Una grave carenza di ossigeno alla fine porta all'arresto cardiaco. Se il contenuto di ossigeno nel sangue non può essere ripristinato rapidamente, il paziente può morire in pochi minuti. Nel diario Angewandte Chemie , Scienziati americani hanno introdotto microbolle piene d'aria che potrebbero essere utilizzate come vettore di ossigeno per via endovenosa per aumentare il tasso di sopravvivenza di tali pazienti. Perché si dissolvono rapidamente nel sangue, il rischio di embolia è minimo.

Che derivi da un incidente di nuoto, un pezzo di cibo nella trachea, un attacco d'asma, pertosse, o insufficienza cardiaca:solo negli Stati Uniti, circa 100, 000 pazienti ricoverati in ospedale muoiono ogni anno per arresto cardiaco dovuto all'asfissia. Le microbolle sviluppate dai ricercatori che lavorano con Brian D. Polizzotti e John N. Kheir al Boston Children's Hospital e alla Harvard University (Boston, Massachusetts, USA) potrebbe essere in grado di salvare molti, perché danno ai medici un po' di tempo per rimediare alla causa della mancanza di ossigeno o per eseguire una tracheotomia per ristabilire il flusso d'aria.

L'idea di utilizzare le microbolle come mezzo per trasportare sostanze, come farmaci o mezzi di contrasto, non è nuovo. Però, la loro iniezione endovenosa comportava sempre un alto rischio di embolia polmonare pericolosa per la vita perché rimanevano nel sangue troppo a lungo. Altri problemi includevano bassa stabilità, componenti che non possono essere scomposti, e scarso controllo su morfologia e dimensioni.

Le nuove microbolle non hanno questi svantaggi. Il loro successo è dovuto a uno speciale metodo di produzione che prevede la nanoprecipitazione di polimeri biocompatibili all'interfaccia tra aria e liquido. Il materiale di partenza è destrano, un polimero ramificato costituito da unità di glucosio. I gruppi funzionali come gli acidi sono attaccati per conferire al polimero proprietà tensioattive. Quando il polimero viene sciolto in un solvente organico e acqua, in cui non è solubile, è aggiunto, forma micelle. L'omogeneizzazione con l'aria forma una schiuma contenente bolle d'aria circondate da micelle. Quando si aggiunge più acqua, sempre più micelle si uniscono. Questi formano nanoaggregati solidi che formano un guscio attorno alla bolla d'aria.

Quando queste microbolle vengono aggiunte al sangue, il suo valore di pH fa sì che i gruppi acidi formino gruppi COO carichi. Ciò consente all'acqua di penetrare nel guscio e rilasciare l'ossigeno. La repulsione elettrostatica tra le cariche fa sì che i gusci si sfaldino e i componenti si dissolvano completamente.

I ricercatori hanno bloccato le vie aeree dei roditori per indurre l'arresto cardiaco asfittico. Dopo 10 minuti, hanno rimosso il blocco per simulare un medico che ristabilisce le vie aeree. Mentre tutti gli animali del gruppo di controllo sono morti, l'iniezione rapida e ripetuta delle microbolle durante l'arresto cardiaco ha salvato tutti gli animali. Non c'erano segni di embolia. Il confronto con altri vettori di ossigeno ha anche dimostrato che le microbolle autodistruttive erano l'unico metodo con cui i roditori erano in grado di ricevere grandi quantità di ossigeno, fino a 12 ml senza complicazioni.