Godinama, istraživači i kliničari pokušavaju da pronađu način da brzo isporuče kiseonik pacijentima kada su tradicionalni načini oksigenacije teški ili neefikasni tokom kritičnih trenutaka srčanog ili respiratornog zastoja.
Ponekad hipoksemija uzrokovana opstrukcijom disajnih puteva ili plućnom bolešću može biti toliko ozbiljna da su metode za povećanje niskog nivoa kiseonika (uključujući postavljanje cevi za disanje) neefikasne. Pacijent može imati srčani zastoj, što može dovesti do ozbiljnog oštećenja organa. Istraživanja su pokazala da je čak 40% srčanih zastoja u bolnici izazvano niskim nivoom kiseonika.
Nakon 15 godina istraživanja, dečji kardiolog iz Bostona John Kheir, MD, i istraživač Iifeng Peng, dr, veruju da su razvili bezbednu i efikasnu metodu isporuke kiseonika za te hitne slučajeve: kiseonik koji se ubrizgava u krvotok prenosi gas koji se brzo rastvara. mikromehurića.
U pretkliničkom testiranju, Kheir i Peng su ubrizgali posebno dizajnirane mikromehuriće osetljive na pH koji su isporučivali precizne količine kiseonika i značajno poboljšali preživljavanje sprečavajući katastrofalna oštećenja organa. Njihova studija objavljena je u časopisu Nature Biomedical Engineering.
Njihov rad utire put za buduća klinička ispitivanja i uzbuđeni su zbog obećanja inovacije. „Ovo otvara vrata za potencijalno stvaranje kontrolisanog i predvidljivog načina obezbeđivanja neophodnog kiseonika tokom hipoksemije, srčanog zastoja i drugih stanja šoka“, kaže Kheir.
Može izgledati kontraintuitivno, kaže Kheir, da bi doza kiseonika napravila razliku u ogromnom sistemu koji cirkuliše, kod odraslih, oko 200 mililitara potrošenog kiseonika u minuti. Ali on i Peng su dugo verovali da ako se jedna doza kiseonika da kroz injekcioni nosač gasa „u pravo vreme i na pravo mesto“, to može da napravi razliku. Samo im je trebalo vremena da to dokažu.
Prvo su eksperimentisali sa mikromehurićima obloženim lipidima, ali su se mehurići spojili u krvotoku i stvorili bi smrtonosnu emboliju da nisu ubrizgani preciznom brzinom. Neuspeh im je pomogao da prepoznaju da mehurići moraju biti dizajnirani na način koji ih sprečava da se spajaju.
Drugi pokušaj se fokusirao na polimerne mikročestice sa šupljim jezgrom, ali one nisu uspele da isporuče značajnu količinu gasa u cirkulaciju. Kheir i Peng su se ponovo vratili na tablu za crtanje.
Njihov treći pokušaj kombinuje najbolje aspekte prethodnih pristupa. Novi nosač gasa je mikromehur koji je napravljen od čvrste polimerne ljuske koja se, nakon što je aktivira pH krvi, rastvara u sitne rastvorljive molekule koji se zatim mogu izlučiti iz tela. Ta šminka drži lek stabilnim u skladištu i omogućava mu da se ubrizga tokom kritičnih situacija kao što je srčani zastoj.
Njihovo istraživanje je prvo bilo gde koje je pokazalo da se gasni nosač kiseonika može brzo i bezbedno isporučiti životinjama u velikoj dozi, kaže Peng. Ključ uspeha je da se mikromehur mora brzo rastvoriti, inače će izazvati opstrukciju krvotoka.
„Ubrizgavanje gasa u krvotok smatra se užasnom idejom i ljudi bi se toga plašili kao samostalnog rešenja“, kaže Peng. „Ali sve dok se taj mehur brzo rastvara, možete zapravo puno ubrizgati.“
Peng i Kheir su dobili konkurentski grant za početak proizvodnje i testiranja leka u iščekivanju kliničkog ispitivanja. Prvo treba da stvore proizvodne prakse usklađene sa propisima Uprave za hranu i lekove. Ali nakon 15 godina pokušaja i grešaka, čini se da se ti koraci mogu postići za mnogo kraće vreme.
„To je uzbudljivo“, kaže Kheir. „To nije samo potencijalno rešenje za ovo medicinsko pitanje. To je platformska tehnologija. Postoji mnogo drugih gasova koje možemo da ubacimo i postoji mnogo drugih medicinskih situacija pogodnih za fokusiranu količinu gasa. Mogućnosti koje možemo da uradimo sa ovakvim lekom su brojni.“
