Belélegezhet egy személy folyadékot? Lélegezzen be folyadékot: orosz tudósok valósággá tették a sci-fit.

A folyékony légzés témája régóta izgatja az emberek elméjét - először a sci-fi írók, majd a komoly tudósok. Mint sokéves kutatómunka után kiderült, tüdőnk továbbra is képes úgy működni, mint a halkopoltyú: ehhez speciális folyadékkal kell feltölteni, amely rendszeresen megújul. Ezek a fejlemények az ember győzelmét jelentik a természet erői és a fizika törvényei felett, és a dekompressziós betegség fogalma hamarosan reménytelenül elavulttá válik.

Mélytengeri betegség

A dekompressziós betegség vagy a dekompressziós betegség a 19. század közepe óta ismert. A betegség hátterében az áll, hogy a búvárok által használt sűrített levegős palackok normál összetételű levegőt tartalmaznak. Mindössze 20% oxigént tartalmaz, amit szervezetünk teljesen felhasznál és szén-dioxiddá alakít át. A fennmaradó 80% főleg nitrogén, hélium, hidrogén és kisebb szennyeződések. Ahogy a búvár gyorsan felemelkedik a tenger mélyéről a felszínre, ezeknek a ballasztgázoknak a nyomása megváltozik. Ennek eredményeként elkezdenek felszabadulni buborékok formájában a vérbe, és elpusztítják a sejtek és az erek falát, blokkolva a véráramlást. Súlyos esetben a dekompressziós betegség bénuláshoz vagy halálhoz vezethet.

Ezért azok az emberek, akik régóta szenvedélyesen búvárkodnak, nem engedhetik meg maguknak, hogy 70 méternél mélyebbre merüljenek, mert az rendkívül veszélyes. Csak az egyedülálló szakemberek képesek nagy mélységekbe merülni – csak néhány van belőlük a világon. A világcsúcstartó itt a dél-afrikai Nuno Gomez. A 2005-ös merülése 318 méteres mélységig mindössze 14 percig tartott, míg az emelkedés körülbelül 12 óráig tartott. Ugyanakkor Gomez 35 henger (csaknem 450 liter) sűrített levegőt költött el.

A kockázati csoportba nem csak a búvárok és a keszonban dolgozó munkások tartoznak (nagynyomású kamrák, amelyeket általában folyók alatti alagutak építésére használnak, és hídtámaszokat rögzítenek az alsó talajba), hanem a nagy magasságban tartózkodó pilóták, valamint az űrsétaruhát használó űrhajósok is. alacsony nyomás. Sajnos a légzőkeverék tiszta oxigénnel való helyettesítése szintén nem lehetséges. Fejfájást és általános gyengeséget okoz, hosszan tartó használat esetén lipidperoxidáció és a szabad gyökök oxidációjának aktiválódása következik be, ami az antioxidánsok kimerüléséhez és oxidatív stressz kialakulásához vezet a szervezetben. Ez pedig majdnem 100%-os a rák kialakulásának kockázata.

Első sikerek

Az első folyadéklégzéssel kapcsolatos kísérleteket 1966-ban végezték egereken. Clark Leland a kísérleti állatok tüdejében lévő levegőt folyékony perfluor-szénhidrogén vegyületekkel helyettesítette. Az eredmények meglehetősen sikeresek voltak - az egerek több órán át folyadékba merülve tudtak lélegezni, majd ismét levegőt lélegezni. A neonatológusok több mint 20 éve használnak hasonló technológiákat a koraszülöttek gondozására. Az ilyen babák tüdőszövete születéskor még nem alakul ki teljesen, ezért speciális eszközök segítségével a légzőrendszert perfluor-szénhidrogén alapú oxigéntartalmú oldattal telítik.

