หายใจเป็นของเหลว: นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียทำให้นิยายเป็นจริง คนก็เหมือนปลา หายใจเป็นของเหลวได้ไหม

28 ธันวาคม 2017

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

โดยส่วนตัวแล้ว ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมผู้คนจำนวนมากที่สงสารสุนัขบนโซเชียลเน็ตเวิร์กไม่รีบเร่งที่จะปกป้อง เช่น หนูและกระต่าย ซึ่งจริงๆ แล้วตายเป็นชุดในสถาบัน และพวกเขาคิดว่าน่าสนใจเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ราชินีก็โหดร้ายและไร้หัวใจเช่นกัน เขาบริจาคสุนัขมากกว่าหนึ่งตัวเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ และที่นี่ โอเค เราไม่ได้พูดถึงเรื่องนั้นเลย

ของเหลวนี้คืออะไร? ของเหลวสามารถหายใจได้หรือไม่? และสิ่งต่างๆ ในด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์นี้เป็นอย่างไร?

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

มีการพยายามสอนมนุษย์และสัตว์ให้หายใจด้วยของเหลวมานานแล้ว การทดลองครั้งแรกในยุค 60 ไม่ประสบความสำเร็จ หนูทดลองมีอายุได้ไม่นาน ในมนุษย์ เทคนิคการระบายอากาศของปอดด้วยของเหลวได้รับการทดสอบเพียงครั้งเดียวในสหรัฐอเมริกา เพื่อช่วยทารกที่คลอดก่อนกำหนด อย่างไรก็ตาม ทารกทั้งสามคนไม่สามารถฟื้นคืนชีพได้

ในเวลานั้น Perftoran ถูกใช้เพื่อส่งออกซิเจนไปยังปอดและยังใช้แทนเลือดอีกด้วย ปัญหาหลักคือของเหลวนี้ไม่สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้เพียงพอ คาร์บอนไดออกไซด์ละลายได้ไม่ดีและจำเป็นต้องมีการระบายอากาศของปอดเพื่อการหายใจเป็นเวลานาน ขณะพัก 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 นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าสารประกอบที่ศึกษาซึ่งเหมาะสำหรับการระบายอากาศของของเหลวในปอดมีข้อเสียหลายประการที่จำกัดการบังคับใช้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะไม่พบวิธีการใดที่สามารถประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่องได้

สันนิษฐานว่าการหายใจด้วยของเหลวสามารถใช้ในการดำน้ำลึกและการบินในอวกาศ เป็นหนึ่งในวิธีการรักษาที่ซับซ้อนของโรคบางชนิด

ในสหพันธรัฐรัสเซีย Andrey Viktorovich Filippenko นักวิทยาศาสตร์ แพทย์ ผู้พัฒนาเทคโนโลยีและผู้ประดิษฐ์เครื่องช่วยหายใจชนิดน้ำ มีส่วนร่วมในการทดลองและการพัฒนาในด้านการหายใจด้วยของเหลว พัฒนาการของนักวิทยาศาสตร์เป็นที่รู้จักทั้งในรัสเซียและต่างประเทศ Filippenko เป็นผู้เชี่ยวชาญด้าน MD PhD ในด้านการหายใจของของเหลว 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 Aleksandrovna Chaplygina สถาบันนี้กลายเป็นหนึ่งในผู้นำในโครงการเพื่อสร้างสารทดแทนเลือด - ตัวพาออกซิเจนจากอิมัลชันของเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนและสารละลายของเฮโมโกลบินดัดแปลง

Felix Beloyartsev และ Khalid Khapiy ทำงานอย่างแข็งขันเกี่ยวกับการใช้สารเหล่านี้เพื่อล้างปอดที่สถาบันศัลยกรรมหัวใจและหลอดเลือด

Evgeny Mayevsky เล่าว่า “ในการทดลองของเรา ปอดของสัตว์ขนาดเล็กได้รับความเดือดร้อนบ้าง แต่ก็รอดมาได้ทั้งหมด”

ระบบการหายใจด้วยของเหลวได้รับการพัฒนาในหัวข้อปิดที่สถาบันเลนินกราดและมอสโกและตั้งแต่ปี 2551 ที่ภาควิชาอากาศพลศาสตร์ของมหาวิทยาลัยการบินและอวกาศแห่งรัฐซามารา พวกเขาทำแคปซูลประเภท "นางเงือก" สำหรับฝึกการหายใจด้วยของเหลวในกรณีที่มีการช่วยเหลือฉุกเฉินของเรือดำน้ำจาก ลึกมาก. ตั้งแต่ปี 2015 การพัฒนาได้รับการทดสอบใน Sevastopol ในธีม Terek ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก FPI

มรดกของโครงการนิวเคลียร์

เปอร์ฟลูออโรคาร์บอน (perfluorocarbons) คือ สารประกอบอินทรีย์โดยที่อะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟลูออรีน 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:

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้หยุดอยู่แค่วันเดียว ความก้าวหน้ายังคงอยู่ ทำให้มนุษย์มีการค้นพบใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ นักวิทยาศาสตร์และผู้ช่วยหลายร้อยคนกำลังทำงานด้านการศึกษาสิ่งมีชีวิตและสังเคราะห์สารแปลกปลอม ทั้งแผนกกำลังทดลอง ทดสอบทฤษฎีต่างๆ และบางครั้งการค้นพบก็สร้างความประหลาดใจให้กับจินตนาการ ท้ายที่สุด สิ่งที่มีแต่ความฝันเท่านั้นที่จะกลายเป็นความจริงได้ พวกเขาพัฒนาแนวคิดและคำถามเกี่ยวกับการแช่แข็งบุคคลในตู้แช่เย็นด้วยการละลายในเวลาต่อมาในศตวรรษหรือเกี่ยวกับความสามารถในการหายใจของเหลวไม่ได้เป็นเพียงเรื่องราวที่ยอดเยี่ยมสำหรับพวกเขา การทำงานหนักของพวกเขาสามารถทำให้จินตนาการเหล่านี้เป็นจริงได้

นักวิทยาศาสตร์มีความกังวลเกี่ยวกับคำถามนี้มานานแล้ว: บุคคลสามารถหายใจของเหลวได้หรือไม่?

