Un’iniezione che fornisce ossigeno direttamente nel flusso sanguigno per i pazienti che non riescono a respirare è stata inventata dagli scienziati del Boston Children’s Hospital, secondo un rapporto pubblicato su Science Translational Medicine. Gli autori hanno spiegato che quando i pazienti soffrono di ostruzione delle vie aeree o insufficienza polmonare acuta, hanno urgentemente bisogno di ossigeno per raggiungere il loro sangue, altrimenti hanno una lesione cerebrale o soffre di arresto cardiaco.
I ricercatori hanno progettato un’iniezione riempita con minuscole microparticelle riempite di gas che possono essere somministrate direttamente nel flusso sanguigno, fornendole l’ossigeno necessario.
Le microparticelle sono costituite da un singolo strato di molecole di grasso che circondano una minuscola tasca di ossigeno – sono collocate in una soluzione liquida e iniettate nei pazienti.
John Kheir e il team dicono che i pazienti a cui viene iniettata questa soluzione, possono riguadagnare livelli di ossigeno nel sangue quasi normali in pochi secondi.
Negli esperimenti sugli animali, gli autori hanno riferito che potevano emettere segnali acustici sugli animali vivi senza respirare per 15 minuti, riducendo drasticamente l’incidenza di lesioni organiche e arresto cardiaco (il cuore si ferma completamente).
L’iniezione di ossigeno può acquisire tempo prezioso per il paziente
John Kheir ha spiegato che le soluzioni di microparticelle sono facili da portare in giro e potrebbero essere convenientemente utilizzate per mantenere in vita persone che non riescono a respirare, dando al personale di emergenza più tempo per portare i pazienti in un luogo sicuro dove possono essere eseguite procedure di salvataggio più sofisticate.
Kheir ha detto:
“Questo è un sostituto dell’ossigeno a breve termine – un modo per iniettare gas di ossigeno in modo sicuro per supportare i pazienti durante alcuni minuti critici”, dice. “Alla fine, questo potrebbe essere conservato in siringhe su ogni carrello di codice in un ospedale, ambulanza o elicottero da trasporto per aiutare a stabilizzare i pazienti che hanno difficoltà a respirare”.
Gli autori sostengono che le iniezioni di soluzione di microparticelle non possono essere utilizzate per più di quindici-trenta minuti, perché contengono un fluido che sovraccaricherebbe il sangue se usato più a lungo.
Questi non sono sostituti del sangue, Kheir ha sottolineato. I sostituti del sangue trasportano ossigeno, ma sono di uso limitato quando i polmoni non funzionano e non possono ossigenarli. Queste microparticelle sono progettate specificamente per le persone che non riescono a respirare.
Dopo essersi presa cura di una ragazza che nel 2006 aveva avuto una grave polmonite e aveva sofferto gravi danni cerebrali a causa dei livelli estremamente bassi di ossigeno nel sangue, Kheir iniziò a studiare l’idea dell’ossigeno iniettabile.
La bambina è morta prima che l’equipe medica potesse prenderla su una macchina cuore-polmone.
Kheir ha detto:
“Alcuni degli esperimenti più convincenti sono stati i primi: abbiamo disegnato il sangue a vicenda, l’abbiamo mescolato in una provetta con le microparticelle e abbiamo visto il sangue blu diventare immediatamente rosso, proprio davanti ai nostri occhi”.
Sono passati diversi anni prima che il team riuscisse a ottenere le microparticelle sicure per l’iniezione. Kheir ha dichiarato: “Lo sforzo è stato veramente multidisciplinare: ci sono voluti ingegneri chimici, scienziati delle particelle e medici per ottenere il mix giusto.”
Hanno usato un sonicatore, un dispositivo che emette onde sonore ad alta intensità per mescolare insieme i lipidi e l’ossigeno. Il gas di ossigeno viene intrappolato all’interno di minuscole particelle, di dimensioni comprese tra due e quattro micrometri: troppo piccole per essere visibili ad occhio nudo. Hanno scoperto che una soluzione in cui il 70% del volume era costituito da ossigeno era giusto per il sangue umano.
Kheir ha spiegato:
“Una delle chiavi del successo del progetto è stata la capacità di somministrare una quantità concentrata di ossigeno in una piccola quantità di liquido.La sospensione trasporta da tre a quattro volte il contenuto di ossigeno dei nostri globuli rossi.”
In precedenti studi nei primi anni del 1900, gli scienziati hanno tentato di ossigenare il sangue con l’ossigeno per via endovenosa, ma hanno fallito. A volte hanno causato embolie gassose fatali.
Gli autori hanno detto:
“Abbiamo progettato questo problema confezionando il gas in particelle piccole e deformabili, aumentando drasticamente la superficie per lo scambio di gas e riuscendo a spremere attraverso i capillari dove il gas libero si bloccherebbe”.
Scritto da Christian Nordqvist
