"การหายใจด้วยของเหลว" เหมาะสำหรับสุนัขเท่านั้น หายใจเป็นของเหลว: นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียทำให้นิยายเป็นจริง

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่าหยุดแค่วันเดียว ความก้าวหน้าดำเนินต่อไป ทำให้มนุษยชาติได้ค้นพบสิ่งใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ นักวิทยาศาสตร์และผู้ช่วยหลายร้อยคนกำลังทำงานด้านการศึกษาสิ่งมีชีวิตและสังเคราะห์สารแปลกปลอม ทั้งแผนกกำลังทดลอง ทดสอบทฤษฎีต่างๆ และบางครั้งการค้นพบก็สร้างความประหลาดใจให้กับจินตนาการ ท้ายที่สุด สิ่งที่มีแต่ความฝันเท่านั้นที่จะกลายเป็นความจริงได้ พวกเขาพัฒนาแนวคิดและคำถามเกี่ยวกับการแช่แข็งบุคคลในตู้แช่เย็นด้วยการละลายในเวลาต่อมาในศตวรรษหรือเกี่ยวกับความสามารถในการหายใจของเหลวไม่ได้เป็นเพียงเรื่องราวที่ยอดเยี่ยมสำหรับพวกเขา การทำงานหนักของพวกเขาสามารถทำให้จินตนาการเหล่านี้เป็นจริงได้

นักวิทยาศาสตร์มีความกังวลเกี่ยวกับคำถามนี้มานานแล้ว: บุคคลสามารถหายใจของเหลวได้หรือไม่?

บุคคลจำเป็นต้องหายใจเป็นของเหลวหรือไม่?

หมดเรี่ยวแรง ไม่มีเวลา ไม่ เงินสดเพื่อการวิจัยดังกล่าว และหนึ่งในคำถามเหล่านี้ที่วิตกกังวลต่อจิตใจที่รู้แจ้งมากที่สุดมานานหลายทศวรรษมีดังนี้ - มนุษย์หายใจด้วยของเหลวได้หรือไม่? ปอดจะไม่สามารถดูดซับออกซิเจนจากของเหลวพิเศษได้หรือไม่? สำหรับผู้ที่สงสัยว่าจำเป็นจริงๆสำหรับการหายใจประเภทนี้เราให้อย่างน้อย 3 ทิศทางที่สดใสที่จะรับใช้บุคคลในทางที่ดี แน่นอน หากพวกเขาสามารถนำไปปฏิบัติได้

• ทิศทางแรกคือการดำดิ่งสู่ ลึกมาก. อย่างที่คุณทราบเมื่อดำน้ำ นักประดาน้ำประสบกับแรงกดดัน สิ่งแวดล้อมทางน้ำซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ 800 เท่า และจะเพิ่มขึ้น 1 ชั้นบรรยากาศทุกๆ 10 เมตร ความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นนี้เต็มไปด้วยผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อย่างมาก - ก๊าซที่ละลายในเลือดเริ่มเดือดในรูปของฟองอากาศ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "โรคกระสุนปืน" ซึ่งมักส่งผลกระทบต่อผู้ที่เกี่ยวข้องอย่างแข็งขัน นอกจากนี้ เมื่อว่ายน้ำในน้ำลึก มีความเสี่ยงที่จะเกิดพิษจากออกซิเจนหรือไนโตรเจน เนื่องจากในสภาวะดังกล่าว ก๊าซเหล่านี้ที่สำคัญต่อเราจึงเป็นพิษอย่างมาก เพื่อที่จะต่อสู้กับสิ่งนี้ พวกเขาใช้เครื่องช่วยหายใจแบบพิเศษหรือชุดอวกาศแข็งที่รักษาความดัน 1 บรรยากาศภายในตัวเอง แต่ถ้าสามารถหายใจด้วยของเหลวได้ ก็จะกลายเป็นวิธีที่สาม วิธีที่ง่ายที่สุดในการแก้ปัญหา เพราะของเหลวในระบบทางเดินหายใจไม่ได้ทำให้ร่างกายอิ่มตัวด้วยไนโตรเจนและก๊าซเฉื่อย และไม่จำเป็นต้องบีบอัดเป็นเวลานาน
• วิธีที่สองของการสมัครคือยา การใช้ของเหลวช่วยหายใจในนั้นสามารถช่วยชีวิตทารกที่คลอดก่อนกำหนดได้ เนื่องจากหลอดลมของพวกมันยังด้อยพัฒนาและเครื่องช่วยหายใจสามารถทำลายพวกมันได้ง่าย ดังที่คุณทราบในครรภ์ปอดของตัวอ่อนจะเต็มไปด้วยของเหลวและเมื่อถึงเวลาเกิดจะสะสมสารลดแรงตึงผิวในปอดซึ่งเป็นส่วนผสมของสารที่ไม่อนุญาตให้เนื้อเยื่อติดกันเมื่อหายใจเข้า แต่เมื่อคลอดก่อนกำหนด การหายใจต้องใช้แรงมากเกินไปจากทารก และอาจถึงแก่ชีวิตได้

ประวัติศาสตร์มีแบบอย่างสำหรับการใช้การระบายอากาศของไหลทั้งหมด และย้อนหลังไปถึงปี 1989 มันถูกนำไปใช้โดย T. Shaffer ซึ่งทำงานเป็นกุมารแพทย์ที่ Temple University (USA) ช่วยชีวิตทารกที่คลอดก่อนกำหนดจากความตาย อนิจจา ความพยายามนี้ไม่ประสบความสำเร็จ ผู้ป่วยรายเล็กสามรายไม่สามารถอยู่รอดได้ แต่ก็เป็นที่น่าสังเกตว่าการเสียชีวิตเกิดจากสาเหตุอื่น ไม่ใช่ด้วยวิธีการหายใจด้วยของเหลวเอง

ตั้งแต่นั้นมา ปอดของมนุษย์ที่มีการระบายอากาศเต็มที่ก็ไม่กล้า แต่ในทศวรรษ 90 ผู้ป่วยที่มีการอักเสบรุนแรงต้องได้รับการระบายอากาศด้วยของเหลวบางส่วน ในกรณีนี้ปอดจะเต็มเพียงบางส่วนเท่านั้น อนิจจาประสิทธิผลของวิธีการนี้ยังเป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากการระบายอากาศแบบธรรมดาก็ทำงานได้ดีเช่นกัน

• การประยุกต์ใช้ในอวกาศ ด้วยระดับของเทคโนโลยีในปัจจุบัน นักบินอวกาศได้รับแรงจีถึง 10 กรัมระหว่างการบิน หลังจากธรณีประตูนี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะรักษาความสามารถในการทำงานเท่านั้น แต่ยังต้องมีสติสัมปชัญญะด้วย ใช่และน้ำหนักของร่างกายไม่เท่ากันและตามจุดศูนย์กลางซึ่งสามารถแยกออกได้เมื่อแช่ในของเหลวความดันจะกระจายไปทั่วทุกจุดของร่างกายเท่า ๆ กัน หลักการนี้รองรับการออกแบบชุดอวกาศ Libelle แบบแข็งซึ่งเติมน้ำและเพิ่มขีดจำกัดเป็น 15-20 กรัม และถึงกระนั้นก็เนื่องมาจากข้อจำกัดของความหนาแน่นของเนื้อเยื่อของมนุษย์ และหากนักบินอวกาศไม่เพียงจุ่มลงในของเหลวเท่านั้น แต่ปอดของเขาก็เต็มไปด้วยของเหลวด้วย เป็นไปได้ที่เขาจะทนต่อการบรรทุกน้ำหนักเกินพิกัดเกินพิกัด 20 กรัมได้อย่างง่ายดาย ไม่อนันต์แน่นอน แต่เกณฑ์จะสูงมากหากตรงตามเงื่อนไข - ของเหลวในปอดและรอบ ๆ ร่างกายจะต้องมีความหนาแน่นเท่ากับน้ำ

