1

Microparticulele constau dintr-un singur strat de lipide (molecule grase) care înconjoară un mic buzunar de oxigen gazos și sunt administrate într-o soluție lichidă. Într-un articol de copertă din numărul din 27 iunie al revistei Science Translational Medicine, John Kheir, MD, de la Departamentul de Cardiologie al Spitalului de Copii din Boston, și colegii săi raportează că o perfuzie a acestor microparticule la animale cu un nivel scăzut de oxigen în sânge a restabilit saturația oxigenului în sânge la niveluri aproape normale, în câteva secunde.

Când traheea a fost complet blocată – un scenariu mai periculos din „lumea reală” – perfuzia a ținut animalele în viață timp de 15 minute, fără o singură respirație, și a redus incidența stopului cardiac și a leziunilor la nivelul organelor.

Soluțiile de microparticule sunt portabile și ar putea stabiliza pacienții în situații de urgență, câștigând timp pentru paramedici, medici de urgență sau medici de terapie intensivă pentru a plasa mai sigur un tub de respirație sau pentru a efectua alte terapii de salvare a vieții, spune Kheir.

„Acesta este un substitut de oxigen pe termen scurt – o modalitate de a injecta în condiții de siguranță oxigen gazos pentru a susține pacienții pe parcursul a câteva minute critice”, spune el. „În cele din urmă, acest lucru ar putea fi stocat în seringi pe fiecare cărucior de cod într-un spital, ambulanță sau elicopter de transport pentru a ajuta la stabilizarea pacienților care au dificultăți de respirație.”

Microparticulele ar fi probabil administrate doar pentru o perioadă scurtă de timp, între 15 și 30 de minute, deoarece sunt transportate în lichid care ar supraîncărca sângele dacă ar fi folosite pentru perioade mai lungi, spune Kheir.

Kheir notează, de asemenea, că particulele sunt diferite de înlocuitorii de sânge, care transportă oxigen, dar nu sunt utile atunci când plămânii nu sunt capabili să le oxigeneze. În schimb, microparticulele sunt concepute pentru situațiile în care plămânii sunt complet incapacitați.

Kheir a început să investigheze ideea oxigenului injectabil în 2006, după ce a îngrijit o fetiță care a suferit o leziune cerebrală severă ca urmare a unei pneumonii grave care a provocat hemoragii în plămâni și niveluri de oxigen foarte scăzute. În ciuda eforturilor depuse de echipă, fetița a murit înainte de a putea fi conectată la un aparat cardio-pulmonar. Frustrat de acest lucru, Kheir a format o echipă pentru a căuta o altă modalitate de a furniza oxigen.

„Unele dintre cele mai convingătoare experimente au fost cele mai timpurii”, spune el. „Ne-am prelevat unul altuia sângele, l-am amestecat într-o eprubetă cu microparticulele și am văzut cum sângele albastru se înroșește imediat, chiar sub ochii noștri.”

De-a lungul anilor, Kheir și echipa sa au testat diferite concentrații și dimensiuni ale microparticulelor pentru a le optimiza eficiența și pentru a le face sigure pentru injectare. „Efortul a fost cu adevărat multidisciplinar”, spune Kheir. „A fost nevoie de ingineri chimiști, oameni de știință în domeniul particulelor și medici pentru a obține amestecul perfect.”

În studiile raportate în lucrare, ei au folosit un dispozitiv numit sonicator, care folosește unde sonore de mare intensitate pentru a amesteca oxigenul și lipidele. Procesul prinde oxigenul gazos în interiorul unor particule cu dimensiuni medii de 2 până la 4 micrometri (care nu sunt vizibile fără un microscop). Soluția rezultată, în care oxigenul gazos reprezintă 70 la sută din volum, s-a amestecat eficient cu sângele uman.

„Una dintre cheile succesului proiectului a fost capacitatea de a administra o cantitate concentrată de oxigen gazos într-o cantitate mică de lichid”, spune Kheir. „Suspensia transportă un conținut de oxigen de trei până la patru ori mai mare decât cel al propriilor noastre globule roșii.”

Administrarea intravenoasă a oxigenului gazos a fost încercată la începutul anilor 1900, dar aceste încercări nu au reușit să oxigeneze sângele și au provocat deseori embolii gazoase periculoase.

„Am proiectat ocolirea acestei probleme prin ambalarea gazului în particule mici, deformabile”, explică Kheir. „Acestea măresc dramatic suprafața pentru schimbul de gaze și sunt capabile să se strecoare prin capilare, unde gazul liber ar fi rămas blocat.”

Studiul a fost finanțat prin trei premii de la Fondul de dezvoltare tehnologică de la Spitalul de Copii din Boston și un premiu de cercetare de bază al Departamentului de Apărare al SUA pentru Kheir.