative dans le développement du sang artificiel intervient en 1883 avec la création de la solution de Ringer, une solution composée de sels de sodium, de potassium et de calcium. Lors de recherches utilisant une partie du cœur d’une grenouille, des scientifiques ont découvert qu’il était possible de faire battre le cœur en appliquant la solution. Cela a finalement conduit à des conclusions selon lesquelles la solution de Ringer pouvait restaurer la réduction de la pression artérielle provoquée par une perte de volume sanguin. Ce produit a évolué pour devenir un produit humain lorsque du lactate a été ajouté. Bien qu’elle soit encore utilisée aujourd’hui comme extenseur du volume sanguin, la solution de Ringer ne remplace pas l’action des globules rouges, elle n’est donc pas un véritable substitut du sang.

Karl Landsteiner

Karl Landsteiner

Karl Landsteiner, surnommé le père de l’immunologie, était le fils unique de Leopold Landsteiner, journaliste et rédacteur en chef autrichien réputé, et de Fanny Hess Landsteiner. Landsteiner a fait ses études à l’Université de Vienne, où il a obtenu son diplôme de médecine en 1891. Au cours de ses études en médecine, Landsteiner a commencé un travail expérimental en chimie, car il était grandement inspiré par Ernst Ludwig, l’un de ses professeurs. Après avoir obtenu son diplôme de médecine, Landsteiner passa les cinq années suivantes dans le domaine de la recherche avancée en chimie organique pour Emil Fischer, bien que son intérêt principal fût la médecine. En 1886-1897, il a combiné ses intérêts à l’Institut d’hygiène de l’Université de Vienne, où il a effectué des recherches en immunologie et en sérologie. L’immunologie et la sérologie sont ensuite devenues le principal objectif de Landsteiner. Landsteiner était principalement intéressé par le manque de sécurité et d’efficacité des transfusions sanguines. Avant son travail, les transfusions sanguines étaient dangereuses et sous-utilisées car le sang du donneur coagulait fréquemment chez le patient. Landsteiner était intriguée par le fait que, lorsque le sang de différents sujets était mélangé, le sang ne coagulait pas toujours. Il croyait qu’il y avait des similitudes biochimiques intrinsèques et des dissimilarités dans le sang.

En utilisant des échantillons de sang de ses collègues, il a séparé les cellules du sang de son sérum et suspendu les globules rouges dans une solution saline. Il a ensuite mélangé le sérum de chaque individu avec un échantillon de chaque suspension de cellules. La coagulation s’est produite dans certains soins; dans d’autres, il n’y avait pas de coagulation. Landsteiner a déterminé que les êtres humains pouvaient être séparés en groupes sanguins en fonction de la capacité de leurs globules rouges à se coaguler en présence de différents sérums. Il a nommé ses groupes sanguins de classification A, B et O. Un quatrième groupe AB a été découvert l’année suivante. Le résultat de ce travail a été que le patient et le donneur pouvaient être préalablement typés sanguins, faisant de la transfusion sanguine une pratique médicale sûre et courante. Cette découverte a finalement valu à Landsteiner le prix Nobel de 1930 en physiologie ou en médecine.

La recherche sur les transfusions sanguines n’a pas progressé jusqu’à ce que les scientifiques développent une meilleure compréhension du rôle du sang et des problèmes liés à sa fonction dans l’organisme. Pendant la Première Guerre mondiale, une solution de gomme salée contenant de l’acide galactoso-gluconique a été utilisée pour étendre le plasma. Si la concentration, le pH et la température étaient ajustés, ce matériau pourrait être conçu pour correspondre à la viscosité du sang total, permettant ainsi aux médecins d’utiliser moins de plasma. Dans les années 1920, des études ont suggéré que cette solution de gomme avait des effets négatifs sur la santé. Dans les années 1930, l’utilisation de ce matériau avait considérablement diminué. La Seconde Guerre mondiale a ravivé l’intérêt pour la recherche de sang et de substituts du sang. Le plasma provenant d’humains était couramment utilisé pour remplacer le sang et préserver les soldats d’un choc hémorragique. Cela a finalement conduit à la création de banques de sang par la Croix-Rouge américaine en 1947.