กำเนิดและพัฒนาการของการหายใจด้วยของเหลว

การทดลองครั้งแรกมีอายุย้อนไปถึงปี 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา เป็นคนแรกที่ได้สัมผัสกับเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ การหายใจด้วยของเหลวหนูทดลองและหนูทดลองถูกบังคับให้หายใจไม่ใช่อากาศ แต่เป็นสารละลายน้ำเกลือซึ่งอยู่ภายใต้ความดัน 160 บรรยากาศ และพวกเขาหายใจ! แต่มีปัญหาที่ทำให้พวกเขาไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้เป็นเวลานาน - ของเหลวไม่อนุญาตให้กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์

แต่การทดลองไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น นอกจากนี้ การวิจัยเริ่มต้นขึ้นเกี่ยวกับสารอินทรีย์ที่มีอะตอมของไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมฟลูออรีน ซึ่งเรียกว่าเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน ผลลัพธ์ที่ได้ดีกว่าของเหลวในสมัยโบราณและดึกดำบรรพ์มาก เนื่องจากเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนเป็นสารเฉื่อย ไม่ดูดซึมโดยร่างกาย และละลายออกซิเจนและไฮโดรเจนได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่มันก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบและการวิจัยในทิศทางนี้ยังคงดำเนินต่อไป

ตอนนี้ความสำเร็จที่ดีที่สุดในพื้นที่นี้คือเพอร์ฟลูบรอน (ชื่อทางการค้า - "Liquivent") คุณสมบัติของของเหลวนี้น่าทึ่งมาก:

1. ถุงลมจะเปิดได้ดีขึ้นเมื่อของเหลวนี้เข้าสู่ปอดและการแลกเปลี่ยนก๊าซจะดีขึ้น
2. ของเหลวนี้สามารถบรรทุกออกซิเจนได้มากกว่าอากาศถึง 2 เท่า
3. จุดเดือดต่ำทำให้สามารถระเหยออกจากปอดได้

แต่ปอดของเราไม่ได้ถูกออกแบบมาให้หายใจด้วยของเหลวได้หมด หากคุณเติมเพอร์ฟลูบรอนให้เต็ม คุณจะต้องใช้เมมเบรนออกซิเจน ส่วนประกอบความร้อน และการระบายอากาศ และอย่าลืมว่าส่วนผสมนี้มีความหนากว่าน้ำ 2 เท่า ดังนั้นจึงใช้การระบายอากาศแบบผสมซึ่งปอดจะเต็มไปด้วยของเหลวเพียง 40% เท่านั้น

แต่ทำไมเราถึงหายใจของเหลวไม่ได้? ทั้งหมดเป็นเพราะคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งถูกกำจัดออกได้ไม่ดีในตัวกลางที่เป็นของเหลว คนที่หนัก 70 กก. จะต้องขับส่วนผสม 5 ลิตรผ่านตัวเขาเองทุกนาที และอยู่ในสภาวะสงบ ดังนั้น แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วปอดของเราสามารถดึงออกซิเจนจากของเหลวได้ แต่ก็อ่อนแอเกินไป ดังนั้นใครๆ ก็หวังได้สำหรับการวิจัยในอนาคตเท่านั้น

น้ำเหมือนอากาศ

ในที่สุดก็ประกาศให้โลกรู้อย่างภาคภูมิใจว่า "ตอนนี้มนุษย์สามารถหายใจใต้น้ำได้!" - บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่น่าอัศจรรย์ ดังนั้นในปี 1976 นักชีวเคมีจากอเมริกาจึงได้สร้างอุปกรณ์มหัศจรรย์ที่สามารถสร้างออกซิเจนจากน้ำและจัดหาให้กับนักดำน้ำได้ ด้วยความจุของแบตเตอรี่ที่เพียงพอ นักประดาน้ำสามารถอยู่และหายใจลึก ๆ ได้เกือบไม่มีกำหนด

ทุกอย่างเริ่มต้นจากการที่นักวิทยาศาสตร์เริ่มทำการวิจัยโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าเฮโมโกลบินส่งอากาศจากเหงือกและปอดได้ดีเท่าๆ กัน พวกเขาใช้เลือดดำของตัวเองผสมกับโพลียูรีเทน - มันถูกแช่ในน้ำและของเหลวนี้ดูดซับออกซิเจนซึ่งละลายในน้ำอย่างไม่เห็นแก่ตัว นอกจากนี้ เลือดถูกแทนที่ด้วยวัสดุพิเศษ และผลที่ได้คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เหมือนเหงือกปกติของปลา ชะตากรรมของการประดิษฐ์นี้คือ: บริษัท หนึ่งได้มาซึ่งใช้เงินไป 1 ล้านดอลลาร์และตั้งแต่นั้นมาก็ไม่มีใครได้ยินเกี่ยวกับอุปกรณ์นี้ และแน่นอนว่าเขาไม่ได้ไปขาย

แต่นี่ไม่ใช่ เป้าหมายหลักนักวิทยาศาสตร์. ความฝันไม่ใช่เครื่องช่วยหายใจ พวกเขาต้องการสอนให้บุคคลนั้นหายใจด้วยของเหลว และความพยายามที่จะตระหนักถึงความฝันนี้ยังไม่ละทิ้ง ตัวอย่างเช่นหนึ่งในสถาบันวิจัยในรัสเซียได้ทำการทดสอบการหายใจด้วยของเหลวกับอาสาสมัครที่มีพยาธิสภาพ แต่กำเนิด - ไม่มีกล่องเสียง และนี่หมายความว่าเขาไม่มีปฏิกิริยาของร่างกายต่อของเหลว ซึ่งหยดน้ำที่เล็กที่สุดบนหลอดลมจะมาพร้อมกับการบีบอัดของแหวนคอหอยและการหายใจไม่ออก เนื่องจากเขาไม่มีกล้ามเนื้อนี้ การทดลองจึงประสบความสำเร็จ ของเหลวถูกเทลงในปอดของเขา ซึ่งเขากวนตลอดการทดลองโดยใช้การเคลื่อนไหวของช่องท้อง หลังจากนั้นก็ถูกสูบออกมาอย่างสงบและปลอดภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งองค์ประกอบของเกลือของของเหลวนั้นสอดคล้องกับองค์ประกอบเกลือของเลือด นี่ถือได้ว่าเป็นความสำเร็จ และนักวิทยาศาสตร์อ้างว่าอีกไม่นานพวกเขาจะพบวิธีการหายใจด้วยของเหลวสำหรับผู้ที่ไม่มีโรค

ดังนั้นตำนานหรือความเป็นจริง?

แม้ความดื้อรั้นของชายผู้กระหายใคร่จะพิชิตทุกสิ่ง สภาพแวดล้อมที่เป็นไปได้ที่อยู่อาศัย ธรรมชาติยังคงตัดสินใจว่าจะอาศัยอยู่ที่ไหน อนิจจา ไม่ว่าจะใช้เวลาไปกับการวิจัยมากเพียงใด ไม่ว่าจะใช้เงินไปกี่ล้านก็ตาม ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่คนๆ หนึ่งจะถูกลิขิตให้หายใจใต้น้ำและบนบก คนและ ชีวิตทางทะเลแน่นอนว่าพวกเขามีอะไรที่เหมือนกันมาก แต่ก็ยังมีความแตกต่างกันอีกมาก ชายสะเทินน้ำสะเทินบกจะไม่ทนต่อสภาพของมหาสมุทร และถ้าเขาสามารถปรับตัวได้ ถนนที่กลับสู่แผ่นดินก็จะถูกปิดไว้สำหรับเขา เช่นเดียวกับนักดำน้ำ คนสะเทินน้ำสะเทินบกมักจะไปที่ชายหาดในชุดน้ำ ดังนั้นไม่ว่าผู้ที่ชื่นชอบจะพูดอะไรก็ตามคำตัดสินของนักวิทยาศาสตร์ยังคงมั่นคงและน่าผิดหวัง - ชีวิตที่ยืนยาวของคนใต้น้ำเป็นไปไม่ได้มันไม่มีเหตุผลที่จะขัดต่อธรรมชาติของแม่ในเรื่องนี้และความพยายามในการหายใจด้วยของเหลวทั้งหมดจะถึงวาระ สู่ความล้มเหลว

