为不能呼吸的患者直接把氧气注入血液,此举已由波士顿儿童医院的科学家发明,源自一篇发表于《科学转化医学》的文章。文章作者解释:当患者患有气道阻塞或急性肺衰竭时,他们迫切需要氧气达到血液,否则他们会遭受脑损伤或心脏骤停。
研究人员设计了一种由微小、充满氧气的微球填充的注射剂,它能够直接进入血液,提供急需的氧气。微球由单层脂质体环成充满氧气的微口袋构成,它们置于溶液中注入患者体内。John Kheir和团队称这种溶液注入患者体内后,血液含氧量能在几秒钟内恢复至正常水平。在动物实验中,文章作者报告说他们通过电子监测实验动物可以不通过呼吸存活15min,大大降低了器官损伤和心脏骤停(心脏完全停止)的发病率。
氧气注射剂可以换得抢救患者的宝贵时间。John Kheir解释微球溶液易于携带,并能方便地用于维持不能呼吸患者的生命,给予急救人员更多时间把患者转移到可以开展更精密抢救措施的安全空间。“这是一个短期的氧气供应替代,一种安全的氧气注入方式以支持患者度过危急的几分钟。”他说道。“总之,这种注射剂应该备在医院的手术用品推车上、救护车上、急救直升机上,以帮助有呼吸困难的患者。”
文章作者说,微球溶液注射不能超过十五至三十分钟,因为它们含有液体,如果超时使用,输入的液体将超过血液的负荷。Kheir强调这些不是血液替代品。血液替代品携氧,但当肺部不能工作时其作用有限而且不能供氧。
这些微球是专门为不能呼吸的人设计的。在2006年曾经护理过一个患严重肺炎的小女孩,因血液含氧量极低而造成严重颅脑损伤后,使Kheir开始了寻找注射氧的想法。小女孩在医疗队能够给她提供心肺呼吸机前死亡。
Kheir说:“最有说服力的实验,有些在早期。我们请试验者提供血液,在试管里与微球混合,在我们眼前看见蓝色血液立即变红。”
几年前团队还致力于如何使微球安全地用于注射。Kheir说:“这真是多学科努力的结果。为使组合物最优涉及到化学工程师、离子科学家和医药师的努力。他们利用一种超声设备产生的高强超声波使脂质体与氧气混合,氧气被包在微小粒子里面,约2~4微米,很小以至于肉眼看不见。他们发现溶液中含70%含氧微球时正好满足人体血液的需要。
Kheir解释说:“项目成功的关键之一就是使定量的氧气如何浓缩在最少体积的溶液里。混悬液含正常红细胞携氧量的三到四倍。”
在二十世纪初的先期研究中,科学家试图静脉输入含有氧气的血液,但是失败了。甚至有时引起致命的气体栓塞。文章作者说道:“我们已经通过把气体压缩成小的、可变形的微球以解决这个问题。他们大大增加了气体交换的表面面积、使之能够挤压通过毛细血管,而游离的气体则会阻塞。”
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