Microbolle di aria e destrano: un nuovo modo per salvare delle vite

Una nuova ricerca proveniente da Boston potrebbe rivoluzionare l’assistenza ai pazienti che corrono il rischio di perdere la vita per asfissia.

Quando si è davanti ad un arresto cardiaco il tempo stringe: basta infatti che il cervello resti pochi minuti senza l’ossigeno trasportato dal sangue perché i danni diventino permanenti. Il massaggio cardiaco – eseguito immediatamente dopo l’arresto – permette di sviluppare un flusso artificiale di sangue che quindi può continuare a offrire ossigeno e nutrienti al nostro corpo, in attesa che manovre mediche o chirurgiche più spinte permettano la risoluzione  del problema e di ristabilire un battito autonomo (per questo, se non lo avete già fatto, seguire un corso BLS – magari anche con l’addestramento all’utilizzo del defibrillatore automatico – potrebbe essere un’ottima idea).

Tuttavia la faccenda si complica notevolmente quando l’arresto cardiaco è causato da un problema di asfissia: può essere il caso di un annegamento, di un attacco d’asma, di uno shock anafilattico o di un pezzo di cibo finito in trachea. In questi casi c’è spesso poco da fare, in quanto finché le vie aeree non vengono disostruite o non viene praticata una tracheotomia di emergenza non è possibile ossigenare il paziente. La prognosi è spesso nefasta, in quanto il tempo necessario per l’arrivo dei soccorsi e per eseguire queste operazioni non è compatibile con la vita. Negli Stati Uniti sono più di 100.000 i pazienti che ogni anno sono colpiti da questa condizione, che porta ad una mortalità di circa il 90%.

Il gruppo guidato da Brian D. Polizzotti e John N. Kheir al Boston Children’s Hospital e alla Harvard University (Boston, Massachusetts, USA) ha elaborato un sistema per fornire ai medici qualche minuto extra per ristabilire la pervietà delle vie aeree: una soluzione iniettabile contenente microbolle di aria. Lo studio, pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie International Edition, dimostra come tramite l’iniezione ripetuta di una soluzione contenente microbolle di ossigeno stabilizzate dal destrano può portare a un miglioramento del 100% delle probabilità di sopravvivenza.

I destrani sono polimeri naturali, prodotti da alcuni batteri, formati da varie unità di glucosio che si ripetono più volte formando una struttura ramificata. Si tratta di una molecola biocompatibile che ha già numerosissimi impieghi in medicina, per esempio come trattamento antitrombotico dai microchirurghi oppure per evitare uno shock ipovolemico rimpiazzando il sangue perso in caso di emergenza.

La tecnica usata per preparare queste microbolle è la nanoprecipitazione. Il destrano, normalmente solubile in acqua, è stato opportunamente modificato in modo da renderlo sensibile al pH e parzialmente idrofobo e poi sciolto in un solvente organico, il dimetilsolfossido (DMSO). Alla soluzione in DMSO di destrano è quindi stata aggiunta dell’acqua. A questo punto il destrano modificato, insolubile in acqua ma solubile in DMSO, ha formato delle micelle, cioè delle minuscole sferette all’interno delle quali era contenuta l’acqua, mentre all’esterno era presente il solvente organico. Un processo simile a quello che avviene quando ci laviamo le mani col sapone.

La miscela è quindi omogeneizzata in modo da creare una schiuma, nella quale l’aria si trova intrappolata all’interno di microbolle stabilizzate dal destrano. Questa schiuma viene poi lavata con acqua in modo da completare la precipitazione delle microbolle e rimuovere tutte le tracce di solvente organico.

L’idea di usare microbolle non è nuova, ma tutti i tentativi precedenti portavano a importanti effetti collaterali, principalmente un elevato rischio di embolie polmonari. In questo caso invece una volta iniettate le microbolle spariscono velocemente, permettendo il rilascio di ossigeno senza il rischio di embolie.

I primi risultati su modelli animali hanno già dato risultati straordinari. In particolare, hanno portato ad una riduzione della mortalità a seguito di asfissia del 100%. Ad una serie di topi (anestetizzati) è stato provocato un arresto cardiaco per asfissia e sono stati rianimati per dieci minuti. Successivamente è stato rimosso l’ostacolo e si è fatta ripartire l’ossigenazione. Tutti i topi di controlli sono morti, mentre i topi che durante la rianimazione hanno ricevuto le iniezioni di microbolle sono sopravissuti.

Informazioni su Giuseppe Alonci 81 Articoli
Chimico e appassionato di divulgazione scientifica. Sono un dottorando all'Università di Strasburgo, dove mi occupo di chimica dei materiali applicati alla biomedicina. Scrivo articoli divulgativi per diverse realtà web e gestisco il canale youtube "La Chimica per Tutti".
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