แต่อย่าสิ้นหวัง แม้ว่าก้นทะเลจะไม่มีวันกลายเป็นบ้านของเรา แต่เราก็มีกลไกทั้งหมดของร่างกายและความสามารถทางเทคนิคเพื่อที่จะเป็นแขกประจำ แล้วมันคุ้มมั้ยที่จะเสียใจ? ท้ายที่สุด สภาพแวดล้อมเหล่านี้ถูกมนุษย์ยึดครองไปแล้วในระดับหนึ่ง และตอนนี้ก้นบึ้งของอวกาศอยู่เบื้องหน้าเขา

และสำหรับตอนนี้ เราสามารถพูดด้วยความมั่นใจว่าส่วนลึกของมหาสมุทรจะเป็นสถานที่ทำงานที่ยอดเยี่ยมสำหรับเรา แต่ความพากเพียรสามารถนำไปสู่การหายใจที่แท้จริงใต้น้ำที่บางมาก มีเพียงการแก้ปัญหานี้เท่านั้น และสิ่งที่จะเป็นคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าจะเปลี่ยนอารยธรรมทางบกเป็นใต้น้ำได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับตัวเขาเองเท่านั้น

มูลนิธิ Russian Foundation for Advanced Study กำลังทดสอบเทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลวสำหรับนักดำน้ำบนสุนัข Vitaly Davydov หัวหน้ามูลนิธิกล่าว

“ในห้องทดลองแห่งหนึ่งของเขา งานกำลังดำเนินการเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลว ในขณะที่ทำการทดลองกับสุนัข กับเรา ดัชชุนด์สีแดงถูกแช่อยู่ในขวดขนาดใหญ่ที่มีน้ำคว่ำหน้าลง ดูเหมือนว่าทำไมเยาะเย้ยสัตว์ตอนนี้มันจะสำลัก หมายเลข เธอนั่งใต้น้ำเป็นเวลา 15 นาที บันทึกคือ 30 นาที เหลือเชื่อ. ปรากฎว่าปอดของสุนัขเต็มไปด้วยของเหลวที่มีออกซิเจนซึ่งทำให้เธอสามารถหายใจใต้น้ำได้ เมื่อพวกเขาดึงเธอออกมา เธอรู้สึกเซื่องซึมเล็กน้อย - พวกเขาบอกว่าเนื่องจากอุณหภูมิต่ำกว่า (และฉันคิดว่าใครชอบอยู่ใต้น้ำในขวดต่อหน้าทุกคน) แต่หลังจากนั้นไม่กี่นาทีเธอก็กลายเป็นตัวของตัวเอง ในไม่ช้าผู้คนจะทำการทดลอง” Igor Chernyak นักข่าวของ RG กล่าว

“มันให้ความรู้สึกเหมือนเป็นเรื่องราวแฟนตาซี หนังดัง"Abyss" ที่ซึ่งบุคคลสามารถลงไปในชุดอวกาศได้ลึกมากซึ่งหมวกกันน็อคนั้นเต็มไปด้วยของเหลว เรือดำน้ำหายใจกับมัน ตอนนี้มันไม่ใช่จินตนาการอีกต่อไป” เขาเขียน

ตามที่ผู้สื่อข่าวรายงาน "เทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลวเกี่ยวข้องกับการเติมปอดด้วยของเหลวพิเศษที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนซึ่งแทรกซึมเข้าไปในเลือด"

“มูลนิธิวิจัยขั้นสูงอนุมัติการดำเนินโครงการเฉพาะ งานกำลังดำเนินการโดยสถาบันวิจัยอาชีวเวชศาสตร์ มีการวางแผนที่จะสร้างชุดพิเศษที่จะเป็นประโยชน์ไม่เพียง แต่สำหรับเรือดำน้ำเท่านั้น แต่ยังสำหรับนักบินและนักบินอวกาศด้วย” เขากล่าว

Davydov บอกกับผู้สื่อข่าวว่าได้สร้างแคปซูลพิเศษสำหรับสุนัขซึ่งแช่อยู่ในห้องไฮโดรด้วย ความดันโลหิตสูง. "บน ช่วงเวลานี้สุนัขสามารถหายใจได้โดยไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพเป็นเวลานานกว่าครึ่งชั่วโมงที่ความลึกสูงสุด 500 เมตร “สุนัขทดลองทุกตัวรอดชีวิตและรู้สึกดีหลังจากหายใจด้วยของเหลวเป็นเวลานาน” หัวหน้ามูลนิธิกล่าว

นอกจากนี้ หนังสือพิมพ์ยังเขียนว่า: “ไม่กี่คนที่รู้ว่าการทดลองเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลวกับผู้คนได้ดำเนินการไปแล้วในประเทศของเรา ให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง Aquanauts หายใจของเหลวที่ระดับความลึกครึ่งกิโลเมตรขึ้นไป นั่นเป็นเพียงผู้คนเกี่ยวกับวีรบุรุษของพวกเขาเท่านั้นที่ไม่รู้

ในปี 1980 สหภาพโซเวียตได้พัฒนาและเริ่มใช้โปรแกรมที่จริงจังเพื่อช่วยชีวิตผู้คนในเชิงลึก

ออกแบบและสั่งการกู้ภัยพิเศษ เรือดำน้ำ. ศึกษาความเป็นไปได้ของการปรับตัวของมนุษย์ให้มีความลึกหลายร้อยเมตร ยิ่งไปกว่านั้น นักดำน้ำควรจะอยู่ลึกถึงระดับความลึกที่ไม่ได้สวมชุดประดาน้ำหนัก แต่ในชุดประดาน้ำที่หุ้มฉนวนเบาพร้อมอุปกรณ์ประดาน้ำอยู่ด้านหลังของเขา การเคลื่อนไหวของเขาไม่ได้ถูกจำกัดด้วยสิ่งใดๆ

ตราบเท่าที่ ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยน้ำเกือบทั้งหมดดังนั้นแรงกดดันที่ความลึกจึงไม่เป็นอันตรายต่อตัวเขาเอง ร่างกายควรเตรียมพร้อมสำหรับมันโดยการเพิ่มความดันในห้องความดันให้ได้ค่าที่ต้องการ ปัญหาหลักในอีกรูปแบบหนึ่ง วิธีหายใจด้วยความกดดันหลายสิบบรรยากาศ? อากาศบริสุทธิ์กลายเป็นพิษต่อร่างกาย ต้องเจือจางในส่วนผสมของก๊าซที่เตรียมขึ้นเป็นพิเศษ โดยปกติแล้ว ไนโตรเจน-ฮีเลียม-ออกซิเจน

สูตรของพวกเขา - สัดส่วนของก๊าซต่าง ๆ - มากที่สุด ความลับที่ยิ่งใหญ่ในทุกประเทศที่มีการศึกษาที่คล้ายคลึงกัน แต่สำหรับ ลึกมากและส่วนผสมของฮีเลียมจะไม่ถูกบันทึก ปอดจะต้องเต็มไปด้วยของเหลวเพื่อไม่ให้ระเบิด ของเหลวชนิดใดที่เมื่อเข้าไปในปอดแล้วจะไม่ทำให้หายใจไม่ออก แต่จะถ่ายเทออกซิเจนผ่านถุงลมไปยังร่างกาย ซึ่งเป็นความลับจากความลับ

นั่นคือเหตุผลที่ทุกคนทำงานกับ aquanauts ในสหภาพโซเวียตและในรัสเซียก็ดำเนินการภายใต้หัวข้อ "ความลับสุดยอด"

อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลที่ค่อนข้างน่าเชื่อถือว่าในช่วงปลายทศวรรษ 1980 มีสถานีน้ำลึกในทะเลดำซึ่งเรือดำน้ำทดสอบอาศัยและทำงาน พวกเขาออกทะเลโดยสวมชุดประดาน้ำเท่านั้น โดยมีอุปกรณ์ดำน้ำอยู่ด้านหลัง และทำงานที่ระดับความลึก 300 ถึง 500 เมตร ก๊าซผสมพิเศษถูกป้อนเข้าสู่ปอดภายใต้ความกดดัน

สันนิษฐานว่าหากเรือดำน้ำตกอยู่ในความทุกข์ยากและจมลงสู่ก้นทะเลแล้วเรือดำน้ำกู้ภัยก็จะถูกส่งไป Aquanauts จะเตรียมไว้ล่วงหน้าสำหรับการทำงานในระดับความลึกที่เหมาะสม

