一氧化碳能杀人于无形,这是因为一氧化碳无味,无色,并可使血液的血红蛋白失去氧气。向中毒的患者服用纯氧可以挽救其生命,但是如果他们的肺部受到严重伤害,则治疗很有可能失败。
现在,美国一家医院的研究人员设计了一种基于光的治疗一氧化碳中毒的方法,该方法使氧气进入血液而不涉及肺。马萨诸塞州总医院(MGH)的科学家通过一种称为膜充氧器的装置将光照射到血液上,在该装置中可见光的波长打破了将CO和血红蛋白分子结合在一起的键。
重温旧的疗法
苏格兰生理学家J.S.霍尔丹(Haldane)早在1896年就发现了可见光将血红蛋白中的一氧化碳分解的能力。然而,这种想法直到医院的光医学实验室得到认可后才得以实现。MGH研究人员使用八层堆叠的微孔聚丙烯膜(取自心肺旁路机),膜带有用于血液流入和流出的端口的透明有机玻璃盒以及三种波长,蓝色(460 nm),绿色(523 nm)和红色(623 nm)的750mW LED灯构建了膜氧合器。 该设备还用100%的氧气通风。
研究人员在光疗中使用了定制的光源,例如蓝色LED。
应用CO去除剂
在对该设备的充氧性能进行了基本校准之后,该团队将其称为“ CO光去除剂”,科学家们注入从体内抽取的循环人体血液,并用过量的一氧化碳进行了处理。一系列实验表明,暴露于光和氧的组合比单独的氧能从血液中清除更多的一氧化碳,并且红光比绿色或蓝色波长更有效。
接下来,MGH研究人员在吸入高浓度一氧化碳30分钟而中毒的活大鼠的血液上测试了该设备。该设备很像外科手术旁路机,其将部分老鼠的血液通过光敏除脂器转移回了他们的体内。同样,通过红光光疗,动脉血中的CO浓度下降速度快于对照的只输氧方法。
在大鼠中进行实验
最后,为了模拟肺部伤害,例如在房屋大火中吸入烟气,该小组将麻醉的大鼠暴露于甚至更多的一氧化碳,直到它们遭受组织缺氧和乳酸性酸中毒,并在治疗期间为大鼠提供较少的氧气呼吸。向血液中引入红光的疗法可改善大鼠体内的氧气水平并减少其代谢问题。 也就是说,患有肺损伤和一氧化碳中毒但仅接受氧气治疗的对照组大鼠死亡,而接受红光去离子治疗的大鼠存活下来。
到目前为止,MGH团队仅在大鼠上对光疗方法进行了全面测试,研究人员表示,必须先在较大的动物上测试该设备,然后才能开始进行人体临床试验。在同样的红光辐照度为80 mW / cm2的情况下,足够用于成人治疗的光敏去除器可能需要150至250 W的电功率,这在设计用于治疗野外患者的装置是应予以考虑的问题。