Science子刊封面：救命的氧微粒

　　因為急性肺衰竭或氣道阻塞而無法呼吸的患者需要另一種途徑讓氧氣快速進入到他們的血液中，以避免心臟驟停和腦損傷。近日由波士頓兒童醫院的研究人員領導的一個研究小組設計出了一種微小的充氣微粒，能夠被直接注入到血流中快速向血液供氧。

　　這種微粒由包繞一個微小氧氣袋的單層脂質(脂肪酸分子)構成，可在液體溶液中傳遞。在6月27日的《科學轉化醫學》(Science Translational Medicine)的封面文章中，來自波斯頓兒童醫院心內科系的John Kheir博士和同事們報告稱將這些微粒注入低血氧水平的動物體內可在數秒內使血氧飽和度恢復到接近正常水平。

　　當氣管被完全阻塞時，注入微粒可使動物在不呼吸的情況下生存15分鐘，降低了心臟驟停和器官損傷的發病率。

　　Kheir說微粒溶液方便攜帶，能夠在緊急情況下穩定患者，為護理人員、急診醫生或重癥監護醫生更安全地放置呼吸管或執行其他挽救生命的治療贏得時間。

　　他說：“這是一個短期氧替代品，一種在關鍵的幾分鐘時間內安全注入氧氣支持患者的途徑。最終，這有可能會被儲存在醫院、救護車或直升飛機的每個急救車(code cart)的注射筒內，幫助穩定呼吸困難的患者。”

　　這些微粒可能只能在短時間即15-30分鐘內給予，因為它們攜帶在液體中，如果更長期間使用會使重血液超負荷，Kheir說。

　　Kheir還指出這些微粒不同于血液替代品，攜帶著氧的血液替代品在肺無法供氧時它們是無用的。而微粒則是設計用于肺臟完全喪失功能的情況下。

　　Kheir 曾照顧過一個因嚴重肺炎引起滲血和嚴重低氧最終發生嚴重腦損傷的小女孩，之后從2006年便開始測試關于可注射氧的想法。盡管醫療團隊盡了全力，這個小女孩還是在他們可以讓她使用人工心肺機之前去世了。Kheir感到很沮喪，他于是組織起一個研究小組尋找提供氧氣的其他途徑。

　　他說：“一些最有說服力的實驗都是初期的。我們抽取了彼此的血液，在試管中與微粒混合，就在我們的眼前觀察到了藍色血液立馬變紅。”

　　多年來，Kheir和他的研究小組測試了各種濃度和大小的微粒以優化它們的效力，確保注射安全。Kheir 說：“這是真正的多學科努力。它將化學工程師、粒子科學家和醫生恰到好處地組合到了一起。”

　　在研究報告中，他們使用了一種稱為超聲治療儀(sonicator)的裝置，利用高強度聲波將氧與脂質混合到一起。這一過程將氧氣保存到了平均大小為2-4微米的微粒里(顯微鏡下可見)。生成的溶液中氧氣占據70%的容積，可有效與人血混合到一起。

　　Kheir說：“該項目成功的關鍵之一就是能夠將集中量的氧氣投入到少量的液體中。懸浮液攜帶的氧量是我們自身紅細胞的3-4倍。”

　　20世紀初人們就試圖靜脈注射氧氣，然而這些常識并沒有成功給血液供氧，往往會造成危險的氣體栓塞。

　　Kheir說：“我們圍繞這一問題進行設計將氣體包裝到小型可變形的粒子中。它們顯著增加了氣體交換面積，能夠透過游離氣體會被阻擋的毛細血管。”