สิ่งที่ยากที่สุดคือสามารถทนต่อการเติมปอดด้วยของเหลวและไม่ตายด้วยความกลัว

และเมื่อเรือดำน้ำกู้ภัยเข้าใกล้จุดเกิดภัยพิบัติ นักประดาน้ำในอุปกรณ์เบาจะออกไปในมหาสมุทร ตรวจสอบเรือฉุกเฉิน และช่วยอพยพลูกเรือด้วยความช่วยเหลือจากเรือดำน้ำลึกพิเศษ

ไม่สามารถทำงานเหล่านั้นให้เสร็จได้เนื่องจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต อย่างไรก็ตามผู้ที่ทำงานในเชิงลึกยังคงได้รับรางวัลดาวแห่งวีรบุรุษแห่งสหภาพโซเวียต

นี่อาจเป็นความคิดที่เบื่อหูในนิยายวิทยาศาสตร์: สารหนืดบางชนิดเข้าสู่ชุดสูทหรือแคปซูลอย่างรวดเร็วและ ตัวเอกจู่ๆ เขาก็พบว่าตัวเองสูญเสียอากาศที่เหลือจากปอดของตัวเองได้เร็วแค่ไหน และภายในของเขาเต็มไปด้วยของเหลวสีแปลก ๆ จากน้ำเหลืองสู่เลือด ในท้ายที่สุด เขาถึงกับตื่นตระหนก แต่จิบตามสัญชาตญาณเล็กน้อย หรือถอนหายใจ และรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าเขาสามารถหายใจเอาส่วนผสมที่แปลกใหม่นี้เข้าไปได้ราวกับว่าเขากำลังหายใจเอาอากาศธรรมดาๆ

เราห่างไกลจากการตระหนักถึงแนวคิดเรื่องการหายใจของของเหลวหรือไม่? เป็นไปได้ไหมที่จะหายใจเอาส่วนผสมที่เป็นของเหลว และมีความจำเป็นจริงๆ สำหรับสิ่งนี้? มีสามวิธีที่มีแนวโน้มที่ดีในการใช้เทคโนโลยีนี้ ได้แก่ การแพทย์ การดำน้ำลึก และอวกาศ

แรงกดดันต่อร่างกายของนักประดาน้ำจะเพิ่มขึ้นทุกๆ 10 เมตรต่อ 1 บรรยากาศ เนื่องจากความดันลดลงอย่างรวดเร็ว อาการเจ็บป่วยจากการบีบอัดสามารถเริ่มต้นได้ โดยอาการที่ก๊าซที่ละลายในเลือดเริ่มเดือดด้วยฟองอากาศ ยังที่ ความดันสูงพิษของออกซิเจนและไนโตรเจนที่เป็นยาเสพติดได้ ทั้งหมดนี้ต่อสู้กับการใช้สารผสมระบบทางเดินหายใจแบบพิเศษ แต่ไม่ได้ให้การรับประกันใด ๆ แต่ลดโอกาสเกิดผลที่ไม่พึงประสงค์เท่านั้น แน่นอน คุณสามารถใช้ชุดประดาน้ำที่รักษาแรงกดดันต่อร่างกายของนักประดาน้ำและการหายใจของเขาให้อยู่ในบรรยากาศเดียวกันได้ แต่กลับกลายเป็นชุดที่ใหญ่ เทอะทะ ทำให้เคลื่อนไหวยาก และมีราคาแพงมากด้วย

การหายใจด้วยของเหลวอาจเป็นทางออกที่สามสำหรับปัญหานี้ ในขณะที่ยังคงความคล่องตัวของชุดเวทสูทแบบยืดหยุ่นและความเสี่ยงต่ำของชุดแบบแข็ง สารช่วยหายใจซึ่งแตกต่างจากการหายใจแบบผสมที่มีราคาแพง ไม่ได้ทำให้ร่างกายอิ่มตัวด้วยฮีเลียมหรือไนโตรเจน ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องคลายการบีบอัดอย่างช้าๆ เพื่อหลีกเลี่ยงอาการเจ็บป่วยจากการบีบอัด

ในทางการแพทย์ การหายใจด้วยของเหลวสามารถใช้ในการรักษาทารกที่คลอดก่อนกำหนดได้ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อหลอดลมที่ด้อยพัฒนาของปอดจากความดัน ปริมาตร และความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศของเครื่องช่วยหายใจ การคัดเลือกและการทดสอบสารผสมต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการอยู่รอดของทารกในครรภ์ได้เริ่มขึ้นแล้วในทศวรรษที่ 90 เป็นไปได้ที่จะใช้ส่วนผสมของเหลวที่มีการหยุดอย่างสมบูรณ์หรือหายใจไม่เพียงพอบางส่วน

การบินในอวกาศเกี่ยวข้องกับการบรรทุกเกินพิกัด และของเหลวจะกระจายแรงดันอย่างเท่าเทียมกัน หากบุคคลถูกแช่ในของเหลว ในระหว่างที่รับน้ำหนักเกิน แรงกดจะไปที่ร่างกายทั้งหมดของเขาและไม่ใช่ส่วนรองรับเฉพาะ (พนักเก้าอี้ เข็มขัดนิรภัย) หลักการนี้ใช้เพื่อสร้าง Libelle g-suit ซึ่งเป็นชุดอวกาศที่แข็งกระด้างซึ่งเต็มไปด้วยน้ำ ซึ่งช่วยให้นักบินยังคงมีสติสัมปชัญญะและมีประสิทธิภาพแม้ในแรง g ที่สูงกว่า 10 ก.

วิธีนี้จำกัดโดยความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์กับของเหลวที่แช่ ดังนั้นขีดจำกัดคือ 15-20 กรัม แต่คุณสามารถไปต่อและเติมปอดด้วยของเหลวที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับน้ำ นักบินอวกาศที่แช่อยู่ในของเหลวอย่างสมบูรณ์และของเหลวที่หายใจได้จะรู้สึกถึงผลกระทบจากแรง g ที่สูงมาก เนื่องจากแรงในของเหลวมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง แต่ผลจะยังคงเกิดจากความหนาแน่นของเนื้อเยื่อร่างกายต่างกัน . ขีด จำกัด จะยังคงอยู่ แต่จะสูง

การทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลวได้ดำเนินการใน 60s ของศตวรรษที่ผ่านมาในหนูทดลองและหนูทดลองซึ่งถูกบังคับให้สูดดมน้ำเกลือด้วย เนื้อหาสูงออกซิเจนละลายน้ำ ส่วนผสมดั้งเดิมนี้ช่วยให้สัตว์สามารถอยู่รอดได้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แต่ไม่สามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ดังนั้นปอดของสัตว์จึงได้รับความเสียหายอย่างไม่สามารถแก้ไขได้

ต่อมา งานเริ่มต้นด้วยเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน และผลลัพธ์แรกของพวกเขาก็ดีขึ้นมาก ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นการทดลองสารละลายเกลือ เปอร์ฟลูออโรคาร์บอนคือ อินทรียฺวัตถุซึ่งอะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมฟลูออรีน สารประกอบ Perfluorocarbon มีความสามารถในการละลายทั้งออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นสารเฉื่อยมาก ไม่มีสี โปร่งใส ไม่สามารถทำลายเนื้อเยื่อปอดและร่างกายไม่ดูดซึม

ตั้งแต่นั้นมา สารช่วยหายใจก็ได้รับการปรับปรุง สารละลายที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันเรียกว่าเพอร์ฟลูบรอนหรือ "ของเหลว" (ชื่อทางการค้า) ของเหลวใสคล้ายน้ำมันนี้มีความหนาแน่นสองเท่าของน้ำมีจำนวนมาก คุณสมบัติที่มีประโยชน์: สามารถบรรทุกออกซิเจนได้มากเป็นสองเท่าของอากาศทั่วไป อุณหภูมิต่ำเดือดดังนั้นหลังการใช้งานการกำจัดขั้นสุดท้ายออกจากปอดจะดำเนินการโดยการระเหย ถุงลมภายใต้อิทธิพลของของเหลวนี้เปิดได้ดีขึ้นและสารเข้าถึงเนื้อหาได้ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการแลกเปลี่ยนก๊าซ