En 1966, des expériences sur des souris ont suggéré un nouveau type de substitut du sang, les perfluorochimiques (PFC). Ce sont des polymères à longue chaîne similaires au téflon. Il a été constaté que les souris pouvaient survivre même après avoir été immergées dans le PFC. Cela a donné aux scientifiques l’idée d’utiliser le PFC comme anticoagulant. En 1968, l’idée a été testée sur des rats. Le sang du rat a été complètement retiré et remplacé par une émulsion de PFC. Les animaux ont vécu quelques heures et se sont complètement rétablis après le remplacement de leur sang.

Cependant, le système de banque de sang établi a si bien fonctionné que la recherche sur les substituts du sang a faibli. Il a suscité un regain d’intérêt lorsque les faiblesses du système de banque de sang ont été découvertes lors du conflit au Vietnam. Cela a incité certains chercheurs à rechercher des solutions d’hémoglobine et d’autres transporteurs d’oxygène synthétique. La recherche dans ce domaine a été encore renforcée en 1986 quand on a découvert que le VIH et l’hépatite pouvaient être transmis par transfusion sanguine.

Conception

Le produit sanguin artificiel idéal présente les caractéristiques suivantes. Premièrement, son utilisation doit être sûre et compatible avec le corps humain. Cela signifie que les différents types de sang ne doivent pas importer lorsqu’un sang artificiel est utilisé. Cela signifie également que le sang artificiel peut être traité pour éliminer tous les agents pathogènes tels que les virus et les micro-organismes. Deuxièmement, il doit pouvoir transporter l’oxygène dans tout le corps et le libérer là où il est nécessaire. Troisièmement, il doit être stable. Contrairement aux dons de sang, le sang artificiel peut être conservé pendant plus d’un an ou plus. Cela contraste avec le sang naturel qui ne peut être conservé qu’un mois avant qu’il ne se décompose. Deux produits très différents sont en cours de développement en tant que substituts du sang. Ils diffèrent principalement par la manière dont ils transportent l’oxygène. L’un est basé sur le PFC, tandis que l’autre est un produit à base d’hémoglobine.

Les perfluorocarbures (PFC)

Comme suggéré, les PFC sont des matériaux biologiquement inertes capables de dissoudre environ 50 fois plus d’oxygène que le plasma sanguin. Ils sont relativement peu coûteux à produire et peuvent être débarrassés de tout matériel biologique. Cela élimine la possibilité réelle de propagation d’une maladie infectieuse par transfusion sanguine. Sur le plan technologique, ils doivent surmonter deux obstacles importants avant de pouvoir être utilisés comme sang artificiel.Premièrement, ils ne sont pas solubles dans l’eau, ce qui signifie que pour les faire fonctionner, ils doivent être associés à des émulsifiants, des composés gras appelés lipides capables de suspendre de minuscules particules de composés perfluorés dans le sang. Deuxièmement, ils ont la capacité de transporter beaucoup moins d’oxygène que les produits à base d’hémoglobine. Cela signifie qu’il faut utiliser beaucoup plus de PFC. Un produit de ce type a été approuvé pour utilisation par la FDA (Federal Drug Administration), mais son succès commercial n’a pas été couronné de succès car le montant nécessaire pour fournir un avantage est trop élevé. Des émulsions améliorées de PFC sont en cours de développement mais doivent encore être commercialisées.