Ezek az anyagok szénhidrogének, amelyekben az összes hidrogénatomot fluoratom helyettesíti. A perfluor-szénhidrogének abnormálisan nagy a gázok, például az oxigén és a szén-dioxid feloldó képessége. Ezenkívül rendkívül inertek, és nem metabolizálódnak a szervezetben, ami lehetővé teszi, hogy ne csak a tüdő szellőztetésére használják őket, hanem akár mesterséges vérként is. Az elmúlt években kutatások folytak a légzőfolyadék tulajdonságainak javítására: az új formula neve „perflubron” Ez egy tiszta, olajos, alacsony sűrűségű folyadék. Mivel nagyon alacsony forráspontja van, gyorsan és könnyen eltávolítható (elpárolog) a tüdőből.

Készen áll a merülésre!

Arnold Lande, egykori sebész, ma egy átlagos amerikai nyugdíjas feltaláló szabadalmat jegyeztetett be egy „folyékony levegő” hengerrel felszerelt búvárruhára. Innen a búvár sisakjába kerül, kitölti a fej körüli teljes teret, kiszorítja a levegőt a tüdőből, a nasopharynxből és a fülekből, elegendő oxigénnel telítve a tüdejét. A légzés során felszabaduló szén-dioxid pedig egyfajta kopoltyú segítségével jön ki a búvár combi vénájához.

Így maga a légzési folyamat egyszerűen szükségtelenné válik - az oxigén a tüdőn keresztül jut be a vérbe, és a szén-dioxid közvetlenül a vérből távozik. A vízoszlop nyomása pedig valóban nagy mélységben túl nagy: ha valahol a Mariana-árok alján próbál levegőt venni, egy búvár azt kockáztatja, hogy eltörik a bordáit. Tehát a pszichológiai szempont most az előtérben van: meg kell tanítanunk a búvárokat lélegezni anélkül, hogy érthető szorongást tapasztalnának. Ehhez a búvároknak kiképzésen kell részt venniük, és csak az összes szükséges készség megszerzése után hagyhatják el a medencét „nyílt útra”.

"Találmányom lehetővé teszi, hogy teljesen elkerüljük a dekompressziós betegség kialakulását, mivel a belélegzett folyadék nem tartalmaz nitrogént, héliumot és hidrogént, amelyek valójában buborékokat képeznek, amelyek eltömítik az ereket és súlyos belső szervek károsodásához vezetnek" - jelentette ki diadalmasan Arnold Landy. az Alkalmazott Bionika és Biomechanika Nemzetközi Konferenciáján, amelyet Olaszországban tartottak.

Így a feltaláló nem csak a mélytengeri hódítóknak adott értékes ajándékot. Feltételezik, hogy a folyékony légzés sikeresen alkalmazható űrrepülések során és bizonyos betegségek komplex terápiájának egyik eszközeként is. A természetvédők is örülhettek: például a Mexikói-öbölben egy olajkút hírhedt szakadása másfél ezer méteres mélységben történt, ami még a technikának is sok. De a búvárok, akik úgy lélegznek, mint a halak, képesek lennének gyorsan megbirkózni a javítással ebben a helyzetben.

A kutyával végzett folyékony légzéssel kapcsolatos nyilvános kísérlet után a tudósok érdeklődnek ennek a tapasztalatnak a hasznosságáról és általában a technológia kilátásairól. Szerkesztőségi N+1 Andrei Filippenko orvost és tudóst kérte fel, aki a szovjet idők óta fejleszt folyékony légzőrendszereket, hogy beszéljen a kutatás jelenlegi állásáról ezen a területen.

N+1: Mindannyian láttuk már az Alapítvány a Haladó Tanulmányokért által szervezett látványos tacskó bemutatót. Az 1980-as évek óta foglalkozik folyadéklégzéssel, van valami köze ehhez a projekthez? Ön az FPI alkalmazottja?

