Ученые нашли способ вводить кислород в кровь внутривенно

Существует множество заболеваний и травм, включая COVID-19, при которых организм борется за то, чтобы доставить в легкие необходимое для выживания количество кислорода.

В тяжелых случаях пациентов помещают на аппарат искусственной вентиляции легких, но этих аппаратов часто не хватает, и они могут создавать свои собственные проблемы, включая инфекции и повреждения легких.

Возможно, сейчас ученые нашли прорыв, который может существенно повлиять на использование аппаратов искусственной вентиляции легких. 

В дополнение к традиционной механической вентиляции существует еще один метод, называемый экстракорпоральной мембранной оксигенацией (ЭКМО), при котором кровь выводится за пределы организма, чтобы добавить кислород и удалить углекислый газ.

Благодаря новому открытию, кислород теперь можно добавлять напрямую, а кровь пациента может оставаться на месте. При таком состоянии, как рефрактерная гипоксемия, которая может быть вызвана нахождением на аппарате искусственной вентиляции легких, наличие такого подхода может спасти жизнь.

"В случае успеха описанная технология может помочь избежать или снизить частоту связанных с аппаратом искусственной вентиляции легких повреждений, вызванных рефрактерной гипоксемией", - пишут исследователи в своей новой работе.

Новая технология работает путем подачи жидкости, насыщенной кислородом, через серию сопел, которые становятся все меньше и меньше. К моменту завершения процесса пузырьки становятся меньше эритроцитов, а это значит, что их можно вводить непосредственно в кровь, не блокируя кровеносные сосуды.

Перед добавлением в кровь пузырьки покрываются липидной мембраной, которая предотвращает токсичность и не дает пузырькам слипаться. После введения раствора мембрана растворяется, и кислород высвобождается.

В экспериментах с донорской человеческой кровью уровень насыщения крови кислородом можно было поднять с 15 процентов до более чем 95 процентов всего за несколько минут. На живых крысах этот процесс позволил повысить насыщение крови кислородом с 20 до 50 процентов.

"Важно отметить, что эти устройства позволяют нам контролировать дозу доставляемого кислорода и объем вводимой жидкости, что является критическими параметрами при лечении тяжелобольных пациентов", - пишут исследователи.

Исследователи подчеркивают, что пока это "доказательство концепции", и его еще предстоит испытать на людях. Однако, похоже, что они нашли потенциально эффективную формулу с учетом размера пузырьков и используемого покрытия.

Поступление кислорода в организм таким образом - сложная задача, поскольку осложнения могут быстро развиться, если добавить слишком много или слишком мало кислорода, или добавить его неправильным образом. Теперь исследователи хотят проверить свою технологию на более крупных животных, прежде чем переходить к испытаниям на людях.

Несмотря на то, что в своем нынешнем виде устройство не сможет полностью заменить аппараты искусственной вентиляции легких или ЭКМО, есть надежда, что новое устройство сможет лучше подготовить организм к подключению к этим аппаратам или поддерживать работу легких до появления аппарата искусственной вентиляции легких.

"Стоит отметить, что наше устройство потенциально может быть интегрировано в существующие аппараты искусственной вентиляции легких, что позволяет легко интегрировать его в существующие клинические рабочие процессы", - пишут исследователи.

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.