บุคคลจำเป็นต้องหายใจเป็นของเหลวหรือไม่?

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

• ทิศทางแรกคือการดำน้ำลึกมาก อย่างที่คุณทราบเมื่อดำน้ำ นักประดาน้ำประสบกับแรงกดดัน สิ่งแวดล้อมทางน้ำซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ 800 เท่า และจะเพิ่มขึ้น 1 ชั้นบรรยากาศทุกๆ 10 เมตร ความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นนี้เต็มไปด้วยผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อย่างมาก - ก๊าซที่ละลายในเลือดเริ่มเดือดในรูปของฟองอากาศ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "โรคกระสุนปืน" ซึ่งมักส่งผลกระทบต่อผู้ที่เกี่ยวข้องอย่างแข็งขัน นอกจากนี้ เมื่อว่ายในน้ำลึก มีความเสี่ยงที่จะเกิดพิษจากออกซิเจนหรือไนโตรเจน เนื่องจากในสภาวะดังกล่าว ก๊าซเหล่านี้ที่สำคัญต่อเราจึงเป็นพิษอย่างมาก เพื่อที่จะต่อสู้กับสิ่งนี้ พวกเขาใช้เครื่องช่วยหายใจแบบพิเศษหรือชุดอวกาศแข็งที่รักษาความดัน 1 บรรยากาศภายในตัวเอง แต่ถ้าสามารถหายใจด้วยของเหลวได้ ก็จะกลายเป็นวิธีที่สาม วิธีที่ง่ายที่สุดในการแก้ปัญหา เพราะของเหลวในระบบทางเดินหายใจไม่ได้ทำให้ร่างกายอิ่มตัวด้วยไนโตรเจนและก๊าซเฉื่อย และไม่จำเป็นต้องบีบอัดเป็นเวลานาน
• วิธีที่สองของการสมัครคือยา การใช้ของเหลวช่วยหายใจในนั้นสามารถช่วยชีวิตทารกที่คลอดก่อนกำหนดได้ เนื่องจากหลอดลมของพวกมันยังด้อยพัฒนาและเครื่องช่วยหายใจสามารถทำลายพวกมันได้ง่าย ดังที่คุณทราบในครรภ์ปอดของตัวอ่อนจะเต็มไปด้วยของเหลวและเมื่อถึงเวลาเกิดจะสะสมสารลดแรงตึงผิวในปอดซึ่งเป็นส่วนผสมของสารที่ไม่อนุญาตให้เนื้อเยื่อติดกันเมื่อหายใจเข้า แต่การคลอดก่อนกำหนด การหายใจต้องใช้กำลังจากทารกมากเกินไป และอาจจบลงได้ ผลร้ายแรง.

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

ตั้งแต่นั้นมา ปอดของมนุษย์ที่ระบายอากาศได้เต็มที่ก็ไม่กล้า แต่ในทศวรรษ 90 ผู้ป่วยที่มีการอักเสบรุนแรงต้องได้รับการช่วยหายใจด้วยของเหลวบางส่วน ในกรณีนี้ปอดจะเต็มเพียงบางส่วนเท่านั้น อนิจจาประสิทธิผลของวิธีการนี้ยังเป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากการระบายอากาศแบบธรรมดาก็ทำงานได้ดีเช่นกัน

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

ที่มาและพัฒนาการของการหายใจด้วยของเหลว

การทดลองครั้งแรกมีอายุย้อนไปถึงปี 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา การทดสอบครั้งแรกของเทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลวคือหนูทดลองและหนูทดลองซึ่งถูกบังคับให้หายใจไม่ใช่อากาศ แต่เป็นสารละลายน้ำเกลือซึ่งอยู่ภายใต้ความดัน 160 บรรยากาศ และพวกเขาหายใจ! แต่มีปัญหาที่ทำให้พวกเขาไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้เป็นเวลานาน - ของเหลวไม่อนุญาตให้กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์

แต่การทดลองไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น นอกจากนี้ การวิจัยเริ่มต้นขึ้นเกี่ยวกับสารอินทรีย์ซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟลูออรีน ซึ่งเรียกว่าเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน ผลลัพธ์ที่ได้ดีกว่าของเหลวในสมัยโบราณและดึกดำบรรพ์มาก เนื่องจากเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนเป็นสารเฉื่อย ร่างกายไม่ดูดซึม และละลายออกซิเจนและไฮโดรเจนได้อย่างสมบูรณ์ แต่มันก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบและการวิจัยในทิศทางนี้ยังคงดำเนินต่อไป

ตอนนี้ความสำเร็จที่ดีที่สุดในพื้นที่นี้คือเพอร์ฟลูบรอน (ชื่อทางการค้า - "Liquivent") คุณสมบัติของของเหลวนี้น่าทึ่งมาก:

1. ถุงลมจะเปิดได้ดีขึ้นเมื่อของเหลวนี้เข้าสู่ปอดและการแลกเปลี่ยนก๊าซจะดีขึ้น
2. ของเหลวนี้สามารถบรรทุกออกซิเจนได้มากกว่าอากาศถึง 2 เท่า
3. จุดเดือดต่ำทำให้สามารถระเหยออกจากปอดได้