ปอดสามารถเติมของเหลวได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งจะต้องใช้เครื่องให้ออกซิเจนแบบเมมเบรน องค์ประกอบความร้อน และการระบายอากาศแบบบังคับ แต่ใน การปฏิบัติทางคลินิกส่วนใหญ่มักจะไม่ทำเช่นนี้ แต่ใช้การหายใจด้วยของเหลวร่วมกับการระบายแก๊สแบบธรรมดา เติมปอดด้วยเพอร์ฟลูบรอนเพียงบางส่วนเท่านั้น ประมาณ 40% ของปริมาตรทั้งหมด

เฟรมจากภาพยนตร์เรื่อง The Abyss, 1989

อะไรทำให้เราไม่สามารถหายใจด้วยของเหลวได้? ของเหลวช่วยหายใจมีความหนืดและกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ไม่ดี จึงต้องมีการระบายอากาศที่ปอด เพื่อขจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก คนธรรมดาที่มีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมจะต้องใช้การไหล 5 ลิตรต่อนาทีขึ้นไปและนี่เป็นจำนวนมากเนื่องจากของเหลวมีความหนืดสูง ที่ การออกกำลังกายปริมาณการไหลที่ต้องการจะเพิ่มขึ้นเท่านั้น และไม่น่าเป็นไปได้ที่บุคคลจะสามารถเคลื่อนย้ายของเหลวได้ 10 ลิตรต่อนาที ปอดของเราไม่ได้ออกแบบมาให้หายใจเป็นของเหลวและไม่สามารถสูบฉีดปริมาตรดังกล่าวได้ด้วยตัวเอง

การใช้งาน ลักษณะเชิงบวกของเหลวช่วยหายใจในการบินและอวกาศอาจยังคงเป็นความฝันตลอดไป - ของเหลวในปอดสำหรับ g-suit ต้องมีความหนาแน่นของน้ำ และ perflubron นั้นหนักเป็นสองเท่า

ใช่ ปอดของเราสามารถ "หายใจ" ส่วนผสมที่อุดมด้วยออกซิเจนบางอย่างได้ในทางเทคนิค แต่น่าเสียดายที่เราสามารถทำได้เพียงไม่กี่นาทีในขณะนี้ เนื่องจากปอดของเราไม่แข็งแรงพอที่จะหมุนเวียนส่วนผสมของการหายใจเป็นเวลานาน . สถานการณ์อาจเปลี่ยนแปลงได้ในอนาคต เหลือเพียงความหวังของเราให้นักวิจัยในสาขานี้

28 ธันวาคม 2017

เนื่องจากมูลนิธิเพื่อการศึกษาขั้นสูง (FPI) ได้อนุมัติโครงการการหายใจด้วยของเหลวในปี 2559 ประชาชนจึงให้ความสนใจอย่างมากกับความสำเร็จของโครงการนี้ การสาธิตความสามารถของเทคโนโลยีเมื่อเร็ว ๆ นี้ทำให้อินเทอร์เน็ตระเบิดขึ้นอย่างแท้จริง ในการประชุมระหว่างรองนายกรัฐมนตรี Dmitry Rogozin และประธานาธิบดี Aleksandar Vucic แห่งเซอร์เบีย สุนัขพันธุ์ดัชชุนด์ถูกนำไปแช่ในตู้ปลาเป็นเวลาสองนาทีโดยมีของเหลวพิเศษอิ่มตัวด้วยออกซิเจน หลังจากทำหัตถการแล้ว สุนัขตามที่รองนายกรัฐมนตรีบอก ยังมีชีวิตอยู่และสบายดี

โดยส่วนตัวแล้ว ฉันยังไม่ชัดเจนว่าทำไมผู้คนจำนวนมากที่สงสารสุนัขในโซเชียลเน็ตเวิร์กไม่รีบเร่งที่จะปกป้อง เช่น หนูและกระต่าย ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเสียชีวิตเป็นหมู่คณะ และพวกเขาคิดว่าน่าสนใจเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ราชินีก็โหดร้ายและไร้หัวใจเช่นกัน เขาบริจาคสุนัขมากกว่าหนึ่งตัวเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ และที่นี่ โอเค เราไม่ได้พูดถึงเรื่องนั้นเลย

ของเหลวนี้คืออะไร? ของเหลวสามารถหายใจได้หรือไม่? และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในด้านนี้เป็นอย่างไร?

เพื่อให้ชัดเจนว่าทำไมการค้นพบนี้จึงเรียกว่าเป็นความก้าวหน้าที่แท้จริง ย้อนกลับไปในช่วงปลายยุค 80 ถือว่าการหายใจเป็นของเหลว นิยายวิทยาศาสตร์. ฮีโร่ของภาพยนตร์เรื่องนี้ถูกใช้โดยผู้กำกับชาวอเมริกัน James Cameron "The Abyss" และแม้แต่ในภาพก็ยังถูกเรียกว่าการพัฒนาเชิงทดลอง

มีการพยายามสอนมนุษย์และสัตว์ให้หายใจด้วยของเหลวมานานแล้ว การทดลองครั้งแรกในยุค 60 ไม่ประสบความสำเร็จ หนูทดลองมีอายุได้ไม่นาน ในมนุษย์ เทคนิคการหายใจด้วยของเหลวในปอดได้รับการทดสอบเพียงครั้งเดียวในสหรัฐอเมริกา เพื่อช่วยทารกที่คลอดก่อนกำหนด อย่างไรก็ตาม ทารกทั้งสามคนไม่สามารถฟื้นคืนชีพได้

จากนั้นใช้เพอร์ฟอร์แรนเพื่อส่งออกซิเจนไปยังปอดและยังใช้แทนเลือดอีกด้วย ปัญหาหลักคือของเหลวนี้ไม่สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้เพียงพอ คาร์บอนไดออกไซด์ละลายได้ไม่ดีและจำเป็นต้องมีการระบายอากาศของปอดเพื่อการหายใจเป็นเวลานาน ในขณะพัก ชายร่างสูงปานกลางต้องผ่านของเหลว 5 ลิตรต่อนาที โดยมีน้ำหนักบรรทุก - 10 ลิตรต่อนาที ปอดไม่ได้รับการดัดแปลงสำหรับการโหลดดังกล่าว นักวิจัยของเราสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้

การหายใจด้วยของเหลว การช่วยหายใจด้วยของเหลวของปอด - การหายใจโดยใช้ของเหลวที่ละลายออกซิเจนได้ดี บน ช่วงเวลานี้มีการทดลองเทคโนโลยีดังกล่าวเพียงไม่กี่ครั้ง

การหายใจด้วยของเหลวเกี่ยวข้องกับการเติมของเหลวในปอด อิ่มตัวด้วยออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ซึ่งจะแทรกซึมเข้าสู่กระแสเลือด สารที่เหมาะสมที่สุดสำหรับจุดประสงค์นี้ถือเป็นสารประกอบเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนที่ละลายออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี มีแรงตึงผิวต่ำ มีความเฉื่อยสูง และไม่ถูกเผาผลาญในร่างกาย

การช่วยหายใจด้วยของเหลวบางส่วนในปอดขณะนี้อยู่ภายใต้การทดลองทางคลินิกสำหรับความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจต่างๆ มีการพัฒนาวิธีการระบายอากาศด้วยของเหลวในปอดหลายวิธี รวมถึงการช่วยหายใจโดยใช้ไอระเหยและละอองของเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน

การระบายอากาศด้วยของเหลวอย่างเต็มรูปแบบของปอดประกอบด้วยการเติมของเหลวในปอดให้สมบูรณ์ การทดลองเกี่ยวกับการระบายอากาศของปอดโดยของเหลวอย่างสมบูรณ์ได้ดำเนินการกับสัตว์ในปี 1970 และ 1980 ในสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา ตัวอย่างเช่น ในปี พ.ศ. 2518 ที่สถาบันศัลยศาสตร์หัวใจและหลอดเลือด A. N. Bakuleva ศาสตราจารย์ F. F. Beloyartsev ทำงานเกี่ยวกับการให้ออกซิเจนนอกปอดในระยะยาวโดยใช้เครื่องให้ออกซิเจนฟลูออโรคาร์บอนและเปลี่ยนสื่อที่เป็นก๊าซในปอดด้วยเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนเหลว อย่างไรก็ตาม การทดลองเหล่านี้ยังไม่ออกจากขั้นตอนนี้ เนื่องจากสารประกอบที่ศึกษาซึ่งเหมาะสำหรับการระบายอากาศของของเหลวในปอดมีข้อเสียหลายประการที่จำกัดการบังคับใช้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะไม่พบวิธีการใดที่สามารถประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่องได้

