La deficiencia severa de oxígeno eventualmente conduce a un paro cardíaco. Si el contenido de oxígeno de la sangre no se puede restablecer rápidamente, el paciente puede morir en cuestión de minutos. En el diario Angewandte Chemie , Los científicos estadounidenses han introducido microburbujas llenas de aire que podrían usarse como transportador de oxígeno intravenoso para aumentar la tasa de supervivencia de estos pacientes. Porque se disuelven rápidamente en sangre, el riesgo de embolia es mínimo.

Ya sea como resultado de un accidente de natación, un trozo de comida en la tráquea, un ataque de asma, tos ferina o insuficiencia cardíaca:solo en los Estados Unidos, sobre 100, 000 pacientes hospitalizados mueren cada año por un paro cardíaco resultante de la asfixia. Las microburbujas desarrolladas por investigadores que trabajan con Brian D. Polizzotti y John N. Kheir en el Boston Children's Hospital y la Universidad de Harvard (Boston, EE. Massachusetts, EE. UU.) Puede salvar a muchos, porque les dan a los médicos algo de tiempo para remediar la causa de la falta de oxígeno o para realizar una traqueotomía para restablecer el flujo de aire.

La idea de usar microburbujas como una forma de transportar sustancias, como medicamentos o agentes de contraste, no es nuevo. Sin embargo, su inyección intravenosa siempre implicaba un alto riesgo de embolia pulmonar potencialmente mortal porque permanecían en la sangre durante demasiado tiempo. Otros problemas incluyeron baja estabilidad, componentes que no se pueden descomponer, y control deficiente de la morfología y el tamaño.

Las nuevas microburbujas no tienen estos inconvenientes. Su éxito se debe a un método de producción especial que implica la nanoprecipitación de polímeros biocompatibles en la interfaz entre el aire y el líquido. El material de partida es dextrano, un polímero ramificado hecho de unidades de glucosa. Los grupos funcionales, como los ácidos, se unen para dar al polímero propiedades tensioactivas. Cuando el polímero se disuelve en un disolvente orgánico y agua, en el que no es soluble, está agregado, forma micelas. La homogeneización con aire forma una espuma que contiene burbujas de aire rodeadas de micelas. Cuando se agrega más agua, cada vez se juntan más micelas. Estos forman nanoagregados sólidos que forman una capa alrededor de la burbuja de aire.

Cuando estas microburbujas se agregan a la sangre, su valor de pH hace que los grupos ácidos formen grupos COO- cargados. Esto permite que el agua penetre en la cáscara y libere el oxígeno. La repulsión electrostática entre las cargas hace que las carcasas se deshagan y los componentes se disuelvan por completo.

Los investigadores bloquearon las vías respiratorias de los roedores para inducir un paro cardíaco por asfixia. Después de 10 minutos, eliminaron la obstrucción para simular que un médico restablecía las vías respiratorias. Si bien todos los animales del grupo de control murieron, la inyección rápida y repetida de microburbujas durante un paro cardíaco salvó a todos los animales. No hubo signos de embolia. La comparación con otros transportadores de oxígeno también demostró que las microburbujas autodestructivas eran el único método por el cual los roedores podían recibir grandes cantidades de oxígeno. hasta 12 mL sin complicaciones.