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微粒子は、酸素ガスの小さなポケットを囲む脂質（脂肪分子）の単層からなり、液体溶液で供給されます。 Science Translational Medicine 誌の 6 月 27 日号のカバー記事で、ボストン小児病院循環器科の John Kheir 医学博士らは、血中酸素濃度が低い動物にこの微粒子を注入すると、数秒以内に、血中酸素飽和度をほぼ正常なレベルに回復させたと報告しています。

微粒子溶液は携帯可能で、救急隊員、救急臨床医、集中治療医がより安全に呼吸チューブを設置したり、他の救命治療を行うための時間を稼ぎ、緊急事態における患者の安定を図ることができると、Kheir氏は述べています。 「最終的には、病院、救急車、または輸送ヘリコプターのすべてのコードカートに注射器で保管され、呼吸困難な患者を安定させることができます」

微粒子は、より長い時間使用すると血液に負荷をかける液体で運ばれるので、おそらく15～30分の間の短時間しか投与されないだろうとKheir氏は言います。

Kheir 氏はまた、この粒子は、酸素を運ぶが肺が酸素化できないときに役に立たない血液代替物とは異なると指摘している。 その代わり、この微粒子は、肺が完全に機能しなくなった場合のために設計されています。

Kheir氏は、肺に出血し、酸素レベルが著しく低くなった重症肺炎の結果、重度の脳損傷を受けた少女の世話をした後、2006年に注射用酸素のアイデアを調査し始めました。 しかし、人工心肺を装着する前に死亡してしまった。 このことに不満を感じたKheirは、チームを結成し、酸素を供給する別の方法を探しました。

「最も説得力のある実験は、初期のものでした」と彼は言います。 「私たちはお互いの血液を採取し、試験管の中で微粒子と混ぜ合わせ、青い血液がすぐに赤くなるのを目の前で見ました」

長年にわたり、Kheir氏と彼のチームは、微粒子の効果を最適化し、注射しても安全なように、さまざまな濃度とサイズをテストしました。 「この取り組みは、まさに学際的なものでした」とKheir氏は言います。 「化学エンジニア、粒子科学者、医学博士が、ちょうどよい配合になるようにしました」

論文で報告された研究では、高強度の音波を使用して酸素と脂質を一緒に混合するソニケーターという装置を使用しました。 この過程で、平均2〜4マイクロメートルの大きさの粒子（顕微鏡でないと見えない）の中に酸素ガスが閉じ込められます。 その結果、酸素ガスが体積の70パーセントを占める溶液が、人間の血液と効率よく混ざりました。

「プロジェクトの成功の鍵の1つは、少量の液体で濃縮した酸素ガスを投与できることでした」とKheir教授は話します。 「この懸濁液は、私たち自身の赤血球の3～4倍の酸素含有量を運びます」

酸素ガスの静脈内投与は1900年代初頭に試みられましたが、これらの試みは血液を酸素化できず、しばしば危険なガス塞栓を引き起こしました」

ガスを小さく変形できる粒子にパッケージすることによってこの問題を回避しましたと、Kheir 氏は説明します。 「この研究は、ボストン小児病院の技術開発基金からの3つの賞と、Kheir氏への米国国防総省基礎研究賞によって資金提供されました。