Daugelį metų mokslininkai ir gydytojai bandė rasti būdą, kaip greitai tiekti deguonį pacientams, kai tradicinės deguonies tiekimo priemonės yra sunkios arba neveiksmingos kritiniais širdies ar kvėpavimo sustojimo momentais.
Kartais hipoksemija, kurią sukelia kvėpavimo takų obstrukcija arba plaučių liga, gali būti tokia sunki, kad mažo deguonies kiekio didinimo metodai (įskaitant kvėpavimo vamzdelio įdėjimą) yra neveiksmingi. Pacientui gali sustoti širdis, o tai gali sukelti sunkų organų pažeidimą. Tyrimai parodė, kad net 40 % širdies sustojimų ligoninėje sukelia mažas deguonies kiekis.
Po 15 metų trukusių tyrimų Bostono vaikų kardiologas Johnas Kheiras ir mokslų daktaras Yifeng Pengas mano, kad sukūrė saugų ir veiksmingą deguonies tiekimo metodą tokioms ekstremalioms situacijoms: injekcinis deguonis, patenkantis į kraują greitai tirpstančiomis dujomis. mikroburbulas.
Ikiklinikinių tyrimų metu Kheir ir Peng suleido specialiai sukurtus pH jautrius mikroburbulus, kurie tiekė tikslų deguonies kiekį ir žymiai pagerino išgyvenamumą, užkertant kelią katastrofiniams organų pažeidimams. Jų tyrimas paskelbtas žurnale Gamtos biomedicinos inžinerija.
Jų darbas atveria kelią būsimam klinikiniam tyrimui, ir jie džiaugiasi naujovių pažadu. „Tai atveria duris potencialiai sukurti kontroliuojamą ir nuspėjamą būdą tiekti reikiamą deguonį hipoksemijos, širdies sustojimo ir kitų šoko būsenų metu”, – sako Kheiras.
Ieškoma tinkamos deguonies tiekimo sistemos
Kheiras sako, kad gali atrodyti prieštaringa, kad deguonies šūvis pakeis didžiulę sistemą, kurioje suaugusieji cirkuliuoja apie 200 mililitrų suvartojamo deguonies per minutę. Tačiau jis ir Pengas jau seniai tikėjo, kad jei viena deguonies dozė būtų suleidžiama per injekcinį dujų nešiklį „tinkamu laiku ir į reikiamą vietą“, tai gali turėti įtakos. Jiems tiesiog reikėjo laiko tai įrodyti.
Pirmiausia jie eksperimentavo su lipidais padengtais mikroburbuliukais, tačiau burbuliukai susiliejo kraujyje ir būtų sukūrę mirtiną emboliją, jei nebūtų suleisti tiksliu greičiu. Nesėkmė padėjo jiems suprasti, kad burbulus reikia suprojektuoti taip, kad jie negalėtų susijungti.
Antrasis bandymas buvo sutelktas į tuščiavidures polimerines mikrodaleles, tačiau joms nepavyko tiekti reikšmingo dujų kiekio į cirkuliaciją. Kheiras ir Pengas vėl grįžo prie piešimo lentos.
Sušvirkštas deguonis dirbo bandomojoje grupėje
Jų trečiasis bandymas sujungia geriausius ankstesnių metodų aspektus. Naujasis dujų nešiklis yra mikroburbulas, pagamintas iš kieto polimero apvalkalo, kuris, suaktyvintas kraujo pH, ištirpsta į mažas tirpias molekules, kurios vėliau gali būti pašalintos iš organizmo. Dėl šios sudėties vaistas išlieka stabilus ir leidžia jį suleisti kritinėmis situacijomis, pavyzdžiui, sustojus širdžiai.
Pengas sako, kad jų tyrimas yra pirmasis, kuris parodė, kad deguonies dujų nešiklis gali būti greitai ir saugiai tiekiamas didelėmis dozėmis gyvūnams. Raktas į sėkmę yra tai, kad mikroburbulas turi greitai ištirpti, kitaip jis trukdys kraujotakai.
„Dujų suleidimas į kraują laikomas siaubinga idėja, ir žmonės bijotų to kaip vienintelio sprendimo“, – sako Pengas. „Tačiau tol, kol tas burbulas greitai ištirpsta, iš tikrųjų galite suleisti daug.”
Pengas ir Kheir gavo konkurencinę dotaciją, kad galėtų pradėti gaminti ir išbandyti vaistą, laukiant klinikinio tyrimo. Pirmiausia jie turi sukurti gamybos praktiką, suderintą su Maisto ir vaistų administracijos taisyklėmis. Tačiau po 15 metų bandymų ir klaidų atrodo, kad šiuos veiksmus galima pasiekti per daug trumpesnį laiką.
„Tai įdomu“, – sako Kheiras. „Tai ne tik galimas šios medicininės problemos sprendimas. Tai platformos technologija. Yra daug kitų dujų, kurias galime įpilti, ir yra daug kitų medicininių situacijų, tinkamų koncentruotam dujų tiekimui. mes galime padaryti su tokiais narkotikais, kaip šis, yra daug“.