แต่ปอดของเราไม่ได้ถูกออกแบบมาให้หายใจด้วยของเหลวได้หมด หากคุณเติมเพอร์ฟลูบรอนจนเต็ม 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 นักชีวเคมีจากอเมริกาจึงได้สร้างอุปกรณ์มหัศจรรย์ที่สามารถสร้างออกซิเจนจากน้ำและจัดหาให้กับนักประดาน้ำได้ ด้วยความจุของแบตเตอรี่ที่เพียงพอ นักประดาน้ำสามารถอยู่และหายใจลึก ๆ ได้เกือบไม่มีกำหนด

ทุกอย่างเริ่มต้นจากการที่นักวิทยาศาสตร์เริ่มทำการวิจัยโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าเฮโมโกลบินส่งอากาศจากเหงือกและปอดได้ดีเท่าๆ กัน พวกเขาใช้เลือดดำของตัวเองผสมกับโพลียูรีเทน - มันถูกแช่ในน้ำและของเหลวนี้ดูดซับออกซิเจนซึ่งละลายในน้ำอย่างไม่เห็นแก่ตัว นอกจากนี้ เลือดถูกแทนที่ด้วยวัสดุพิเศษ และผลที่ได้คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เหมือนเหงือกปกติของปลา ชะตากรรมของการประดิษฐ์มีดังนี้: 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 ถนนกลับขึ้นบกก็จะถูกปิดไว้สำหรับเขา เช่นเดียวกับนักดำน้ำ คนสะเทินน้ำสะเทินบกมักจะไปที่ชายหาดในชุดน้ำ ดังนั้นไม่ว่าผู้ที่ชื่นชอบจะพูดอะไรก็ตามคำตัดสินของนักวิทยาศาสตร์ยังคงมั่นคงและน่าผิดหวัง - ชีวิตที่ยืนยาวของคนใต้น้ำเป็นไปไม่ได้มันไม่มีเหตุผลที่จะขัดต่อธรรมชาติของแม่ในเรื่องนี้และความพยายามในการหายใจด้วยของเหลวทั้งหมดจะถึงวาระ สู่ความล้มเหลว

แต่อย่าสิ้นหวัง แม้ว่าก้นทะเลจะไม่มีวันกลายเป็นบ้านของเรา แต่เราก็มีกลไกทั้งหมดของร่างกายและความสามารถทางเทคนิคเพื่อที่จะเป็นแขกประจำ แล้วมันคุ้มไหมที่จะเสียใจ? ท้ายที่สุด สภาพแวดล้อมเหล่านี้ถูกมนุษย์ยึดครองไปแล้วในระดับหนึ่ง และตอนนี้ก้นบึ้งของอวกาศอยู่เบื้องหน้าเขา

และสำหรับตอนนี้ เราสามารถพูดด้วยความมั่นใจว่าส่วนลึกของมหาสมุทรจะเป็นสถานที่ทำงานที่ยอดเยี่ยมสำหรับเรา แต่ความพากเพียรสามารถนำไปสู่การหายใจที่แท้จริงใต้น้ำที่บางมาก มีเพียงการแก้ปัญหานี้เท่านั้น และสิ่งที่จะเป็นคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าจะเปลี่ยนอารยธรรมทางบกเป็นใต้น้ำได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับตัวเขาเองเท่านั้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้สภาวิทยาศาสตร์และเทคนิคแห่งมูลนิธิแห่งรัฐเพื่อการศึกษาขั้นสูงได้อนุมัติ "โครงการเพื่อสร้างเทคโนโลยีสำหรับการช่วยเหลือเรือดำน้ำโดยการขึ้นฟรีโดยใช้วิธีการหายใจด้วยของเหลว" ซึ่งควรดำเนินการโดยสถาบันอาชีวเวชศาสตร์มอสโก (ในขณะนั้น ทางฝ่ายบริหารของสถาบันไม่สามารถแสดงความคิดเห็นได้) "ห้องใต้หลังคา" ตัดสินใจค้นหาสิ่งที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังวลีลึกลับ "ลมหายใจเหลว"

การหายใจด้วยของเหลวแสดงให้เห็นได้อย่างน่าประทับใจที่สุดในภาพยนตร์เรื่อง The Abyss ของเจมส์ คาเมรอน

จริงอยู่ ในรูปแบบนี้ การทดลองกับมนุษย์ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน แต่โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ด้อยกว่าคาเมรอนมากนักในแง่ของการศึกษาประเด็นนี้

หนูเหมือนปลา

คนแรกที่แสดงให้เห็นว่าโดยหลักการแล้วสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถรับออกซิเจนไม่ได้จากส่วนผสมของก๊าซ แต่จากของเหลวคือ Johannes Kylstra จาก ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยดุ๊ก (สหรัฐอเมริกา) ร่วมกับเพื่อนร่วมงาน ในปี พ.ศ. 2505 เขาได้ตีพิมพ์ผลงาน "หนูอย่างปลา" (ของหนูเป็นปลา) ในวารสาร ธุรกรรมของ American Society สำหรับอวัยวะภายในเทียม.

คิลสตราและเพื่อนร่วมงานจุ่มหนูลงในน้ำเกลือ เพื่อที่จะละลายออกซิเจนให้เพียงพอสำหรับการหายใจ นักวิจัยได้ "ขับ" แก๊สให้เป็นของเหลวภายใต้ความกดดันสูงถึง 160 บรรยากาศ - ที่ความลึก 1.5 กิโลเมตร หนูในการทดลองเหล่านี้รอดชีวิตได้ แต่ไม่นานนัก: มีออกซิเจนเพียงพอในของเหลว แต่กระบวนการของการหายใจ การดึงของเหลวเข้าและผลักของเหลวออกจากปอดนั้นต้องใช้ความพยายามมากเกินไป

"สารโจ"