สันนิษฐานว่าการหายใจด้วยของเหลวสามารถใช้ในการดำน้ำลึกและการบินในอวกาศ เป็นหนึ่งในวิธีการรักษาที่ซับซ้อนของโรคบางชนิด

ในสหพันธรัฐรัสเซีย Andrey Viktorovich Filippenko นักวิทยาศาสตร์ แพทย์ ผู้พัฒนาเทคโนโลยีและผู้ประดิษฐ์เครื่องช่วยหายใจชนิดน้ำ มีส่วนร่วมในการทดลองและการพัฒนาในด้านการหายใจด้วยของเหลว พัฒนาการของนักวิทยาศาสตร์เป็นที่รู้จักทั้งในรัสเซียและต่างประเทศ Filippenko เป็นผู้เชี่ยวชาญด้าน MD PhD ในด้านการหายใจ พยาธิสรีรวิทยาของปอด เวชศาสตร์ฟื้นฟู การทดสอบทางเภสัชวิทยา และการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์ ผลิตรายงานทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคมากกว่า 20 รายการและเผยแพร่ประมาณ30 บทความทางวิทยาศาสตร์ในภาษารัสเซียและ สื่อต่างประเทศ. เขาได้พูดในการประชุมหลายครั้งเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลวและการช่วยเหลือเรือดำน้ำ ซึ่งรวมถึงในรัสเซีย เยอรมนี เบลเยียม สวีเดน บริเตนใหญ่ และสเปน เขามีใบรับรองลิขสิทธิ์สำหรับวิธีการระบุตำแหน่งอัลตราโซนิกของฟองก๊าซบีบอัด ฯลฯ ในปี 2014 Andrey Viktorovich Filippenko ได้ลงนามในข้อตกลงกับ Advanced Research Foundation ซึ่งทำงานจนถึงปี 2559

"นักวิทยาศาสตร์ได้สังเคราะห์สารที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ นั่นคือเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน ซึ่งแรงระหว่างโมเลกุลมีขนาดเล็กมากจนถือว่าเป็นสิ่งที่เป็นตัวกลางระหว่างของเหลวกับก๊าซ พวกมันละลายออกซิเจนในตัวเองได้มากกว่าน้ำ 18-20 เท่า" แพทย์วิทยาศาสตร์การแพทย์ Evgeniy Mayevsky ศาสตราจารย์หัวหน้าห้องปฏิบัติการพลังงานของระบบชีวภาพของสถาบันชีวฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและการทดลองของ Russian Academy of Sciences หนึ่งในผู้สร้าง perftoran ที่เรียกว่าเลือดสีน้ำเงิน เขาทำงานเกี่ยวกับการใช้งานทางการแพทย์ของเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนมาตั้งแต่ปี 2522

ที่ ความดันบางส่วนออกซิเจนเพียง 2.3 มิลลิลิตรเท่านั้นที่ละลายในบรรยากาศเดียวในน้ำ 100 มิลลิลิตร ภายใต้สภาวะเดียวกัน เพอร์ฟลูออโรคาร์บอนสามารถบรรจุออกซิเจนได้มากถึง 50 มิลลิลิตร ทำให้สามารถระบายอากาศได้ดี

“ยกตัวอย่างเช่น เมื่อดำน้ำลึกทุกๆ 10 เมตร ความดันจะเพิ่มขึ้นอย่างน้อยหนึ่งบรรยากาศ ส่งผลให้ ซี่โครงและปอดจะหดตัวจนไม่สามารถหายใจในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซได้ และหากมีของเหลวที่เป็นก๊าซในปอดซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศและแม้กระทั่งน้ำมาก พวกมันก็จะสามารถทำงานได้ ออกซิเจนสามารถละลายได้ในเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนโดยไม่ต้องผสมไนโตรเจนซึ่งมีอยู่มากในอากาศและการละลายในเนื้อเยื่อเป็นสาเหตุสำคัญที่สุดประการหนึ่งของการเจ็บป่วยจากการบีบอัดเมื่อขึ้นจากระดับความลึก” Maevsky กล่าวต่อ

ออกซิเจนจะเข้าสู่กระแสเลือดจากของเหลวที่เติมเข้าไปในปอด นอกจากนี้ยังสามารถละลายคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดได้

หลักการของการหายใจด้วยของเหลวนั้นเชี่ยวชาญโดยปลา เหงือกของพวกมันจะผ่านน้ำปริมาณมหาศาลในตัวเอง เอาออกซิเจนที่ละลายอยู่ในนั้นออกไปแล้วส่งให้เลือด มนุษย์ไม่มีเหงือกและการแลกเปลี่ยนก๊าซทั้งหมดเกิดขึ้นที่ปอด ซึ่งมีพื้นที่ผิวประมาณ 45 เท่าของพื้นผิวของร่างกาย ในการขับลมผ่านเข้าไป เราหายใจเข้าและหายใจออก กล้ามเนื้อทางเดินหายใจช่วยเราในเรื่องนี้ เนื่องจากเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ การหายใจบนพื้นผิวด้วยความช่วยเหลือจึงเป็นปัญหาอย่างมาก

“นี่เป็นศาสตร์และศิลป์ในการเลือกเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนดังกล่าวเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานของกล้ามเนื้อทางเดินหายใจและป้องกันความเสียหายต่อปอด ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของกระบวนการหายใจของเหลวไม่ว่าจะเกิดขึ้นโดยแรงหรือโดยธรรมชาติ” นักวิจัยสรุป .

อย่างไรก็ตาม ไม่มีอุปสรรคพื้นฐานสำหรับคนที่หายใจด้วยของเหลว Evgeny Mayevsky เชื่อว่านักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียจะนำเทคโนโลยีที่แสดงให้เห็นมาสู่ การใช้งานจริงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

จากการช่วยชีวิตไปจนถึงการช่วยเหลือเรือดำน้ำ

นักวิทยาศาสตร์เริ่มพิจารณาว่าเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนเป็นทางเลือกแทนการหายใจเอาก๊าซผสมในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมา ในปีพ.ศ. 2505 โยฮันเนส คิลสตรา นักวิจัยชาวดัตช์ได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง "ของหนูเหมือนปลา" ซึ่งอธิบายการทดลองกับหนูที่วางไว้ในสารละลายน้ำเกลือที่มีออกซิเจนที่ความดัน 160 บรรยากาศ สัตว์ยังมีชีวิตอยู่เป็นเวลา 18 ชั่วโมง จากนั้นคิลสตราก็เริ่มทดลองกับเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนและในปี 2509 ที่โรงพยาบาลเด็กคลีฟแลนด์ (สหรัฐอเมริกา) นักสรีรวิทยา Leland C. Clark พยายามใช้พวกมันเพื่อปรับปรุงการหายใจของทารกแรกเกิดที่เป็นโรคซิสติกไฟโบรซิส นี่เป็นโรคทางพันธุกรรมที่เด็กเกิดมาพร้อมกับปอดที่ด้อยพัฒนา ถุงลมของเขายุบ ซึ่งทำให้หายใจไม่ออก ปอดของผู้ป่วยดังกล่าวจะถูกล้างด้วยน้ำเกลือที่มีออกซิเจน คลาร์กตัดสินใจว่าควรใช้ของเหลวที่มีออกซิเจน นักวิจัยคนนี้ได้ทำสิ่งต่างๆ มากมายเพื่อพัฒนาการหายใจด้วยของเหลว

