1

A mikrorészecskék egyetlen lipidrétegből (zsírmolekulákból) állnak, amelyek egy apró oxigéngázzsebet vesznek körül, és folyékony oldatban juttatják be őket. A Science Translational Medicine június 27-i számában megjelent címlapcikkben Dr. John Kheir, a bostoni gyermekkórház kardiológiai osztályának munkatársa és munkatársai arról számolnak be, hogy ezeknek a mikrorészecskéknek az alacsony vér oxigénszintű állatokba történő infúziója a vér oxigéntelítettségét másodperceken belül közel normális szintre állította vissza.

Amikor a légcső teljesen elzáródott – ami a “való világ” veszélyesebb forgatókönyve -, az infúzió 15 percig életben tartotta az állatokat egyetlen légzés nélkül, és csökkentette a szívmegállás és a szervi sérülések előfordulását.

A mikroszemcsés oldatok hordozhatóak, és vészhelyzetben stabilizálhatják a betegeket, időt nyerve a mentősöknek, a sürgősségi klinikusoknak vagy az intenzív osztályon dolgozó klinikusoknak, hogy biztonságosabban helyezzenek el egy légzőcsövet vagy végezzenek más életmentő terápiákat, mondja Kheir.

“Ez egy rövid távú oxigénpótló – egy módja annak, hogy biztonságosan oxigéngázt adjunk be a betegek támogatására a kritikus néhány perc alatt” – mondja. “Végül ezt fecskendőkben lehetne tárolni egy kórház, mentőautó vagy szállítóhelikopter minden kódkocsijában, hogy segítsen stabilizálni a légzési nehézségekkel küzdő betegeket.”

A mikrorészecskéket valószínűleg csak rövid ideig, 15 és 30 perc között adnák be, mert folyadékban szállítják őket, ami túlterhelné a vért, ha hosszabb ideig használnák, mondja Kheir.

Kheir azt is megjegyzi, hogy a részecskék különböznek a vérpótlóktól, amelyek oxigént szállítanak, de nem hasznosak, ha a tüdő nem képes oxigénnel ellátni őket. Ehelyett a mikrorészecskéket olyan helyzetekre tervezték, amikor a tüdő teljesen működésképtelen.

Kheir 2006-ban kezdte vizsgálni az injektálható oxigén ötletét, miután egy kislányt ápolt, aki súlyos agysérülést szenvedett egy súlyos tüdőgyulladás következtében, amely vérzést okozott a tüdejében és súlyosan alacsony oxigénszintet. A csapat minden erőfeszítése ellenére a kislány meghalt, mielőtt szív- és tüdőgépre tudták volna helyezni. Ezen frusztrálódva Kheir egy csapatot hozott létre, hogy más módot keressen az oxigénszállításra.

“A legmeggyőzőbb kísérletek közül néhány a korai volt” – mondja. “Levettük egymás vérét, egy kémcsőben összekevertük a mikrorészecskékkel, és láttuk, ahogy a kék vér a szemünk láttára azonnal vörössé változik.”

Az évek során Kheir és csapata a mikrorészecskék különböző koncentrációit és méreteit tesztelte, hogy optimalizálják hatékonyságukat, és hogy biztonságos legyen az injekció beadása. “Az erőfeszítés valóban multidiszciplináris volt” – mondja Kheir. “Vegyészmérnökökre, részecske-tudósokra és orvosokra volt szükség, hogy a megfelelő keveréket hozzuk létre.”

A tanulmányban ismertetett vizsgálatokban egy szonikátornak nevezett eszközt használtak, amely nagy intenzitású hanghullámokat használ az oxigén és a lipidek összekeveréséhez. A folyamat az oxigéngázt az átlagosan 2-4 mikrométeres (mikroszkóp nélkül nem látható) részecskék belsejébe zárja. Az így kapott oldat, amelynek térfogatának 70 százalékát oxigéngáz teszi ki, hatékonyan keveredett az emberi vérrel.

“A projekt sikerének egyik kulcsa az volt, hogy kis mennyiségű folyadékban koncentrált mennyiségű oxigéngázt tudtunk beadni” – mondja Kheir. “A szuszpenzió a saját vörösvértestjeink oxigéntartalmának három-négyszeresét hordozza.”

Az oxigéngáz intravénás beadásával már az 1900-as évek elején is próbálkoztak, de ezek a kísérletek nem tudták oxigénnel ellátni a vért, és gyakran veszélyes gázembóliákat okoztak.

“Ezt a problémát úgy sikerült megkerülnünk, hogy a gázt kis, deformálható részecskékbe csomagoltuk” – magyarázza Kheir. “Ezek drámaian megnövelik a gázcseréhez szükséges felületet, és képesek átpréselődni a kapillárisokon, ahol a szabad gáz megakadna.”

A tanulmányt a bostoni gyermekkórház Technológiafejlesztési Alapjának három díja, valamint az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának Kheir számára odaítélt alapkutatási díja finanszírozta.