เป็นที่ชัดเจนว่าจำเป็นต้องเลือกของเหลวที่ออกซิเจนจะละลายได้ดีกว่าในน้ำมาก ของเหลวสองประเภทมีคุณสมบัติที่ต้องการ ได้แก่ น้ำมันซิลิโคนและเปอร์ฟลูออโรคาร์บอนเหลว หลังจากการทดลองโดย Leland Clark นักชีวเคมีที่ University of Alabama School of Medicine ในช่วงกลางทศวรรษ 1960 พบว่าของเหลวทั้งสองประเภทสามารถนำมาใช้ในการส่งออกซิเจนไปยังปอดได้ ในการทดลอง หนูและแมวจุ่มลงในทั้งเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนและน้ำมันซิลิโคน อย่างไรก็ตาม หลังกลายเป็นพิษ - สัตว์ทดลองตายไม่นานหลังจากการทดลอง แต่เพอร์ฟลูออโรคาร์บอนกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างเหมาะสมสำหรับการใช้งาน

Perfluorocarbons ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกระหว่างโครงการแมนฮัตตันเพื่อสร้าง ระเบิดปรมาณู: นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาสารที่จะไม่ถูกทำลายเมื่อทำปฏิกิริยากับสารประกอบยูเรเนียมและพวกมันก็ผ่านพ้นไป รหัสชื่อของโจ้. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหายใจด้วยของเหลว: “สารโจ” ไม่ทำปฏิกิริยากับเนื้อเยื่อที่มีชีวิตและละลายก๊าซได้อย่างสมบูรณ์ รวมถึงออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อ ความกดอากาศและ อุณหภูมิปกติร่างกายมนุษย์.

Kilstra และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ทำการวิจัยเทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลวเพื่อค้นหาเทคโนโลยีที่จะช่วยให้ผู้คนสามารถดำน้ำและลอยขึ้นสู่ผิวน้ำโดยไม่ต้องกลัวว่าจะเกิดการโค้งงอ การขึ้นอย่างรวดเร็วจากระดับความลึกมากด้วยการจ่ายก๊าซอัดเป็นสิ่งที่อันตรายมาก: ก๊าซละลายได้ดีกว่าในของเหลวภายใต้ความกดดัน ดังนั้นในขณะที่นักประดาน้ำขึ้นไป ก๊าซที่ละลายในเลือด โดยเฉพาะไนโตรเจน จะก่อตัวเป็นฟองที่ทำลายหลอดเลือด ผลที่ได้อาจเป็นเรื่องน่าเศร้าถึงกับเสียชีวิตได้

ในปีพ.ศ. 2520 คิลสตราส่งความเห็นต่อกระทรวงกองทัพเรือสหรัฐฯ ซึ่งเขาเขียนว่า ตามการคำนวณของเขา ผู้ชายสุขภาพดีสามารถรับออกซิเจนในปริมาณที่ต้องการได้เมื่อใช้เพอร์ฟลูออโรคาร์บอน ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะใช้ออกซิเจนแทนก๊าซอัด นักวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าโอกาสดังกล่าวเปิดโอกาสใหม่ในการช่วยเหลือเรือดำน้ำจากเรือดำน้ำขนาดใหญ่

การทดลองกับมนุษย์

ในทางปฏิบัติ เทคนิคการหายใจด้วยของเหลว ซึ่งในขณะนั้นเรียกว่าการช่วยหายใจด้วยของเหลวของปอด ใช้กับมนุษย์เพียงครั้งเดียวในปี 1989 จากนั้น Thomas Shaffer กุมารแพทย์จาก Temple University School of Medicine (USA) และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้วิธีนี้เพื่อช่วยทารกที่คลอดก่อนกำหนด ปอดของทารกในครรภ์เต็มไปด้วยของเหลว และเมื่อบุคคลเกิดและเริ่มหายใจเอาอากาศ ส่วนผสมของสารที่เรียกว่าสารลดแรงตึงผิวในปอดไม่อนุญาตให้เนื้อเยื่อปอดเกาะติดกันไปตลอดชีวิต ในทารกที่คลอดก่อนกำหนดไม่มีเวลาสะสมในปริมาณที่เหมาะสมและการหายใจต้องใช้ความพยายามอย่างมากซึ่งเต็มไปด้วยความตาย อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้นการระบายอากาศของทารกด้วยของเหลวไม่ได้ช่วยไว้: ผู้ป่วยทั้งสามเสียชีวิตในไม่ช้า แต่ข้อเท็จจริงที่น่าเศร้านี้มาจากสาเหตุอื่น ไม่ได้เกิดจากความไม่สมบูรณ์ของวิธีการ

การทดลองเพิ่มเติมเกี่ยวกับการระบายอากาศทั้งหมดของปอดเนื่องจากเทคโนโลยีนี้เรียกว่าทางวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ดำเนินการกับมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ในทศวรรษ 1990 นักวิจัยได้ปรับเปลี่ยนวิธีการและทดลองกับการระบายอากาศบางส่วน ซึ่งปอดไม่ได้เต็มไปด้วยของเหลวทั้งหมด ในผู้ป่วยที่ปอดอักเสบอย่างรุนแรง ผลลัพธ์แรกดูมีกำลังใจ แต่สุดท้ายก็ไปไม่ถึงการใช้งานทางคลินิก ปรากฎว่าการระบายอากาศแบบธรรมดาของปอดด้วยอากาศก็ใช้ได้เช่นกัน

สิทธิบัตรนิยาย

ขณะนี้นักวิจัยได้กลับมาใช้แนวคิดเรื่องการใช้การระบายอากาศแบบเต็มรูปแบบ อย่างไรก็ตาม ภาพที่สวยงามของชุดดำน้ำที่บุคคลจะหายใจด้วยของเหลวแทนที่จะเป็นส่วนผสมพิเศษของก๊าซนั้นอยู่ห่างไกลจากความเป็นจริง แม้ว่ามันจะสร้างความตื่นเต้นให้กับจินตนาการของสาธารณชนและจิตใจของนักประดิษฐ์

ดังนั้นในปี 2551 ศัลยแพทย์ชาวอเมริกันที่เกษียณอายุ Arnold Lande ได้จดสิทธิบัตรชุดดำน้ำโดยใช้เทคโนโลยีการระบายอากาศด้วยของเหลว แทนที่จะใช้ก๊าซอัด เขาเสนอให้ใช้เพอร์ฟลูออโรคาร์บอน และควรกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกินจะก่อตัวในเลือดโดยใช้เหงือกเทียม "ติด" ลงในเส้นเลือดตีบของนักประดาน้ำโดยตรง การประดิษฐ์นี้ได้รับความอื้อฉาวหลังจากสิ่งพิมพ์เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ อิสระ.

