Allvarlig syrebrist leder så småningom till hjärtstillestånd. Om blodets syrehalt inte snabbt kan återställas, patienten kan dö inom några minuter. I journalen Angewandte Chemie , Amerikanska forskare har introducerat luftfyllda mikrobubblor som kan användas som en intravenös syrebärare för att öka överlevnaden för sådana patienter. Eftersom de snabbt löser sig i blod, risken för emboli är minimal.

Oavsett om det beror på en simolycka, en bit mat i luftstrupen, ett astmaanfall, kikhosta, eller hjärtsvikt:Bara i USA, cirka 100, 000 patienter på sjukhus dör varje år av hjärtstillestånd till följd av asfyxi. Mikrobubblorna utvecklade av forskare som arbetar med Brian D. Polizzotti och John N. Kheir vid Boston Children's Hospital och Harvard University (Boston, Massachusetts, USA) kanske kan rädda många, eftersom de ger läkarna lite tid att åtgärda orsaken till syrebristen eller att utföra en trakeotomi för att återupprätta luftflödet.

Tanken på att använda mikrobubblor som ett sätt att bära ämnen, såsom droger eller kontrastmedel, är inte nytt. Dock, deras intravenösa injektion innebar alltid en hög risk för livshotande lungemboli eftersom de förblev i blodet för länge. Andra problem var låg stabilitet, komponenter som inte kunde brytas ner, och dålig kontroll över morfologi och storlek.

De nya mikrobubblorna har inte dessa nackdelar. Deras framgång beror på en speciell produktionsmetod som involverar nanofällning av biokompatibla polymerer i gränsytan mellan luft och vätska. Utgångsmaterialet är dextran, en grenad polymer gjord av glukosenheter. Funktionella grupper såsom syror är fästa för att ge polymeren ytaktiva egenskaper. När polymeren är upplöst i ett organiskt lösningsmedel och vatten, där det inte är lösligt, är adderat, det bildar miceller. Homogenisering med luft bildar ett skum som innehåller luftbubblor omgivna av miceller. När mer vatten tillsätts, fler och fler miceller samlas. Dessa bildar fasta nanoaggregat som bildar ett skal runt luftbubblan.

När dessa mikrobubblor läggs till blod, dess pH-värde gör att syragrupperna bildar laddade COO-grupper. Detta gör att vatten kan penetrera skalet och frigöra syret. Den elektrostatiska avstötningen mellan laddningarna gör att skalen faller isär och komponenterna löses upp helt.

Forskarna blockerade gnagarnas luftvägar för att framkalla asfyxiellt hjärtstopp. Efter 10 minuter, de tog bort blockeringen för att simulera en läkare som återupprättade luftvägarna. Medan alla djuren i kontrollgruppen dog, den snabba och upprepade injektionen av mikrobubblorna under hjärtstillestånd räddade alla djur. Det fanns inga tecken på emboli. Jämförelse med andra syrebärare visade också att de självstörande mikrobubblorna var den enda metoden med vilken gnagarna kunde ta emot stora mängder syre, upp till 12 ml utan komplikationer.