Onderzoekers van het Boston Childrens Hospital hebben een apparaat ontwikkeld dat via een infuus zuurstof rechtstreeks in de bloedbaan kan injecteren.
Experimenteel apparaat kan zuurstof geven via infuus
Door Donavyn Coffey
22 maart, 2022 -- Het menselijk lichaam heeft veel zuurstof nodig: ongeveer een kopje per minuut, alleen al om in leven te blijven.
Als we door verwonding of ziekte, zoals COVID-19, niet de hoeveelheid krijgen die we nodig hebben, begint ons lichaam al snel aan zuurstoftekort te lijden. Al na enkele minuten kan een abnormaal laag zuurstofgehalte in het bloed de hersenen en andere organen beschadigen, en zelfs de dood veroorzaken.
Artsen hebben machines zoals beademingsmachines die mensen die moeite hebben met ademen kunnen helpen om voldoende zuurstof te krijgen, maar deze hebben nadelen en risico's.
Onderzoekers van het Boston Childrens Hospital hebben nu een apparaat ontwikkeld dat zuurstof rechtstreeks via een infuus in de bloedbaan kan injecteren. Ze hebben het nog niet getest bij mensen, maar een nieuwe studie beschrijft het testen ervan bij ratten. Als de onderzoekers het uiteindelijk ook bij mensen kunnen gebruiken, zou de aanpak ernstig zuurstofverlies en longletsel door beademing kunnen voorkomen, zeggen ze.
Hoewel de technologie nog lang niet klaar is om bij mensen te worden getest, is de test met de ratten een mooi bewijs van het concept, zegt John Kheir, MD, een arts op de cardiale intensive care afdeling van het Boston Children's Hospital die het werk aan het nieuwe apparaat leidt.
Momenteel krijgen patiënten die hulp nodig hebben bij het ademen zuurstof via een neuscanule, een beademingsmachine of, in de ernstigste gevallen, via ECMO, een machine die het bloed van een patiënt afneemt om er kooldioxide uit te pompen en zuurstof in voordat het weer in het lichaam wordt gebracht.
Hoewel al deze benaderingen levens redden, kunnen beademingsmachines bij langdurig gebruik de longen beschadigen, en ECMO heeft een hoog infectierisico. Als artsen zuurstof rechtstreeks via een infuus in het bloed van een patiënt kunnen toedienen, kan dit de behoefte aan andere manieren om zuurstof toe te dienen verminderen of deze veiliger maken.
In de toekomst hopen Kheir en zijn team dat deze technologie een manier kan zijn om patiënten net genoeg zuurstof te geven om ze op de been te houden. Het geeft patiënten meer tijd en maakt ze stabieler om aan ECMO te gaan, zegt hij, wat 15 minuten kan duren in de beste ziekenhuizen tot meer dan een uur in andere.
Hoe het werkt: Zuurstofemulsie
Om de zuurstof voor te bereiden op injectie in de bloedbaan, stoppen de onderzoekers het in het apparaat samen met een vloeistof die fosfolipiden bevat, een type vet dat in je celmembranen zit.
Het gas en de vloeistof gaan door straalpijpen van afnemende grootte om minuscule nano-belletjes zuurstof met een fosfolipide coating te creëren - allemaal kleiner dan een enkele rode bloedcel. De nieuwe emulsie, een vloeistof vol minuscule belletjes, wordt dan in de bloedstroom geïnjecteerd.
De fosfolipideverpakking en de minuscule grootte van de belletjes zijn van cruciaal belang om de zuurstof veilig toe te dienen.
Je kunt zuurstof niet rechtstreeks in de bloedbaan injecteren omdat er dan een luchtbel ontstaat die een bloedvat kan blokkeren, zoals gebeurt wanneer duikers de zenuwen krijgen nadat ze na het duiken te snel naar de oppervlakte zijn teruggekeerd, zegt Peyman Benharash, MD, een hartchirurg en directeur van het ECMO-programma voor volwassenen aan de UCLA.
Met deze nieuwe nanotechnologische benadering worden de zuurstofbolletjes gevangen in vet en langzaam vrijgelaten om te voorkomen dat de bochten ontstaan, zegt hij.
De manier waarop de nieuwe technologie werkt is heel eenvoudig, dus het zou schaalbaar kunnen zijn, zegt Benharash.
Minder dan 5% van de ziekenhuizen heeft ECMO-machines, zegt hij. Iets eenvoudigers in het gebruik, zoals deze technologie, zou mogelijk levensreddende zuurstof kunnen bieden aan meer mensen op meer afgelegen plaatsen.
Hoewel de therapie interessant is, zegt Benharash, is ze nog lang niet klaar voor prime time of gebruik bij patiënten. Vervolgens, zegt hij, wil hij graag zien hoe het apparaat werkt bij grotere dieren gedurende langere perioden.
Terwijl de onderzoekers aan hun apparaat blijven werken, zegt Kheir, moeten ze het opschalen om ten minste 10 keer meer zuurstof te leveren, en het betrouwbaarder maken.
