Des chercheurs de l'hôpital pour enfants de Boston ont mis au point un dispositif permettant d'injecter de l'oxygène directement dans le sang par voie intraveineuse.
Un dispositif expérimental permettrait d'injecter de l'oxygène par voie intraveineuse
Par Donavyn Coffey
22 mars 2022 -- Le corps humain a besoin de beaucoup d'oxygène : environ une tasse par minute, juste pour rester en vie.
Si nous ne parvenons pas à obtenir la quantité nécessaire à cause d'une blessure ou d'une maladie, comme le COVID-19, notre corps commence rapidement à souffrir d'un manque d'oxygène. Après seulement quelques minutes, des niveaux d'oxygène anormalement bas dans le sang peuvent endommager le cerveau et d'autres organes, et même causer la mort.
Les médecins disposent de machines telles que les ventilateurs qui peuvent aider les personnes qui ont du mal à respirer à obtenir suffisamment d'oxygène, mais celles-ci présentent des inconvénients et des risques.
Aujourd'hui, des chercheurs du Boston Childrens Hospital ont mis au point un dispositif capable d'injecter de l'oxygène directement dans le sang par voie intraveineuse. Ils ne l'ont pas encore testé chez l'homme, mais une nouvelle étude décrit les essais effectués sur des rats. Si les chercheurs parviennent un jour à le faire fonctionner chez l'homme, cette approche pourrait permettre d'éviter les graves pertes d'oxygène et les lésions pulmonaires dues aux ventilateurs, affirment-ils.
Bien que la technologie soit loin d'être prête à être testée chez l'homme, l'essai sur les rats est une belle preuve de concept, déclare John Kheir, MD, un médecin de l'unité de soins intensifs cardiaques de l'hôpital pour enfants de Boston qui dirige les travaux sur le nouveau dispositif.
À l'heure actuelle, les patients qui ont besoin d'aide pour respirer reçoivent de l'oxygène par le biais d'une canule nasale, d'un ventilateur ou, dans les cas les plus graves, d'une ECMO, une machine qui prélève le sang d'une personne pour pomper le dioxyde de carbone et l'oxygène avant de le réinjecter dans son corps.
Si toutes ces approches permettent de sauver des vies, les ventilateurs peuvent endommager les poumons s'ils sont utilisés pendant une longue période, et l'ECMO présente un risque élevé d'infection. Si les médecins pouvaient injecter de l'oxygène directement dans le sang d'un patient par voie intraveineuse, cela pourrait réduire la nécessité d'autres méthodes d'administration d'oxygène ou les rendre plus sûres.
À l'avenir, le Dr Kheir et son équipe espèrent que cette technologie pourra permettre de donner aux patients juste assez d'oxygène pour qu'ils continuent à vivre. Selon lui, cela donne plus de temps aux patients et les rend plus stables pour passer sous ECMO, ce qui peut prendre 15 minutes dans les meilleurs hôpitaux et plus d'une heure dans d'autres.
Comment cela fonctionne-t-il ? Émulsion d'oxygène
Pour préparer l'oxygène à injecter dans la circulation sanguine, les chercheurs l'ont placé dans le dispositif avec un fluide contenant des phospholipides, un type de graisse présent dans les membranes cellulaires.
Le gaz et le fluide passent par des buses de taille décroissante pour créer de minuscules nanobulles d'oxygène recouvertes de phospholipides, toutes plus petites qu'un seul globule rouge. La nouvelle émulsion, un fluide rempli de minuscules bulles, est ensuite injectée dans la circulation sanguine.
L'enrobage phospholipidique et la taille minuscule des bulles sont essentiels pour administrer l'oxygène en toute sécurité.
On ne peut pas injecter directement de l'oxygène dans la circulation sanguine, car cela créerait une bulle d'air qui pourrait obstruer un vaisseau sanguin, comme cela se produit lorsque des plongeurs ont le mal de mer après être remontés à la surface trop rapidement après une plongée, explique le Dr Peyman Benharash, chirurgien cardiaque et directeur du programme ECMO pour adultes à UCLA.
Avec cette nouvelle approche nanotechnologique, les boules d'oxygène sont piégées dans la graisse et libérées lentement pour empêcher les courbures de se produire, dit-il.
Le mode de fonctionnement de cette nouvelle technologie est très simple, et elle pourrait donc être mise à l'échelle, selon M. Benharash.
Moins de 5 % des hôpitaux sont équipés de machines ECMO, dit-il. Un dispositif plus facile à utiliser, comme cette technologie, pourrait potentiellement offrir de l'oxygène salvateur à davantage de personnes dans des endroits plus reculés.
Bien que la thérapie soit intéressante, M. Benharash précise qu'elle n'est pas prête, loin s'en faut, à être utilisée en prime time ou chez les patients. Il aimerait ensuite voir comment le dispositif fonctionne sur des animaux plus grands et pendant de plus longues périodes.
Selon M. Kheir, les chercheurs doivent continuer à travailler sur leur dispositif et le mettre à l'échelle pour fournir au moins dix fois plus d'oxygène et le rendre plus fiable.