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 สหภาพโซเวียตเริ่มให้ความสนใจในของเหลว "หายใจ" ส่วนใหญ่ต้องขอบคุณหัวหน้าห้องปฏิบัติการของสถาบันวิจัยการถ่ายเลือดเลนินกราด Zoya Alexandrovna Chaplygina สถาบันนี้กลายเป็นหนึ่งในผู้นำในโครงการเพื่อสร้างสารทดแทนเลือด - ตัวพาออกซิเจนจากอิมัลชันของเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนและสารละลายของเฮโมโกลบินดัดแปลง

Felix Beloyartsev และ Khalid Khapiy ทำงานอย่างแข็งขันเกี่ยวกับการใช้สารเหล่านี้เพื่อล้างปอดที่สถาบันศัลยกรรมหัวใจและหลอดเลือด

Evgeny Mayevsky เล่าว่า “ในการทดลองของเรา ปอดของสัตว์ขนาดเล็กได้รับความเดือดร้อนบ้าง แต่ก็รอดมาได้ทั้งหมด”

ระบบการหายใจด้วยของเหลวได้รับการพัฒนาในหัวข้อปิดที่สถาบันเลนินกราดและมอสโกและตั้งแต่ปี 2551 ที่ภาควิชาอากาศพลศาสตร์ของมหาวิทยาลัยการบินและอวกาศแห่งรัฐซามารา พวกเขาทำแคปซูลประเภท "นางเงือก" สำหรับฝึกการหายใจด้วยของเหลวในกรณีฉุกเฉินของนักดำน้ำจากความลึกมาก ตั้งแต่ปี 2015 การพัฒนาได้รับการทดสอบใน Sevastopol ในธีม Terek ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก FPI

มรดกของโครงการนิวเคลียร์

Perfluorocarbons (perfluorocarbons) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่อะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟลูออรีน สิ่งนี้เน้นโดยคำนำหน้าภาษาละติน "per-" ซึ่งหมายถึงความสมบูรณ์ ความสมบูรณ์ สารเหล่านี้ไม่พบในธรรมชาติ พวกเขาพยายามที่จะสังเคราะห์ใน ปลายXIXศตวรรษ แต่ประสบความสำเร็จอย่างแท้จริงหลังสงครามโลกครั้งที่สองเมื่อมีความจำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ การผลิตของพวกเขาในสหภาพโซเวียตก่อตั้งขึ้นโดยนักวิชาการ Ivan Ludwigovich Knunyants ผู้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการของสารประกอบออร์กาโนฟลูออรีนที่สถาบันเศรษฐศาสตร์ของ Russian Academy of Sciences

"Perfluorocarbons ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีเพื่อให้ได้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ ในสหภาพโซเวียต นักพัฒนาที่ใหญ่ที่สุดของพวกเขาคือ สถาบันของรัฐเคมีประยุกต์ในเลนินกราด ปัจจุบันมีการผลิตใน Kirovo-Chepetsk และ Perm” Mayevsky กล่าว

ภายนอกเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนเหลวดูเหมือนน้ำ แต่มีความหนาแน่นมากกว่าอย่างเห็นได้ชัด พวกเขาไม่ทำปฏิกิริยากับด่างและกรด ไม่ออกซิไดซ์ และสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศา อันที่จริงถือว่าเป็นสารเคมี สารประกอบเฉื่อย. เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ วัสดุเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนจึงถูกนำมาใช้ในการช่วยชีวิตและเวชศาสตร์ฟื้นฟู

"มีการดำเนินการดังกล่าว - การล้างหลอดลมเมื่อบุคคลภายใต้การดมยาสลบถูกล้างด้วยปอดข้างหนึ่งแล้วปอดอีกข้างหนึ่ง ในช่วงต้นยุค 80 ร่วมกับศัลยแพทย์ Volgograd A.P. Savin เราได้ข้อสรุปว่าขั้นตอนนี้ทำได้ดีที่สุดด้วย perfluorocarbon ในรูปของอิมัลชัน" - Evgeny Mayevsky ยกตัวอย่าง

สารเหล่านี้ถูกใช้อย่างแข็งขันในด้านจักษุวิทยาเพื่อเร่งการสมานแผลในการวินิจฉัยโรครวมถึงมะเร็ง ที่ ปีที่แล้วกำลังพัฒนาวิธีการวินิจฉัย NMR โดยใช้เพอร์ฟลูออโรคาร์บอนในต่างประเทศ ในประเทศของเรา การศึกษาเหล่านี้ประสบความสำเร็จโดยทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก M.V. Lomonosov ภายใต้การแนะนำของนักวิชาการ Alexei Khokhlov, INEOS, ITEB RAS และ IEP (Serpukhov)

เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่พูดถึงความจริงที่ว่าสารเหล่านี้ใช้ทำน้ำมัน, น้ำมันหล่อลื่นสำหรับระบบที่ทำงานภายใต้สภาวะ อุณหภูมิสูงรวมทั้งเครื่องยนต์ไอพ่น

ที่มา:

Russian Foundation for Advanced Study ได้เริ่มทดสอบเทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลวสำหรับนักดำน้ำบนสุนัข

Vitaly Davydov รองผู้อำนวยการกองทุน กล่าวถึงเรื่องนี้ ตามที่เขาพูดการทดสอบเต็มรูปแบบกำลังดำเนินการอยู่

ห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งของเขากำลังดำเนินการเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลว ในขณะที่ทำการทดลองกับสุนัข กับเรา ดัชชุนด์สีแดงถูกแช่อยู่ในขวดขนาดใหญ่ที่มีน้ำคว่ำหน้าลง ดูเหมือนว่าทำไมเยาะเย้ยสัตว์ตอนนี้มันจะสำลัก หมายเลข เธอนั่งใต้น้ำเป็นเวลา 15 นาที บันทึกคือ 30 นาที เหลือเชื่อ. ปรากฎว่าปอดของสุนัขเต็มไปด้วยของเหลวที่มีออกซิเจนซึ่งทำให้เธอสามารถหายใจใต้น้ำได้ เมื่อพวกเขาดึงเธอออกมา เธอรู้สึกเซื่องซึมเล็กน้อย - พวกเขาบอกว่าเนื่องจากอุณหภูมิต่ำกว่า (และฉันคิดว่าใครชอบอยู่ใต้น้ำในขวดต่อหน้าทุกคน) แต่หลังจากนั้นไม่กี่นาทีเธอก็กลายเป็นตัวของตัวเอง ในไม่ช้าผู้คนจะทำการทดลอง - นักข่าวกล่าว " หนังสือพิมพ์รัสเซีย Igor Chernyak ซึ่งกลายเป็นพยานในการทดสอบที่ผิดปกติ

ทั้งหมดนี้คล้ายกับพล็อตเรื่องมหัศจรรย์ของภาพยนตร์เรื่อง "The Abyss" ที่มีชื่อเสียงซึ่งบุคคลสามารถลงไปในอวกาศได้ลึกมากซึ่งหมวกนิรภัยซึ่งเต็มไปด้วยของเหลว เรือดำน้ำหายใจกับมัน ตอนนี้มันไม่ใช่จินตนาการอีกต่อไป

เทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลวเกี่ยวข้องกับการเติมปอดด้วยของเหลวพิเศษที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนซึ่งแทรกซึมเข้าสู่กระแสเลือด มูลนิธิวิจัยขั้นสูงอนุมัติการดำเนินโครงการเฉพาะ งานกำลังดำเนินการโดยสถาบันวิจัยอาชีวเวชศาสตร์ มีการวางแผนที่จะสร้างชุดพิเศษที่จะเป็นประโยชน์ไม่เพียง แต่สำหรับเรือดำน้ำ แต่ยังสำหรับนักบินและนักบินอวกาศด้วย

ตามที่ Vitaly Davydov บอกกับผู้สื่อข่าวของ TASS แคปซูลพิเศษถูกสร้างขึ้นสำหรับสุนัขซึ่งแช่อยู่ในตู้กดน้ำแรงดันสูง ในขณะนี้ สุนัขสามารถหายใจได้โดยไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพเป็นเวลานานกว่าครึ่งชั่วโมงที่ความลึกสูงสุด 500 เมตร “สุนัขทดลองทุกตัวรอดชีวิตและรู้สึกดีหลังจากหายใจด้วยของเหลวเป็นเวลานาน” รองหัวหน้า FPI รับรอง

