Wstrzykiwanie tlenu w lipidowych kieszonkach

[KopalniaWiedzy.pl 314]

By dostarczyć tlen do krwi osób z ostrą niewydolnością płuc czy niedrożnością dróg oddechowych, naukowcy ze Szpitala Dziecięcego w Bostonie opracowali wypełnione gazem mikrocząstki, które można wstrzyknąć bezpośrednio do krwioobiegu.

Kieszonkę z tlenem otacza pojedyncza warstwa lipidów. Amerykanie ujawniają, że kroplówka z mikrocząstkami, którą podawano królikom z niskim poziomem tlenu we krwi, w ciągu kilku sekund przywracała niemal prawidłową saturację. Przy kompletnie niedrożnej tchawicy infuzja utrzymywała zwierzęta przy życiu aż przez kwadrans, zmniejszając częstość uszkodzenia narządów i zatrzymania krążenia.

Zawiesina mikrocząstek to doskonałe przenośne rozwiązanie. Można w ten sposób ustabilizować pacjenta, dając ekipie karetki czy lekarzom w szpitalu więcej czasu na przeprowadzenie np. tracheotomii.

Dr John Kheir przewiduje, że w przyszłości strzykawki z mikrocząstkami znajdą się na wyposażeniu izb przyjęć, ambulansów i helikopterów transportowych. Mikrocząstki będą zapewne administrowane przez krótki czas, ok. 15-30 min, ponieważ ich zawieszenie w płynnym medium niesie ze sobą ryzyko przeciążenia układu krążenia (przewodnienia).

Kheir rozpoczął badania nad wstrzykiwalnym tlenem w 2006 r., po tym gdy u jednej z jego małych pacjentek z zapaleniem płuc o ciężkim przebiegu doszło do krwawienia do płuc, znacznego obniżenia saturacji krwi tlenem oraz uszkodzenia mózgu. Dziewczynka zmarła, zanim lekarze zdążyli podłączyć ją do płucoserca.

Na samym początku pobieraliśmy sobie krew, mieszaliśmy ją z mikrocząstkami i widzieliśmy, jak na naszych oczach z niebieskiej staje się czerwona. Później, by zoptymalizować działanie i zapewnić chorym bezpieczeństwo, naukowcy eksperymentowali z różnymi stężeniami i wielkościami cząstek.

Jak można przeczytać na łamach czerwcowego Science Translational Medicine, lipidy i tlen miesza się za pomocą sonikatora ultradźwiękowego. Gaz zostaje zamknięty wewnątrz cząstek o średnicy 2-4 mikrometrów.

Jednym z kluczy do sukcesu projektu była możliwość podania skoncentrowanego tlenu w małej ilości cieczy. [...] Znajduje się w niej 3-4-krotnie więcej tlenu niż w naszych własnych erytrocytach.

Nad dożylnym podawaniem tlenu pracowano już we wczesnych latach 90., ale tworzyły się m.in. groźne zatory gazowe. My przezwyciężyliśmy ten problem, pakując gaz do małych, odkształcalnych cząstek. Dramatycznie zwiększają one powierzchnię wymiany gazowej i są w stanie przecisnąć się przez naczynia włosowate, w których wolny gaz by utknął.