Некоторые заболевания, включая Covid-19, способны вызывать повреждение легочной ткани и снижение уровня кислорода в крови, и в определенных ситуациях традиционные методы кислородотерапии оказываются малоэффективными. Теперь врачи располагают новой возможностью обеспечения пациента кислородом – посредством введения микроскопических пузырьков, которые будут непосредственно поступать в кровоток.
При дефиците кислорода в крови у пациентов медицинские работники располагают двумя вариантами действий. Первый из них — подключение к аппарату искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Искусственная вентиляция легких может осуществляться с использованием специальной маски (неинвазивная ИВЛ) или путем введения в трахею интубационной трубки, через которую под давлением подается воздушно-газовая смесь. Применение ИВЛ сопряжено с такими рисками, как повышенная вероятность развития пневмонии и потенциальные повреждения легких, вызванные давлением воздуха.
Второй способ — экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО). В данном случае кровь извлекается из кровотока, проходит очистку и насыщается кислородом в специальном аппарате, а затем возвращается в организм пациента. Для поддержания необходимого объема крови в аппарате потребуется использование донорской крови. Основные недостатки ЭКМО — это непрерывное антикоагулянтов для предотвращения сворачивания крови внутри аппарата, возможная аллергическая реакция на донорскую кровь и высокая стоимость процедуры (необходимы дорогостоящее оборудование и высококвалифицированный персонал).
Врачам теперь доступен еще один метод увеличения концентрации кислорода в крови – непосредственное поступление кислорода в кровоток. Для этого была разработана смесь, включающая газообразный кислород и жидкость, содержащую фосфолипиды — насыщенные жиры, присутствующие в составе клеточных мембран. Фосфолипиды обладают способностью формировать пузырьки. Поэтому, когда смесь пропускали через ряд сопел с постепенно уменьшающимся диаметром, в результате получались микроскопические сферы, заключенные в оболочку из фосфолипидов и содержащие кислород внутри.
Самым важным было то, что диаметр каждого пузырька уступал диаметру эритроцита — эритроцита, выполняющего функцию транспортировки кислорода. Фосфолипидная мембрана не позволяла пузырькам объединяться, формируя крупные образования, а небольшой размер исключал возможность закупорки сосудов (что, к примеру, происходит при декомпрессионной болезни). Попав в кровь, кислород, заключенный в жировой оболочке, будет постепенно диффундировать в окружающую плазму, насыщая ткани организма.
В ходе экспериментов, проведенных с использованием животных и донорской крови человека, было установлено, что применение новой технологии приводит к заметному увеличению уровня кислорода в крови. Однако, исследование пока находится на начальном этапе проверки полученных данных, и прежде чем технология будет внедрена в медицинские учреждения, потребуется несколько лет.
В то время как ученые готовятся протестировать новую методику на крупных животных, это позволит получить больше информации и улучшить ее результативность.
Результаты исследования опубликованы в PNAS.