Philippe Micheau ผู้เชี่ยวชาญด้านการระบายอากาศของของเหลวที่มหาวิทยาลัย Sherbrooke ในแคนาดากล่าว โครงการของ Lande ดูน่าสงสัย “ในการทดลองของเรา (Michot และเพื่อนร่วมงานของเขาทำการทดลองกับลูกแกะและกระต่ายที่มีปอดแข็งแรงและปอดเสียหาย - ประมาณ "ห้องใต้หลังคา") เมื่อหายใจด้วยของเหลวทั้งหมด สัตว์เหล่านี้อยู่ภายใต้การดมยาสลบและไม่เคลื่อนไหว ดังนั้นเราจึงสามารถจัดระเบียบการแลกเปลี่ยนก๊าซตามปกติ: การส่งออกซิเจนและการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สำหรับคนที่ การออกกำลังกายเช่นการว่ายน้ำและการดำน้ำการส่งออกซิเจนและการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นปัญหาเนื่องจากการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาวะดังกล่าวอยู่เหนือบรรทัดฐาน” Michaud กล่าว นักวิทยาศาสตร์ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าเทคโนโลยีการตรึง "เหงือกเทียม" ในเส้นเลือดดำนั้นไม่เป็นที่รู้จักสำหรับเขา

ปัญหาหลักของ "การหายใจเหลว"

นอกจากนี้ Michaud ยังพิจารณาถึงแนวคิดของ "การหายใจด้วยของเหลว" อย่างน่าสงสัย เนื่องจากกล้ามเนื้อของมนุษย์ไม่ได้ถูกปรับให้เข้ากับ "การหายใจ" ด้วยของเหลว แต่ ระบบที่มีประสิทธิภาพปั๊มที่จะช่วยสูบและสูบของเหลวออกจากปอดของบุคคลเมื่อเขาเคลื่อนไหวและทำงานบางอย่างยังไม่ได้รับการพัฒนา

“ฉันต้องสรุปว่า เวทีปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีเป็นไปไม่ได้ที่จะพัฒนาชุดดำน้ำโดยใช้วิธีการระบายอากาศด้วยของเหลว” นักวิจัยเชื่อ

อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ยังคงมีการสำรวจต่อไปเพื่อวัตถุประสงค์อื่นๆ ที่สมจริงยิ่งขึ้น เช่น ช่วยคนจมน้ำ ล้างปอดเมื่อ โรคต่างๆหรืออุณหภูมิร่างกายลดลงอย่างรวดเร็ว (ใช้ในกรณีของการช่วยชีวิตในระหว่างภาวะหัวใจหยุดเต้นในผู้ใหญ่และทารกแรกเกิดที่สมองถูกทำลายจากการขาดออกซิเจนและขาดเลือด)

“ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายเหมือนที่นำเสนอในวันนี้ หมาน่าสงสาร” ด้วยคำพูดเหล่านี้ ผู้เชี่ยวชาญให้ความเห็นเกี่ยวกับการทดลองที่แสดงโดย Dmitry Rogozin ต่อประธานาธิบดีเซอร์เบียว่าเป็นตัวอย่างของการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดในรัสเซีย: สุนัขสามารถหายใจได้ไม่ใช่อากาศ แต่เป็นของเหลว เทคโนโลยีนี้คืออะไรและสามารถช่วยกองทัพรัสเซียได้หรือไม่?

ระหว่างการประชุมที่กรุงมอสโกกับประธานาธิบดี Aleksandar Vucic แห่งเซอร์เบีย รองนายกรัฐมนตรี Dmitry Rogozin เมื่อวันอังคาร การพัฒนาล่าสุด มูลนิธิรัสเซียการวิจัยขั้นสูง (FPI) Rogozin ตั้งข้อสังเกตว่าแขกชาวเซอร์เบียอาจถูกพาตัวไปที่ใหญ่ วิสาหกิจอุตสาหกรรมแต่น่าสนใจกว่ามากที่จะ "แสดงวันพรุ่งนี้ที่เราปรารถนา" "ไฮไลท์ของโปรแกรม" ดังกล่าวเป็นโครงการพิเศษของการหายใจด้วยของเหลวซึ่งแสดงให้เห็นต่อสาธารณชนเป็นครั้งแรก

ในฐานะผู้จัดการโครงการ แพทย์ทหารเรือ ฟีโอดอร์ อาร์เซนเยฟ อธิบายว่างานของการประดิษฐ์นี้คือการช่วยเหลือลูกเรือของเรือดำน้ำที่กำลังจะตาย ดังที่คุณทราบจากความลึกต่ำกว่า 100 เมตร เป็นไปไม่ได้ที่จะขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเจ็บป่วยจากการบีบอัด เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จะเป็นไปได้ที่จะสวมอุปกรณ์ที่มี "ของเหลวที่ปราศจากไนโตรเจน" บนเรือดำน้ำ ตามที่ TASS รายงาน ปอดของบุคคลจะไม่ถูกบีบอัดซึ่งจะช่วยให้คุณลอยขึ้นสู่ผิวน้ำและหลบหนีได้อย่างรวดเร็ว

