1

Mikropartiklerne består af et enkelt lag lipider (fedtmolekyler), der omgiver en lille lomme med iltgas, og de leveres i en flydende opløsning. I en forsideartikel i Science Translational Medicine af 27. juni rapporterer John Kheir, MD, fra afdelingen for kardiologi på Boston Children’s Hospital, og kolleger, at en infusion af disse mikropartikler til dyr med lavt iltindhold i blodet genoprettede blodets iltmætning til næsten normale niveauer inden for få sekunder.

Når luftrøret var fuldstændig blokeret – et farligere “virkeligt” scenario – holdt infusionen dyrene i live i 15 minutter uden et eneste åndedrag og reducerede forekomsten af hjertestop og organskader.

Mikropartikelopløsningerne er bærbare og kan stabilisere patienter i nødsituationer og købe tid til, at paramedicinere, akutlæger eller intensivlæger kan placere en åndedrætsrør eller udføre andre livreddende behandlinger på en mere sikker måde, siger Kheir.

“Dette er en kortsigtet iltsubstitut – en måde at injicere iltgas sikkert for at støtte patienter i et par kritiske minutter,” siger han. “På sigt kunne dette opbevares i sprøjter på hver kodevogn på et hospital, en ambulance eller en transporthelikopter for at hjælpe med at stabilisere patienter, der har svært ved at trække vejret.”

Mikropartiklerne ville sandsynligvis kun blive administreret i kort tid, mellem 15 og 30 minutter, fordi de transporteres i væske, der ville overbelaste blodet, hvis de blev brugt i længere perioder, siger Kheir.

Kheir bemærker også, at partiklerne adskiller sig fra bloderstatninger, som bærer ilt, men som ikke er nyttige, når lungerne ikke er i stand til at ilte dem. I stedet er mikropartiklerne designet til situationer, hvor lungerne er helt ude af stand til at fungere.

Kheir begyndte at undersøge idéen om injicerbar ilt i 2006, efter at han havde taget sig af en lille pige, der fik en alvorlig hjerneskade som følge af en alvorlig lungebetændelse, der forårsagede blødninger i hendes lunger og et meget lavt iltniveau. På trods af teamets bedste indsats døde hun, før de kunne sætte hende på en hjerte-lunge-maskine. Kheir var frustreret over dette og dannede et hold for at finde en anden måde at levere ilt på.

“Nogle af de mest overbevisende eksperimenter var de tidlige eksperimenter”, siger han. “Vi tog hinandens blod, blandede det i et reagensglas med mikropartiklerne og så, hvordan blåt blod straks blev rødt, lige foran vores øjne.”

I årenes løb har Kheir og hans team afprøvet forskellige koncentrationer og størrelser af mikropartiklerne for at optimere deres effektivitet og gøre dem sikre til injektion. “Indsatsen var virkelig tværfaglig”, siger Kheir. “Det krævede kemiingeniører, partikelforskere og læger for at få den helt rigtige blanding.”

I de undersøgelser, der rapporteres i artiklen, brugte de et apparat kaldet en sonicator, som bruger højintense lydbølger til at blande ilt og lipider sammen. Processen fanger iltgas inde i partikler på gennemsnitligt 2 til 4 mikrometer i størrelse (ikke synlige uden et mikroskop). Den resulterende opløsning, hvor iltgas udgør 70 procent af volumenet, blandes effektivt med menneskeblod.

“En af nøglerne til projektets succes var evnen til at administrere en koncentreret mængde iltgas i en lille mængde væske”, siger Kheir. “Suspensionen indeholder tre til fire gange så meget ilt som vores egne røde blodlegemer.”

Intravenøs administration af iltgas blev forsøgt i begyndelsen af 1900-tallet, men disse forsøg lykkedes ikke med at ilte blodet og forårsagede ofte farlige gasembolier.

“Vi har omgået dette problem ved at pakke gassen ind i små, deformerbare partikler,” forklarer Kheir. “De øger overfladen for gasudveksling dramatisk og er i stand til at klemme sig gennem kapillærer, hvor fri gas ville sidde fast.”

Undersøgelsen blev finansieret af tre priser fra Technology Development Fund at Boston Children’s Hospital Boston og en Basic Research Award til Kheir fra det amerikanske forsvarsministerium.