Andrey Filippenko: Nem, az Alaptól függetlenül dolgozom. Az 1980-as években a folyadéklégzés problémáival foglalkozó kutatás tudományos igazgatója voltam (Olifa MZ K+F). 2014–15-ben az Alappal befejezte a „Terek” előzetes projektet, folytatta a folyadéklégzés oktatását, mint társas tevékenységet, utazott és a „Terek-1” téma folytatásában feladatokat koordinált a társ-végrehajtók számára egészen az év első feléig. 2016. Most továbbra is a problémán dolgozom, mint orvos-kutató és folyékony légzőkészülékek fejlesztője tengeralattjárók, búvárok és űrhajósok számára.

Kísérletek folyékony légzéssel 1988-ban

Az IBMP szakemberei kételkednek abban, hogy extrém helyzetben valóban lehetséges-e a folyadéklégzés technológiája, különösen azért, mert az erre való átálláshoz gyorsan el kell távolítani a levegőt a tüdőből, különben „fehér fulladás” léphet fel. Hogyan lehet megoldani ezt a problémát?

Ennek a fulladásnak az oka a glottis, pontosabban a hangszalagok elzáródása. Merítés közben (teljes víz alá merítés) nem minden emlősnél működnek, a záróelem érzéstelenítéssel eltávolítható. Az elzáródás megelőzése minden hörgőtükrözésnél sztenderd probléma, a hörgőtükrözés pedig rutinszerű a kórházakban, vagyis megoldódik a szalagzáródás megelőzése.

Hogyan biztosítsunk légzőfolyadékot? Végül is ez állandó szivattyúzást és oxigéntartalmú folyadék megújítását igényel. Biztosíthatja-e az ember tüdeje az állandó pumpálást?

1987-88-ban megmutattam, hogy a nagytestű állatok (kutyák) megbirkóznak ezzel - a rekeszizom és a bordaközi izmok mozgása miatt több órán keresztül is képesek folyadékot pumpálni. Ekkor láttunk először ellentmondást a nyugati publikációkkal - 20 percnél tovább is lehetséges a folyadéklégzés, vagyis az oxigéntartalmú folyadék belélegzése és kiürítése a szabadban, elfogadható gázszint mellett a vérben. Az emberek esetében ez valamivel nehezebb, mint az állatoknál, de ennek nincs leküzdhetetlen akadálya. Igen, ez elég nehéz, az ilyen kísérletek egészséges és erős embereknek valók, nem gyenge tüdővel és szívvel rendelkező idősek számára készültek. Nincsenek ilyen tengeralattjárók. Nincs lehetetlen folyékony légzésre, majd rendszeres légzésre váltani, bár ez néha nem könnyű. Az ördög a részletekben rejlik.

Lehetnek-e később negatív egészségügyi következményei? Tüdőkárosodás, tüdőgyulladás? Ha jól értem, a folyadék állítólag kimossa a felületaktív anyagot a tüdőből?

Igen, a tüdő alveolusait belülről valóban egy felületaktív anyag borítja, amely tágítva tartja őket. A sóoldatokkal végzett kísérletek során azt találták, hogy a felületaktív anyag kimosódott, és a tüdőben lévő alveolusok összeeshetnek. De kísérleteket végeztünk perfluor-szénhidrogén folyadékkal, és ennek rendkívül alacsony a nedvesítő képessége, ezért a felületaktív anyag gyakorlatilag nem mosódik ki az alveolusokból. Ezenkívül a légzőfolyadékhoz is hozzáadhat felületaktív anyagot (összetételükben eltérőek). Kutyákkal, patkányokkal és egerekkel végzett „tiszta” perfluorkarbonos kísérletekben nem tapasztaltuk a tüdő alveolusainak „összeomlását”. Meg kell jegyezni, hogy a folyadék nem szívódik fel az alveolusok falába, és némi folyadék marad a tüdőben, de elpárolog és kilélegzik.

De ennek ellenére a kísérletek eredményeként tüdőgyulladás fordult elő, például ugyanazon Frank Faleichiknél?