ต่อหน้าประธานาธิบดีเซอร์เบีย สุนัขดัชชุนด์ถูกวางไว้ในถังพิเศษที่มีของเหลว ในเวลาไม่กี่นาที เธอคุ้นเคยกับมันและเริ่ม "หายใจ" ของเหลวด้วยตัวเอง หลังจากที่เจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการนำสุนัขออกจากถัง ใช้ผ้าขนหนูเช็ดให้แห้ง และประธานาธิบดีเซอร์เบียก็สามารถตรวจสอบได้เป็นการส่วนตัวว่าสุนัขอยู่ในระเบียบ Vučićลูบไล้สุนัขและยอมรับว่าเขาประทับใจมาก

ความฝันของ "มนุษย์ครึ่งบกครึ่งน้ำ"

“การหายใจด้วยของเหลวเป็นเทคโนโลยีทางการแพทย์เกี่ยวข้องกับการระบายอากาศของปอด ไม่ใช่ด้วยอากาศ แต่ใช้ของเหลวที่มีออกซิเจน ภายในกรอบของโครงการ กำลังมีการแก้ไขงานทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษาลักษณะเฉพาะของอิทธิพลของสารนำพาออกซิเจนต่างๆ ต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซและหน้าที่อื่น ๆ ของเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม” แผนกประชาสัมพันธ์ของมูลนิธิวิจัยขั้นสูง (FPI) บอกกับหนังสือพิมพ์ VZGLYAD

หนึ่งในทิศทางคือการก่อตัวของรากฐานทางชีวการแพทย์สำหรับเทคโนโลยีการอพยพตนเองของเรือดำน้ำด้วย ลึกมากสำหรับพื้นผิว FPI ตั้งข้อสังเกต แต่โดยทั่วไปเทคโนโลยีสามารถพัฒนาการสำรวจทางทะเลที่ยังไม่ได้สำรวจก่อนหน้านี้ของมนุษย์และ ความลึกของมหาสมุทร. อ้างว่า การพัฒนานี้มันจะมีความจำเป็นในการแพทย์ - ตัวอย่างเช่นจะช่วยให้ทารกคลอดก่อนกำหนดหรือผู้ที่ได้รับการเผาไหม้ ทางเดินหายใจจะพบการประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคหลอดลมอุดกั้น ติดเชื้อ และโรคร้ายแรงอื่น ๆ

ควรสังเกตว่าการหายใจเป็นของเหลวในแวบแรกดูเหมือนเป็นนิยายที่น่าอัศจรรย์ แต่จริงๆ แล้ว มันมีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ และแนวคิดนี้ก็ได้วางพื้นฐานทางทฤษฎีที่จริงจัง แทนที่จะใช้ออกซิเจน นักวิทยาศาสตร์เสนอให้ใช้สารประกอบเคมีพิเศษที่สามารถละลายออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี

"การหายใจด้วยของเหลว" เป็นแนวคิดที่ตายตัวสำหรับนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกมาช้านานแล้ว อุปกรณ์ "มนุษย์สะเทินน้ำสะเทินบก" สามารถช่วยชีวิตนักดำน้ำลึกและเรือดำน้ำได้ และในอนาคตจะมีประโยชน์ในการบินอวกาศในระยะยาว การพัฒนาดำเนินการในปี 1970–1980 ในสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา ทำการทดลองกับสัตว์ แต่ไม่ประสบความสำเร็จอย่างมาก

สมาชิกที่สอดคล้องกันของ Russian Academy of Natural Sciences ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์การแพทย์ Andrei Filippenko ซึ่งทำงานในโครงการการหายใจด้วยของเหลวมาเป็นเวลานาน ยอมรับก่อนหน้านี้กับหนังสือพิมพ์ Soverchenno Sekretno ว่าแทบไม่สามารถพูดเกี่ยวกับการพัฒนานี้ได้เนื่องจาก ความใกล้ชิด แต่ความจริงที่ว่าวิธีการช่วยชีวิตฉุกเฉินของลูกเรือนั้นล้าสมัยอย่างสิ้นหวังและต้องการการปรับปรุงให้ทันสมัยก่อนนั้นแสดงให้เห็นโดยโศกนาฏกรรมของเรือดำน้ำ Kursk

จำได้ว่าก่อนหน้านี้มีรายงานเกี่ยวกับโครงการที่กล้าหาญอื่นๆ ของ FPI โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นี่คือ "ผู้ออกแบบ" สำหรับการสร้างเครื่องบินแห่งอนาคต

การช่วยชีวิตควรรอที่ชั้นบน

“เทคโนโลยีนี้สมบูรณ์แบบมาหลายสิบปีแล้ว แต่สิ่งนี้ต้องการคนที่ได้รับการฝึกอบรมมาอย่างดี เมื่อของเหลวนี้ถูกเทลงในปอดของบุคคลสัญชาตญาณของการรักษาตัวเองจะทำงานโดยอัตโนมัติอาการกระตุกจะปิดกั้นลำคอร่างกายต่อต้านด้วยสุดความสามารถ โดยปกติจะทำภายใต้การดูแลของแพทย์ ในมนุษย์การทดลองดังกล่าวดำเนินการในบางกรณี แต่ส่วนใหญ่เป็นการทดลองกับสัตว์” หัวหน้าคณะกรรมการภายใต้รัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซียเพื่องานใต้น้ำอธิบายกับหนังสือพิมพ์ VZGLYAD วัตถุประสงค์พิเศษในปี พ.ศ. 2535-2537 นายแพทย์ วิทยาศาสตร์เทคนิคศาสตราจารย์ รองพลเรือโท Tengiz Borisov

“ตามกฎแล้ว หลอดพิเศษถูกสอดเข้าไปในกล่องเสียง โดยที่ปอดจะเต็มไปด้วยของเหลวนี้อย่างช้าๆ” Borisov กล่าวเสริม:

