血液是人體的重要組成。血液的缺失有可能造成人體的重大傷害，甚至死亡。在第二次世界大戰(zhàn)中，陣亡將士中50％以上沒有得到及時(shí)的輸血搶救。戰(zhàn)場(chǎng)上不僅沒有充足的血源，而且也沒有保存血液的低溫條件，甚至沒有足夠的時(shí)間來驗(yàn)對(duì)血型。如果能有一種液體，可以隨軍攜帶而不需要低溫，在使用時(shí)不必匹配血型就能直接輸入，并且起到擴(kuò)充血管和輸送氧的功能，這將對(duì)搶救傷員的生命意義重大。于是，在第二次世界大戰(zhàn)后，血液代用品的研究引起了廣泛重視。  

血液代用品還有其它重要應(yīng)用。在和平年代，輸血也是臨床最重要的醫(yī)療手段之一。每年全世界約需要3000萬單位（1500萬升）新鮮血液，但血液常常供不應(yīng)求。在我國一些大中城市，每年幾乎都出現(xiàn)“血荒”現(xiàn)象，一些手術(shù)不得不等待血源解決后才能實(shí)施。另外，血液的保存期短，在嚴(yán)格的低溫條件下最長只能保存一個(gè)月。近年來肝炎和艾滋病等傳染病的流行，使人們對(duì)血液的安全性十分擔(dān)心。目前，很多疾病是通過輸血傳播，特別是艾滋病病毒的感染有5%~10%是通過輸血傳播，其他通過輸血傳播的疾病還有乙型和丙型肝炎、瘧疾和梅毒等。  

人體血液由血漿、紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板組成，成分十分復(fù)雜。要制造出一種溶液完全代替血液是非常困難的，或者說幾乎不可能，但研制一種臨時(shí)替代品，在急需情況下短時(shí)間內(nèi)代替血液中某種組分作用是可行的。上世紀(jì)40年代末和50年代初已出現(xiàn)了用糖類蛋白類物質(zhì)代替血液物質(zhì)的嘗試。如今研究的血液代用品有血漿代用品、血小板代用品和紅細(xì)胞代用品。其中以白蛋白、羥乙基淀粉、葡聚糖等溶液作為血漿代用品已被用于臨床，其作用是維持血液的滲透壓、酸堿平衡及血容量。血小板代用品正處于研究初期。血液在體內(nèi)最重要的是紅細(xì)胞的載氧功能，因此紅細(xì)胞代用品是研究的重點(diǎn)，被稱為血液代用品。  

紅細(xì)胞代用品具有攜帶、釋放氧的功能，保存、運(yùn)輸方便，能免除配血型，避免病毒交叉感染，同時(shí)可成為治療心腦血管缺氧性疾病和輔助治療腫瘤的新藥。目前研制的紅細(xì)胞代用品主要包括全氟碳化合物和修飾血紅蛋白兩大類。全氟碳化合物是一種具有高攜氧能力的人工合成化合物，對(duì)治療呼吸困難綜合征效果顯著，但其釋放氧的速度過快，易造成局部氧積累而其它部分氧缺乏的不平衡供氧，引起組織損傷，另外其存儲(chǔ)不便，在體內(nèi)代謝較慢，存在類似感冒癥狀的副作用，因此其應(yīng)用具有一定局限性。  

血紅蛋白存在于紅細(xì)胞中，由四個(gè)亞基單元構(gòu)成，是負(fù)責(zé)氧氣傳遞的主要蛋白質(zhì)，在紅細(xì)胞蛋白質(zhì)中含量達(dá)90％以上。與紅細(xì)胞不同，血紅蛋白溶液可以用巴斯德消毒、超濾和化學(xué)法等方式滅菌，從而能夠除去引起AIDS、乙型肝炎等的病原微生物。因?yàn)闆]有紅細(xì)胞表面抗原決定簇，無需進(jìn)行交叉驗(yàn)血，省時(shí)，也減少了對(duì)設(shè)備的要求。而且產(chǎn)品可以進(jìn)行真空冷凍干燥，并以干粉的形式長期貯存。  

早在1937年，血紅蛋白已經(jīng)被試驗(yàn)代替血液輸血，但出現(xiàn)了嚴(yán)重的腎毒性，死亡率較高，最終停止試驗(yàn)。后來研究發(fā)現(xiàn)脫離了紅細(xì)胞的血紅蛋白存在以下問題：①失去紅細(xì)胞內(nèi)因子的調(diào)節(jié)，人血紅蛋白氧親和力升高，半飽和時(shí)的氧分壓降低，不能向組織有效供氧；②血紅蛋白結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，四個(gè)亞基單元容易分解，分解后的小分子產(chǎn)物能透過血管內(nèi)皮系統(tǒng)進(jìn)入器官及組織間質(zhì)，引起嚴(yán)重的副作用；③引起平均動(dòng)脈血壓升高，其原因可能是血紅蛋白分子結(jié)合并帶走血管擴(kuò)張劑一氧化氮，使血管收縮、血壓升高；④血紅蛋白失去紅細(xì)胞內(nèi)還原酶系統(tǒng)調(diào)節(jié)，易氧化成高鐵血紅蛋白，失去攜氧能力并產(chǎn)生自由基。因此，血紅蛋白不能直接用作紅細(xì)胞代用品。