Produits à base d’hémoglobine

L’hémoglobine transporte l’oxygène des poumons vers les autres tissus du corps. Le sang artificiel à base d’hémoglobine tire parti de cette fonction naturelle.Contrairement aux produits PFC où la dissolution est le mécanisme clé, l’oxygène se lie de manière covalente à l’hémoglobine. Ces produits d’hémoglobine sont différents du sang total en ce qu’ils ne sont pas contenus dans une membrane, ce qui élimine le problème de la détermination du groupe sanguin. Cependant, l’hémoglobine brute ne peut pas être utilisée car elle se décomposerait en composés toxiques plus petits dans le corps. La stabilité de l’hémoglobine dans une solution pose également des problèmes. Le défi de la création d’un sang artificiel à base d’hémoglobine consiste à modifier la molécule d’hémoglobine afin de résoudre ces problèmes. Diverses stratégies sont utilisées pour stabiliser l’hémoglobine. Cela implique soit chimiquement

Le sang artificiel peut être produit de différentes manières en utilisant la production synthétique, l'isolement chimique ou la technologie biochimique recombinante. Les produits synthétiques à base d'hémoglobine sont produits à partir d'hémoglobine récoltée à partir d'une souche de bactérie E. coli. L'hémoglobine est cultivée dans un réservoir de semences puis fermentée.

Le sang artificiel peut être produit de différentes manières en utilisant la production synthétique, l’isolement chimique ou la technologie biochimique recombinante. Les produits synthétiques à base d’hémoglobine sont produits à partir d’hémoglobine récoltée à partir d’une souche de bactérie E. coli .L’hémoglobine est cultivée dans un réservoir de semences puis fermentée.

la réticulation de molécules ou l’utilisation de la technologie de l’ADN recombinant pour produire des protéines modifiées. Ces hémoglobines modifiées sont stables et solubles dans les solutions. Théoriquement, ces modifications devraient aboutir à des produits plus capables de transporter de l’oxygène que nos propres globules rouges. Le premier de ces produits devrait être disponible d’ici un à deux ans.

Matières premières

Selon le type de sang artificiel fabriqué, différentes matières premières sont utilisées.Les produits à base d’hémoglobine peuvent utiliser de l’hémoglobine isolée ou de l’hémoglobine produite par synthèse.

Pour produire de l’hémoglobine par synthèse, les fabricants utilisent des composés appelés acides aminés. Ce sont des produits chimiques que les plantes et les animaux utilisent pour créer les protéines essentielles à la vie. Il existe 20 acides aminés naturels qui peuvent être utilisés pour produire de l’hémoglobine. Toutes les molécules d’acides aminés partagent certaines caractéristiques chimiques. Ils sont composés d’un groupe amino, d’un groupe carboxyle et d’une chaîne latérale. La nature de la chaîne latérale différencie les différents acides aminés. La synthèse de l’hémoglobine nécessite également un type spécifique de bactérie et tous les matériaux nécessaires à son incubation. Cela comprend l’eau chaude, la mélasse, le glucose, l’acide acétique, les alcools, l’urée et l’ammoniac liquide.

Pour les autres types de produits sanguins artificiels à base d’hémoglobine, l’hémoglobine est isolée du sang humain. Il est généralement obtenu à partir de dons de sang expiré avant son utilisation. Les autres sources d’hémoglobine proviennent du sang animal épuisé. Cette hémoglobine est légèrement différente de l’hémoglobine humaine et doit être modifiée avant d’être utilisée.

La fabrication
Processus

La production de sang artificiel peut être réalisée de différentes manières. Pour les produits à base d’hémoglobine, cela implique l’isolement ou la synthèse de l’hémoglobine, la modification moléculaire puis la reconstitution dans une formule de sang artificiel. Les produits PFC impliquent une réaction de polymérisation. Un procédé de production d’un produit synthétique à base d’hémoglobine est présenté ci-dessous.