- ในขณะเดียวกัน ร่างกายก็ต่อต้านทุกวิถีทาง เราต้องการยาที่ป้องกันอาการกระตุก เราต้องการยาสลบ ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายเหมือนที่นำเสนอในวันนี้ หมาน่าสงสาร”

“ถ้ามีคนออกมาจากเรือดำน้ำ เขาจะหลีกเลี่ยงความเจ็บป่วยจากการบีบอัดได้จริง ๆ แต่ในกรณีใด ๆ เรือดำน้ำจะไม่สามารถหลบหนีได้ด้วยตัวเอง มีความจำเป็น: ​​a) ให้ความรู้ผู้คนบนเรือดำน้ำเป็นพิเศษ b) ที่ด้านบนพูดคร่าวๆทีมช่วยชีวิตควรจะรอซึ่งจะสูบของเหลวนี้ออกจากบุคคลและบังคับให้เขาหายใจ ตามปกติ"ผู้เชี่ยวชาญกล่าวเสริม

“ฉันคิดว่าในทางการแพทย์ เทคโนโลยีนี้ง่ายต่อการนำไปใช้และนำไปใช้ในโรงพยาบาล เมื่อมีผู้เชี่ยวชาญในบริเวณใกล้เคียงและ จำนวนมากของอุปกรณ์ที่จำเป็น แต่การช่วยเหลือลูกเรือของเรือดำน้ำที่จมด้วยวิธีการดังกล่าวไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งในอนาคตอันใกล้” Borisov สรุป

ของเหลวอิ่มตัวด้วยออกซิเจนละลายน้ำซึ่งซึมเข้าสู่กระแสเลือด สารที่เหมาะสมที่สุดสำหรับจุดประสงค์นี้คือสารประกอบเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน ซึ่งละลายออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี มีแรงตึงผิวต่ำ มีความเฉื่อยสูง และไม่ถูกเผาผลาญในร่างกาย

การช่วยหายใจด้วยของเหลวบางส่วนในปอดขณะนี้อยู่ภายใต้การทดลองทางคลินิกสำหรับความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจต่างๆ มีการพัฒนาวิธีการระบายอากาศด้วยของเหลวในปอดหลายวิธี รวมถึงการช่วยหายใจโดยใช้ไอระเหยและละอองของเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน

การระบายอากาศด้วยของเหลวอย่างเต็มรูปแบบของปอดประกอบด้วยการเติมของเหลวในปอดให้สมบูรณ์ การทดลองเกี่ยวกับการระบายอากาศของปอดด้วยของเหลวอย่างสมบูรณ์ได้ดำเนินการกับสัตว์ในยุค 70 และ 80 ของศตวรรษที่ 20 ในสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา แต่ยังไม่ได้ออกจากขั้นตอนนี้ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าสารประกอบที่ศึกษาซึ่งเหมาะสำหรับการระบายอากาศของของเหลวในปอดมีข้อเสียหลายประการที่จำกัดการบังคับใช้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะไม่พบวิธีการใดที่สามารถประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่องได้

สันนิษฐานว่าการหายใจด้วยของเหลวสามารถใช้ในการดำน้ำลึกและการบินในอวกาศ เป็นหนึ่งในวิธีการรักษาที่ซับซ้อนของโรคบางชนิด

ในวัฒนธรรม

สิ่งที่คล้ายกันได้แสดงในภาพยนตร์เรื่อง The Abyss โดย James Cameron (สัมผัสกับการใช้เครื่องช่วยหายใจชนิดน้ำสำหรับความลึกพิเศษ ดำน้ำลึก) และยังได้สัมผัสใน The Lost Symbol ของแดน บราวน์ด้วย

ในรอบสุดท้าย หนังแฟนตาซี"ภารกิจสู่ดาวอังคาร" ของ Brian de Palma ฮีโร่ของ Gary Sinise อยู่บนเรือ Martian ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการใช้เทคโนโลยีการหายใจด้วยของเหลว

เขียนรีวิวเกี่ยวกับบทความ "การหายใจด้วยของเหลว"

