I ricercatori del Boston Childrens Hospital hanno sviluppato un dispositivo in grado di iniettare ossigeno direttamente nel flusso sanguigno attraverso una flebo.
Un dispositivo sperimentale potrebbe somministrare ossigeno per via endovenosa
Di Donavyn Coffey
22 marzo 2022 -- Il corpo umano ha bisogno di molto ossigeno: circa una tazza al minuto, solo per rimanere in vita.
Se non riusciamo a ottenere la quantità necessaria a causa di una lesione o di una malattia, come la COVID-19, il nostro corpo inizia rapidamente a soffrire di carenza di ossigeno. Dopo pochi minuti, i livelli anormalmente bassi di ossigeno nel sangue possono danneggiare il cervello e altri organi, fino a causare la morte.
I medici dispongono di macchinari, come i ventilatori, che possono aiutare le persone che faticano a respirare a ottenere ossigeno a sufficienza, ma presentano inconvenienti e rischi.
Ora, i ricercatori del Boston Childrens Hospital hanno sviluppato un dispositivo in grado di iniettare ossigeno direttamente nel flusso sanguigno attraverso una flebo. Non l'hanno ancora testato sulle persone, ma un nuovo studio descrive la sperimentazione sui topi. Se i ricercatori riuscissero a farlo funzionare per le persone, l'approccio potrebbe prevenire gravi perdite di ossigeno e lesioni polmonari causate dai ventilatori.
Anche se la tecnologia non è ancora pronta per essere testata sulle persone, la prova con i ratti è una buona prova di concetto, afferma John Kheir, medico dell'Unità di Terapia Intensiva Cardiaca dell'Ospedale Pediatrico di Boston, che guida il lavoro sul nuovo dispositivo.
Attualmente, i pazienti che hanno bisogno di respirare ricevono l'ossigeno attraverso una cannula nasale, un ventilatore o, nei casi più gravi, attraverso l'ECMO, una macchina che preleva il sangue della persona per pompare l'anidride carbonica e l'ossigeno prima di reimmetterlo nel corpo.
Sebbene tutti questi approcci salvino la vita, i ventilatori possono danneggiare i polmoni se usati a lungo e l'ECMO ha un alto rischio di infezione. Se i medici potessero immettere l'ossigeno direttamente nel sangue dei pazienti attraverso una flebo, potrebbero ridurre la necessità di altri metodi di somministrazione o renderli più sicuri.
In futuro, Kheir e il suo team sperano che questa tecnologia possa essere un modo per dare ai pazienti l'ossigeno sufficiente a farli sopravvivere. Secondo Kheir, questa tecnologia offre ai pazienti più tempo e li rende più stabili per passare all'ECMO, che può durare da 15 minuti negli ospedali migliori a più di un'ora in altri.
Come funziona: Emulsione di ossigeno
Per preparare l'ossigeno da iniettare nel flusso sanguigno, i ricercatori lo inseriscono nel dispositivo insieme a un fluido contenente fosfolipidi, un tipo di grasso presente nelle membrane cellulari.
Il gas e il fluido si muovono attraverso ugelli di dimensioni decrescenti per creare minuscole nano-bolle di ossigeno con un rivestimento di fosfolipidi, tutte più piccole di un singolo globulo rosso. La nuova emulsione, un fluido pieno di minuscole bolle, viene quindi iniettata nel flusso sanguigno.
Il rivestimento fosfolipidico e le dimensioni minime delle bolle sono fondamentali per somministrare l'ossigeno in modo sicuro.
Non è possibile iniettare direttamente l'ossigeno nel flusso sanguigno perché si formano bolle d'aria che potrebbero ostruire un vaso sanguigno, come accade quando i subacquei si sentono male dopo essere tornati in superficie troppo velocemente, spiega Peyman Benharash, medico, cardiochirurgo e direttore del programma ECMO per adulti dell'UCLA.
Con questo nuovo approccio nanotecnologico, le sfere di ossigeno vengono intrappolate nel grasso e rilasciate lentamente per evitare che si verifichino le curve, spiega Benharash.
Il funzionamento della nuova tecnologia è molto semplice, quindi potrebbe essere scalabile, afferma Benharash.
Meno del 5% degli ospedali dispone di macchine per l'ECMO. Qualcosa di più facile da usare, come questa tecnologia, potrebbe potenzialmente offrire ossigeno salvavita a un maggior numero di persone in luoghi più remoti.
Benché la terapia sia interessante, dice Benharash, non è assolutamente pronta per la prima serata o per l'uso nei pazienti. In seguito, dice, vorrebbe vedere come funziona il dispositivo in animali più grandi e per periodi di tempo più lunghi.
Secondo Kheir, i ricercatori devono continuare a lavorare sul dispositivo per poterlo scalare e fornire almeno 10 volte più ossigeno e renderlo più affidabile.