ไม่กี่คนที่รู้ว่ามีการทดลองเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลวกับคนในประเทศของเราแล้ว ให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง Aquanauts หายใจของเหลวที่ระดับความลึกครึ่งกิโลเมตรขึ้นไป นั่นเป็นเพียงผู้คนเกี่ยวกับวีรบุรุษของพวกเขาเท่านั้นที่ไม่รู้

ในปี 1980 สหภาพโซเวียตได้พัฒนาและเริ่มใช้โปรแกรมที่จริงจังเพื่อช่วยชีวิตผู้คนในเชิงลึก

เรือดำน้ำกู้ภัยพิเศษได้รับการออกแบบและรับหน้าที่ ศึกษาความเป็นไปได้ของการปรับตัวของมนุษย์ให้มีความลึกหลายร้อยเมตร ยิ่งไปกว่านั้น นักดำน้ำควรจะอยู่ลึกถึงระดับความลึกที่ไม่ได้สวมชุดประดาน้ำหนัก แต่ในชุดประดาน้ำที่หุ้มฉนวนเบาพร้อมอุปกรณ์ประดาน้ำอยู่ด้านหลังของเขา การเคลื่อนไหวของเขาไม่ได้ถูกจำกัดด้วยสิ่งใดๆ

เนื่องจากร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยน้ำเกือบทั้งหมด ความกดดันที่ร้ายแรงในระดับความลึกจึงไม่เป็นอันตรายต่อตัวเขาเอง ร่างกายควรเตรียมพร้อมสำหรับมันโดยการเพิ่มความดันในห้องความดันให้ได้ค่าที่ต้องการ ปัญหาหลักอยู่ที่อื่น วิธีหายใจด้วยความกดดันหลายสิบบรรยากาศ? อากาศบริสุทธิ์เป็นพิษต่อร่างกาย ต้องเจือจางในส่วนผสมของก๊าซที่เตรียมขึ้นเป็นพิเศษ โดยปกติแล้ว ไนโตรเจน-ฮีเลียม-ออกซิเจน

สูตรของพวกเขา - สัดส่วนของก๊าซต่าง ๆ - เป็นความลับที่ใหญ่ที่สุดในทุกประเทศที่มีการศึกษาที่คล้ายคลึงกัน แต่ที่ระดับความลึกมาก สารผสมฮีเลียมจะไม่ช่วย ปอดจะต้องเต็มไปด้วยของเหลวเพื่อไม่ให้ระเบิด ของเหลวชนิดใดที่เมื่อเข้าไปในปอดแล้วจะไม่ทำให้หายใจไม่ออก แต่จะถ่ายเทออกซิเจนผ่านถุงลมไปยังร่างกาย ซึ่งเป็นความลับจากความลับ

นั่นคือเหตุผลที่ทุกคนทำงานกับ aquanauts ในสหภาพโซเวียตและในรัสเซียก็ดำเนินการภายใต้หัวข้อ "ความลับสุดยอด"

อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลที่ค่อนข้างน่าเชื่อถือว่าในช่วงปลายทศวรรษ 1980 มีสถานีน้ำลึกในทะเลดำซึ่งเรือดำน้ำทดสอบอาศัยและทำงาน พวกเขาออกทะเลโดยสวมชุดประดาน้ำเท่านั้น โดยมีอุปกรณ์ดำน้ำอยู่ด้านหลัง และทำงานที่ระดับความลึก 300 ถึง 500 เมตร ก๊าซผสมพิเศษถูกป้อนเข้าสู่ปอดภายใต้ความกดดัน

สันนิษฐานว่าหากเรือดำน้ำตกอยู่ในความทุกข์ยากและจมลงสู่ก้นทะเลแล้วเรือดำน้ำกู้ภัยก็จะถูกส่งไป Aquanauts จะเตรียมไว้ล่วงหน้าสำหรับการทำงานในระดับความลึกที่เหมาะสม

สิ่งที่ยากที่สุดคือสามารถทนต่อการเติมปอดด้วยของเหลวและไม่กลัวตาย

และเมื่อเรือดำน้ำกู้ภัยเข้าใกล้จุดเกิดภัยพิบัติ นักประดาน้ำในอุปกรณ์เบาจะออกไปในมหาสมุทร ตรวจสอบเรือฉุกเฉิน และช่วยอพยพลูกเรือด้วยความช่วยเหลือจากเรือดำน้ำลึกพิเศษ

ไม่สามารถทำงานเหล่านั้นให้เสร็จได้เนื่องจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียต อย่างไรก็ตามผู้ที่ทำงานในเชิงลึกยังคงได้รับรางวัลดาวแห่งวีรบุรุษแห่งสหภาพโซเวียต

อาจเป็นไปได้ว่าการศึกษาที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นยังคงดำเนินต่อไปในยุคของเราใกล้กับเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กบนพื้นฐานของสถาบันวิจัยกองทัพเรือแห่งหนึ่ง

ที่นั่นก็เช่นกัน ทำการทดลองเกี่ยวกับส่วนผสมของก๊าซเพื่อการวิจัยในทะเลลึก แต่ที่สำคัญที่สุด อาจเป็นครั้งแรกในโลกที่ผู้คนที่นั่นเรียนรู้ที่จะหายใจด้วยของเหลว

ในเอกลักษณ์เฉพาะของพวกเขา งานเหล่านั้นซับซ้อนกว่าการพูดในการเตรียมนักบินอวกาศสำหรับเที่ยวบินไปยังดวงจันทร์ ผู้ทดสอบต้องเผชิญกับความเครียดทางร่างกายและจิตใจอย่างมาก

ประการแรก ร่างของนักดำน้ำในห้องความดันอากาศถูกปรับให้มีความลึกหลายร้อยเมตร จากนั้นพวกเขาก็ย้ายเข้าไปอยู่ในห้องที่เต็มไปด้วยของเหลวซึ่งพวกเขายังคงดำดิ่งสู่ความลึกเกือบหนึ่งกิโลเมตร

ส่วนที่ยากที่สุดตามที่ผู้ที่ยังคงมีโอกาสพูดคุยกับนักว่ายน้ำคือต้องทนต่อการเติมปอดด้วยของเหลวและเพียงแค่ไม่ตายด้วยความกลัว ไม่เกี่ยวกับความขี้ขลาด กลัวสำลักเป็นปฏิกิริยาตามธรรมชาติของร่างกาย อะไรก็เกิดขึ้นได้. อาการกระตุกของปอดหรือหลอดเลือดในสมอง แม้กระทั่งอาการหัวใจวาย

เมื่อบุคคลเข้าใจว่าของเหลวในปอดไม่ได้ทำให้เกิดความตาย แต่ให้ชีวิตในระดับที่ลึกมาก ความรู้สึกที่พิเศษและน่าอัศจรรย์อย่างแท้จริงก็เกิดขึ้น แต่เฉพาะผู้ที่เคยประสบกับความลุ่มหลงดังกล่าวเท่านั้นที่รู้เกี่ยวกับพวกเขา

อนิจจางานที่น่าทึ่งในความหมายของมันหยุดลงด้วยเหตุผลเบื้องต้น - เนื่องจากขาดการเงิน Heroes-aquanauts ได้รับตำแหน่ง Heroes of Russia และเกษียณอายุ ชื่อของเรือดำน้ำจัดอยู่ในทุกวันนี้

แม้ว่าพวกเขาควรจะได้รับเกียรติให้เป็นนักบินอวกาศคนแรก เพราะพวกเขาปูทางไปสู่ห้วงน้ำลึกของโลก

ขณะนี้ การทดลองเกี่ยวกับการหายใจด้วยของเหลวได้กลับมาดำเนินการอีกครั้ง โดยกำลังดำเนินการกับสุนัข ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสุนัขพันธุ์ดัชชุนด์ พวกเขายังประสบกับความเครียด

แต่นักวิจัยสงสารพวกเขา ตามกฎแล้ว หลังจากการทดลองใต้น้ำ พวกเขาพาพวกเขาไปอาศัยอยู่ในบ้านของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับอาหารอันโอชะที่รายล้อมไปด้วยความรักและความเอาใจใส่