หมายเหตุ

ลิงค์

• bja.oxfordjournals.org/content/91/1/143.full

ข้อความที่ตัดตอนมาอธิบายลักษณะการหายใจของของเหลว

เจ้าชายหันไปหาสจ๊วตและจ้องมาที่เขาด้วยดวงตาที่ขมวดคิ้ว
- อะไร? รัฐมนตรี? รัฐมนตรีคนไหน? ใครสั่ง? เขาพูดด้วยน้ำเสียงแข็งกร้าว - สำหรับเจ้าหญิง ลูกสาวของฉัน พวกเขาไม่ได้เคลียร์ แต่สำหรับรัฐมนตรี! ฉันไม่มีรัฐมนตรี!
ฯพณฯ ผมคิดว่า...
- คุณคิดว่า! เจ้าชายตะโกน ออกเสียงคำอย่างเร่งรีบและไม่ต่อเนื่องกันมากขึ้น - คิดว่า ... โจร! วายร้าย! ฉันจะสอนให้คุณเชื่อ - และเมื่อยกไม้เท้าขึ้นเขาเหวี่ยงมันที่ Alpatych และคงจะตีเขาถ้าผู้จัดการไม่เบี่ยงเบนจากการถูกโจมตีโดยไม่ได้ตั้งใจ - ฉันคิด! วายร้าย! เขาตะโกนอย่างเร่งรีบ แต่ถึงแม้อัลปาติชซึ่งกลัวความอวดดีของเขา - เพื่อเบี่ยงเบนจากการถูกโจมตีเข้าหาเจ้าชายโดยก้มหัวโล้นอย่างเชื่อฟังต่อหน้าเขาหรือบางทีอาจเป็นเพราะเหตุนี้เจ้าชายยังคงดำเนินต่อไป ตะโกน: “วายร้าย! ทิ้งถนน!" ไม่ได้หยิบไม้ขึ้นมาอีกครั้งและวิ่งเข้าไปในห้อง
ก่อนอาหารค่ำ เจ้าหญิงกับบูริเอนที่รู้ว่าเจ้าชายอารมณ์ไม่ดี ยืนรอเขาอยู่ ม.บูริเอนทำหน้ายิ้มแย้มว่า “ไม่รู้อะไร ฉันก็เหมือนกัน” เช่นเคย” และเจ้าหญิงแมรี่ - ซีด, หวาดกลัว, หลับตาลง สิ่งที่ยากที่สุดสำหรับเจ้าหญิงแมรีคือเธอรู้ว่าในกรณีเหล่านี้จำเป็นต้องทำตัวเหมือน m lle Bourime แต่เธอทำไม่ได้ ดูเหมือนกับเธอ: “ถ้าฉันทำเหมือนฉันไม่สังเกต เขาจะคิดว่าฉันไม่มีความเห็นอกเห็นใจเขา ฉันจะทำให้ตัวเองน่าเบื่อและแปลก ๆ เขาจะพูด (ตามที่มันเกิดขึ้น) ว่าฉันแขวนจมูก” ฯลฯ
เจ้าชายมองดูใบหน้าที่หวาดกลัวของลูกสาวและพ่นลมหายใจ
“หมอ… หรือคนโง่!…” เขากล่าว
“และนั่นไม่ใช่! พวกมันก็นินทาเธอเหมือนกัน” เขานึกถึงเจ้าหญิงน้อยซึ่งไม่อยู่ในห้องอาหาร
- เจ้าหญิงอยู่ที่ไหน - เขาถาม. - ซ่อนเร้น?...
“เธอไม่ค่อยสบายเท่าไหร่” m lle Bourienne ยิ้มอย่างร่าเริง “เธอจะไม่ออกมา เป็นที่เข้าใจดังนั้นในตำแหน่งของเธอ
- อืม! อืม! เอ่อ! เอ่อ! - เจ้าชายกล่าวและนั่งลงที่โต๊ะ
จานนี้ดูเหมือนไม่สะอาดสำหรับเขา เขาชี้ไปที่รอยเปื้อนแล้วทิ้งมัน Tikhon หยิบมันขึ้นมาแล้วยื่นให้บาร์เทนเดอร์ เจ้าหญิงน้อยไม่สบาย แต่เธอกลัวเจ้าชายอย่างไม่อาจต้านทานได้ เมื่อได้ยินว่าเขาอารมณ์ไม่ดีอย่างไร เธอจึงตัดสินใจไม่ออกไป
“ฉันกลัวเด็ก” เธอพูดกับบูริเอนน์ “พระเจ้ารู้ดีว่าจะทำอะไรได้เพราะตกใจ
โดยทั่วไปแล้ว เจ้าหญิงตัวน้อยอาศัยอยู่ในเทือกเขาหัวโล้นตลอดเวลาภายใต้ความรู้สึกกลัวและเกลียดชังต่อเจ้าชายเฒ่า ซึ่งเธอไม่รู้ตัว เพราะความกลัวมีชัยมากจนเธอไม่รู้สึกถึงมัน มีความเกลียดชังในส่วนของเจ้าชาย แต่ก็ถูกกลบด้วยการดูถูก เจ้าหญิงซึ่งตั้งรกรากอยู่ในเทือกเขาหัวโล้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งตกหลุมรักกับบูริแอนน์ใช้เวลาหลายวันกับเธอขอให้เธอค้างคืนกับเธอและมักพูดกับเธอเกี่ยวกับพ่อตาของเธอและตัดสินเขา
- Il nous มาถึง du monde เจ้าชาย mon [แขกกำลังมาหาเรา เจ้าชาย] - m lle Bourienne คลี่ผ้าเช็ดปากสีขาวด้วยมือสีชมพูของเธอ - ความเป็นเลิศของลูกชาย le prince Kouraguine avec son fils, a ce que j "ai entendu dire? [ ฯพณฯ เจ้าชาย Kuragin กับลูกชายของเขา ฉันได้ยินมามากแค่ไหน?] - เธอถามอย่างสงสัย
“หืม… เด็กคนนี้เก่งมาก… ฉันแต่งตั้งเขาไปที่วิทยาลัย” เจ้าชายพูดอย่างขุ่นเคือง - และทำไมลูกชายฉันไม่เข้าใจ Princess Lizaveta Karlovna และ Princess Marya อาจรู้ ฉันไม่รู้ว่าเขาพาลูกชายคนนี้มาที่นี่ทำไม ฉันไม่ต้องการ และเขามองไปที่ลูกสาวที่หน้าแดง
- ไม่แข็งแรงใช่มั้ย? จากความกลัวของรัฐมนตรีในขณะที่คนโง่ Alpatych กล่าวในวันนี้
- ไม่ มอน แปร์ [พ่อ.]
ไม่ว่า Bourienne จะไม่ประสบความสำเร็จในการสนทนา เธอไม่หยุดและพูดคุยเกี่ยวกับเรือนกระจก เกี่ยวกับความงามของดอกไม้บานใหม่ และเจ้าชายอ่อนลงหลังจากซุป
หลังอาหารเย็นเขาไปหาลูกสะใภ้ เจ้าหญิงน้อยนั่งที่โต๊ะเล็กและคุยกับมาช่าสาวใช้ เธอหน้าซีดเมื่อเห็นพ่อตาของเธอ
เจ้าหญิงน้อยเปลี่ยนไปมาก ตอนนี้เธอแย่กว่าดีแล้ว แก้มย้อย ริมฝีปากยกขึ้น ตาเหม่อลอย
“ใช่ มีความหนักหนาอยู่บ้าง” เธอตอบคำถามของเจ้าชายเกี่ยวกับสิ่งที่เธอรู้สึก