Intraveneuze zuurstofinjectie voor patiënten die niet kunnen ademen

Een injectie die zuurstof rechtstreeks in de bloedbaan levert voor patiënten die niet kunnen ademen is uitgevonden door wetenschappers van het Boston Children's Hospital, volgens een rapport gepubliceerd in Wetenschap Translationele geneeskunde. De auteurs legden dat uit wanneer patiënten lijden aan een geblokkeerde luchtweg of acuut longfalen, hebben ze dringend zuurstof nodig om hun bloed te bereiken, anders hebben ze hersenletsel of lijden aan een hartstilstand.
De onderzoekers ontwierpen een injectie gevuld met kleine, met gas gevulde microdeeltjes die direct in de bloedbaan kan worden toegediend, door hem van de broodnodige zuurstof te voorzien.
De microdeeltjes zijn gemaakt van een enkele laag vetmoleculen die een minuscule zak zuurstof omgeven - ze worden in een vloeibare oplossing geplaatst en bij de patiënten geïnjecteerd.
John Kheir en het team zeggen dat patiënten die met deze oplossing worden geïnjecteerd, binnen enkele seconden bijna normale bloedzuurstofniveaus kunnen terugwinnen.
In dierexperimenten rapporteerden de auteurs dat ze de dieren levend konden piepen zonder te ademen gedurende 15 minuten, waardoor de incidentie van orgaanverwonding en hartstilstand drastisch verminderde (het hart stopt volledig).

De zuurstofinjectie kan de patiënt waardevolle tijd opleveren

John Kheir legde uit dat de oplossingen met microdeeltjes eenvoudig te vervoeren zijn en gemakkelijk kunnen worden gebruikt om mensen die niet kunnen ademen in leven te houden, zodat hulpverleners meer tijd hebben om patiënten naar een veilige plek te brengen waar meer geavanceerde, levensreddende procedures kunnen worden uitgevoerd.
Kheir zei:

"Dit is een zuurstofvervanger voor de korte termijn - een manier om veilig zuurstofgas te injecteren om patiënten te ondersteunen tijdens een kritieke paar minuten," zegt hij. "Uiteindelijk kan dit worden opgeslagen in spuiten op elke codekar in een ziekenhuis, ambulance- of transporthelikopter om patiënten te helpen stabiliseren die moeite hebben met ademhalen."

De auteurs zeggen dat de injecties met microdeeltjesoplossingen niet langer dan vijftien tot dertig minuten kunnen worden gebruikt, omdat ze vloeistof bevatten die het bloed zou overbelasten als het langer zou worden gebruikt.

Dit zijn geen bloedvervangers, benadrukte Kheir. Bloedvervangers dragen zuurstof, maar zijn beperkt bruikbaar als de longen niet werken en ze niet kunnen oxygeneren. Deze microdeeltjes zijn specifiek ontworpen voor mensen die niet kunnen ademen.
Na de zorg voor een jong meisje dat in 2006 ernstige longontsteking had en aan hersenletsel leed vanwege extreem lage bloedzuurstofniveaus, begon Kheir het idee van injecteerbare zuurstof te onderzoeken.
Het kleine meisje stierf voordat het medische team haar op een hart-longmachine kon krijgen.
Kheir zei:

"Enkele van de meest overtuigende experimenten waren de vroege: we trokken elkaars bloed, mengden het in een reageerbuis met de microdeeltjes en zagen hoe blauw bloed onmiddellijk rood kleurde, vlak voor onze ogen."

Het duurde een aantal jaren voordat het team erin slaagde de microdeeltjes veilig te krijgen voor injectie. Kheir zei: "De inspanning was echt multidisciplinair, er waren chemische ingenieurs, deeltjeswetenschappers en artsen nodig om de mix precies goed te krijgen."
Ze gebruikten een sonicator - een apparaat dat geluidsgolven met een hoge intensiteit uitzendt om samen lipiden en zuurstof te mengen. Zuurstofgas raakt vast in kleine deeltjes, ongeveer twee tot vier micrometer groot - te klein om te zien met het blote oog. Ze vonden dat een oplossing waarbij 70% van het volume uit zuurstof bestond, precies goed was voor menselijk bloed.
Kheir verklaarde:

"Een van de sleutels tot het succes van het project was het vermogen om een ??geconcentreerde hoeveelheid zuurstofgas in een kleine hoeveelheid vloeistof toe te dienen, de suspensie draagt ??drie tot vier keer het zuurstofgehalte van onze eigen rode bloedcellen."

In eerdere onderzoeken aan het begin van de twintigste eeuw probeerden wetenschappers bloed te oxygeneren met intraveneuze zuurstof, maar ze faalden. Soms veroorzaakten ze dodelijke gasembolieën.
De auteurs zeiden:

"We hebben dit probleem omzeild door het gas in kleine, vervormbare deeltjes te verpakken, waardoor het oppervlak voor gasuitwisseling dramatisch toeneemt en door capillairen kan dringen waar vrij gas zou vastlopen."

Geschreven door Christian Nordqvist