ボストン小児病院の研究者が、静脈注射で直接血流に酸素を注入できる装置を開発した。
静脈注射で酸素を供給する実験的装置
By Donavyn Coffey
March 22, 2022 -- 人間の身体は、生きているだけで1分間にコップ1杯分もの大量の酸素を必要とする。
COVID-19のような怪我や病気で必要な量を摂取できない場合、私たちの体はすぐに酸素欠乏症に苦しみ始めます。わずか数分で、血液中の酸素濃度が異常に低くなると、脳や他の臓器にダメージを与え、死に至ることもあるのです。
医師は、呼吸困難な人に十分な酸素を供給するための人工呼吸器などの機械を持っていますが、これには欠点とリスクがあります。
そこで、ボストン小児病院の研究者たちは、静脈注射で血液中に直接酸素を注入できる装置を開発した。まだ人間には試していないが、新しい研究では、ラットでテストしていることが説明されている。研究者らは、この装置がいずれ人間にも使えるようになれば、人工呼吸器による深刻な酸素欠乏や肺の損傷を防ぐことができるだろう、と語っている。
この技術は人間で試すには程遠いが、ネズミを使ったテストランはコンセプトの良い証明になると、新しい装置の研究をリードしているボストン小児病院の心臓集中治療室の医師、John Kheir, MDは言う。
現在、呼吸を助ける必要のある患者は、鼻カニューレ、人工呼吸器、あるいは最も深刻なケースでは、ECMO（人の血液を取り出して二酸化炭素を排出し、酸素を送り込んでから体内に戻す機械）によって酸素を得ています。
これらの方法はいずれも命を救うものですが、人工呼吸器は長時間使用すると肺を痛め、ECMOは感染の危険性が高いのです。もし、医師が点滴で患者の血液に直接酸素を入れることができれば、他の酸素投与方法の必要性を減らしたり、より安全な方法をとることができる可能性があるのだ。
将来的には、この技術によって患者に必要なだけの酸素を供給できるようになればと、Kheir氏と彼の研究チームは考えている。この技術によって、ECMOを行うための時間が増え、患者をより安定させることができるようになるという。
その仕組みは？酸素エマルジョン
血流に注入する酸素を準備するため、研究者らは、細胞膜に含まれる脂肪の一種であるリン脂質を含む液体と一緒に酸素を装置に入れる。
気体と液体は、徐々に小さくなるノズルを通過し、リン脂質でコーティングされた酸素の小さなナノバブルを作る。そして、この小さな気泡で満たされた新しいエマルジョンが、血流に注入される。
酸素を安全に注入するには、リン脂質のパッケージングと気泡の小ささが重要なのだ。
心臓外科医でUCLAの成人ECMOプログラムのディレクターであるPeyman Benharash医学博士は言う、「酸素を直接血流に注入することはできない、それは気泡を作り血管を塞いでしまうからである。
この新しいナノテクノロジーのアプローチでは、酸素の玉を脂肪に閉じ込め、ゆっくりと放出させることで、曲がった状態を防ぐことができるという。
ベンハラシュによれば、この新技術は非常に簡単であり、そのため拡張性があるとのことである。
ECMOを導入している病院は全体の5％にも満たないという。この技術のように簡単に使えるものであれば、より遠隔地の、より多くの人々に救命酸素を提供できる可能性があるのです。
ベンハーラッシュは、この治療法は面白いけれども、まだ本格的に患者に使用する段階ではないと言う。次に、より大きな動物で、より長い時間、この装置がどのように機能するかを見てみたいという。
研究者たちは、この装置の研究を続けながら、少なくとも10倍以上の酸素を供給できるように規模を拡大し、より信頼性の高いものにする必要があるとKheirは言う。
