Une carence sévère en oxygène conduit finalement à un arrêt cardiaque. Si la teneur en oxygène du sang ne peut pas être rétablie rapidement, le patient peut mourir en quelques minutes. Dans la revue Angewandte Chemie , Des scientifiques américains ont introduit des microbulles remplies d'air qui pourraient être utilisées comme transporteur d'oxygène par voie intraveineuse pour augmenter le taux de survie de ces patients. Parce qu'ils se dissolvent rapidement dans le sang, le risque d'embolie est minime.

Qu'il s'agisse d'un accident de baignade, un morceau de nourriture dans la trachée, une crise d'asthme, coqueluche, ou insuffisance cardiaque :Aux États-Unis seulement, environ 100, 000 patients hospitalisés meurent chaque année d'un arrêt cardiaque résultant d'une asphyxie. Les microbulles développées par des chercheurs travaillant avec Brian D. Polizotti et John N. Kheir au Boston Children's Hospital et à l'Université Harvard (Boston, Massachusetts, USA) peut être en mesure d'en sauver beaucoup, car ils donnent aux médecins le temps de remédier à la cause de la privation d'oxygène ou d'effectuer une trachéotomie pour rétablir le flux d'air.

L'idée d'utiliser des microbulles comme moyen de transporter des substances, tels que médicaments ou produits de contraste, n'est pas nouveau. Cependant, leur injection intraveineuse comportait toujours un risque élevé d'embolie pulmonaire potentiellement mortelle car ils restaient trop longtemps dans le sang. D'autres problèmes comprenaient une faible stabilité, composants qui ne pouvaient pas être décomposés, et un mauvais contrôle de la morphologie et de la taille.

Les nouvelles microbulles ne présentent pas ces inconvénients. Leur succès est dû à une méthode de production particulière impliquant la nanoprécipitation de polymères biocompatibles à l'interface entre l'air et le liquide. Le matériau de départ est le dextrane, un polymère ramifié fait d'unités de glucose. Des groupes fonctionnels tels que des acides sont liés pour conférer au polymère des propriétés tensioactives. Lorsque le polymère est dissous dans un solvant organique et de l'eau, dans lequel il n'est pas soluble, est ajouté, il forme des micelles. L'homogénéisation avec l'air forme une mousse contenant des bulles d'air entourées de micelles. Lorsque plus d'eau est ajoutée, de plus en plus de micelles se rassemblent. Ceux-ci forment des nanoagrégats solides qui forment une coque autour de la bulle d'air.

Lorsque ces microbulles sont ajoutées au sang, sa valeur de pH fait que les groupes acides forment des groupes COO chargés. Cela permet à l'eau de pénétrer dans la coquille et de libérer l'oxygène. La répulsion électrostatique entre les charges provoque la désintégration des coques et la dissolution complète des composants.

Les chercheurs ont bloqué les voies respiratoires des rongeurs pour provoquer un arrêt cardiaque par asphyxie. Après 10 minutes, ils ont enlevé le blocage pour simuler un médecin rétablissant les voies respiratoires. Alors que tous les animaux du groupe témoin sont morts, l'injection rapide et répétée des microbulles lors d'un arrêt cardiaque a sauvé tous les animaux. Il n'y avait aucun signe d'embolie. La comparaison avec d'autres transporteurs d'oxygène a également démontré que les microbulles auto-perturbatrices étaient la seule méthode par laquelle les rongeurs pouvaient recevoir de grandes quantités d'oxygène, jusqu'à 12 ml sans complications.