Synthèse d’hémoglobine

  • 1 Pour obtenir l’hémoglobine, une souche de bactérie E. coli capable de produire de l’hémoglobine humaine est utilisée. Au cours des trois jours environ, la protéine est récoltée et les bactéries sont détruites. Pour démarrer le processus de fermentation, un échantillon de la culture bactérienne pure est transféré dans un tube à essai contenant tous les nutriments nécessaires à la croissance. Cette inoculation initiale provoque la multiplication des bactéries. Lorsque la population est suffisamment importante, ils sont transférés dans un réservoir de semences.
  • 2 Un réservoir de semences est une grande bouilloire en acier inoxydable qui offre un environnement idéal pour la croissance de bactéries. Il est rempli d’eau tiède, de nourriture et d’une source d’ammoniac, nécessaires à la production d’hémoglobine. D’autres facteurs de croissance tels que les vitamines, les acides aminés et les nutriments mineurs sont également ajoutés. La solution bactérienne à l’intérieur du réservoir de semences est constamment baignée dans de l’air comprimé et mélangée pour la maintenir en mouvement. Une fois le temps écoulé, le contenu du réservoir de semences est pompé vers le réservoir de fermentation.
  • 3 Le réservoir de fermentation est une version plus grande du réservoir de semences. Il contient également un milieu de croissance nécessaire à la croissance et à la production de l’hémoglobine par les bactéries. Étant donné que le contrôle du pH est vital pour une croissance optimale, de l’eau ammoniacale est ajoutée au réservoir si nécessaire. Lorsque suffisamment d’hémoglobine a été produite, le réservoir est vidé afin que l’isolement puisse commencer.
  • 4 L’isolement commence par un séparateur centrifuge qui isole une grande partie de l’hémoglobine. Il peut encore être séparé et purifié par distillation fractionnée. Cette norme

    Une fois fermentée, l'hémoglobine est purifiée puis mélangée à de l'eau et à d'autres électrolytes pour créer du sang artificiel utilisable.

    Une fois fermentée, l’hémoglobine est purifiée puis mélangée à de l’eau et à d’autres électrolytes pour créer du sang artificiel utilisable.

    La méthode de séparation des colonnes est basée sur le principe de l’ébullition d’un liquide pour séparer un ou plusieurs composants et utilise des structures verticales appelées colonnes de fractionnement. À partir de cette colonne, l’hémoglobine est transférée dans un réservoir de traitement final.

Traitement final

  • 5 Ici, il est mélangé avec de l’eau et d’autres électrolytes pour produire le sang artificiel.Le sang artificiel peut ensuite être pasteurisé et placé dans un emballage approprié. La qualité des composés est contrôlée régulièrement tout au long du processus. Les contrôles fréquents effectués sur la culture bactérienne sont particulièrement importants.En outre, diverses propriétés physiques et chimiques du produit fini sont contrôlées, telles que le pH, le point de fusion, la teneur en humidité, etc. Cette méthode de production a permis de produire des lots atteignant 2 000 gallons (2 000 gallons).

L’avenir

Actuellement, plusieurs sociétés travaillent à la production d’un substitut de sang artificiel sûr et efficace. Les différents substituts du sang souffrent tous de certaines limitations. Par exemple, la plupart des produits à base d’hémoglobine ne durent pas plus de 20 à 30 heures dans le corps. Cela se compare à des transfusions de sang total qui dure 34 jours. En outre, ces substituts sanguins ne reproduisent pas la capacité du sang à lutter contre les maladies et la coagulation. Par conséquent, la technologie actuelle du sang artificiel sera limitée aux applications de remplacement du sang à court terme. À l’avenir, il est prévu de trouver de nouveaux matériaux pour transporter l’oxygène dans le corps. En outre, il convient de développer des produits plus durables, ainsi que des produits qui remplissent les autres fonctions du sang.

Où en savoir plus

Livres

Winslow, substituts de globules rouges à base d’hémoglobine R. Johns Hopkins University Press, 1992.

Les périodiques

Fricker, Janet. « Sang artificiel – mauvaise nouvelle pour les vampires? » The Lancet (11 mai 1996).

Maclean Hunter, « La quête du sang: les substituts du sang pourraient atténuer les pénuries chroniques. » Maclean’s (24 août 1998).

Robb, WJ « À la recherche d’un substitut sanguin idéal. » RN (août 1998).

Ross, Philip. « Brassage du sang: Somatogen peut-il mettre son sang artificiel sur le marché? » Forbes (17 novembre 1997).

Winslow, R. « Substituts de sang – Une cible mouvante. » Nature Medicine (1995).

– Perry Romanowski