Faleichik egyébként él és virul orvos barátom a svéd Karolinska Intézetből nemrégiben. Gyakran nem csak a folyadékról van szó, hanem a hőmérsékletről is. Végül is a tengeralattjárók mentésének szimulálásához hidegben dolgozunk, kezdetben az állatot lehűtötték, az egész testet 10 fokos vízbe merítik, majd a tüdőbe öntik - hipotermia lép fel. És az egyetlen módja annak, hogy csökkentsük ezt a hipotermiát, ha gyorsan a felszínre emelkedünk.

Különösen nehéz a helyzet a tengeralattjárók számára, hiszen 100 méter alatt a víz hőmérséklete nem emelkedik 4 fok fölé. Még akkor is, ha az emelkedés során nem következik be hipotermia okozta halál, a későbbiekben fennáll a tüdőgyulladás okozta halálozás lehetősége. Ezért nincs értelme folyékony légzési technológiát szoba- vagy laboratóriumi körülményekre készíteni.

Meg kell oldanunk ezt a problémát. Hogyan lehet kizárni annak lehetőségét, hogy a kísérletben bizonyos szennyeződések a tüdőbe kerüljenek a folyadékkal, például kutyaszőr. Ezért javasoltam és teszteltem három évvel ezelőtt a tengeren, és egy tacskót fejjel lefelé egy kapszulába merítettem a tengeri kísérletekhez. Oxigéntartalmú folyadékot lélegzett, majd sikerült kikászálódnia a kutya búvárruhájából, és sok hideg tengervizet ivott.

Az első kísérletek nagytestű kutyákon az Összoroszországi Pulmonológiai Kutatóintézet laboratóriumában 1987-ben. A kutya állapotfigyelője látható, és a tüdő feltöltésének szakaszában légúti folyadékból mintát vesznek.

Andrej Filippenko személyes archívuma

Egy másik probléma magával a folyadékkal kapcsolatos. A sóoldatokkal végzett korai kísérletek során az állatok gyakran elpusztultak, mert nem tudtak visszatérni a levegőhöz. A tiszta perfluorkarbon folyadék megfelelő technikával nem okoz ilyen komplikációkat. Egyébként még az állam legfelsőbb tisztségviselőinek tartott bemutatóra kiképzett FPI-s alkalmazott is félreszólt az egész világ előtt bemutatott videóban, és perftoránnak nevezte, akaratlanul is reklámot csinálva korában egyedülálló gyógyszerünknek. A folyadék tisztasága rendkívül fontos, hogy tisztább legyen, mint a vérátömlesztésnél, még a legkisebb szennyeződések is súlyos következményekkel járhatnak.

Mennyire súlyos probléma lehet a magas vérnyomású idegszindróma?

A Haditengerészet hiperbár központjában, Lomonoszov városában, ahol 1979 óta dolgoztam, ezt a hatást sok éven át tanulmányozták a Tudományos Akadémia intézeteivel együtt. Kipróbáltunk gyógyszereket és inert gázokat adtunk a légzési keverékhez. Mindkettő segített enyhíteni az NSAID-ok megnyilvánulásait. Megtudjuk, mi fog történni szuper nagy mélységekben, amikor az ember közeledik hozzájuk. Az állatokon, még a majmokon végzett kísérleteket sem tudjuk teljesen átvinni az emberekre.

Miért lenne szükségük a tengeralattjáróknak folyadéklégzési technológiára? Nem egyszerűbb menekülési módot készíteni normál légzéssel?

A tengeralattjárókat nehéz kimenteni – balesetkor előfordulhat, hogy nincs fény vagy hő a hajón, szinte mindig van víz a vészrekeszben, és gyakran a mentés egyetlen módja a szabad emelkedés. Az egyik mentési lehetőség, hogy a speciális búvárruhás tengeralattjárók egy rekeszben gyűlnek össze, amelyet elönt a víz, majd egy nyíláson keresztül a felszínre úsznak. A gyakorlatban ez csak nagyon kis mélységben működik, mert a rekesz nyomásának növekedésével a nitrogén intenzíven kezd oldódni a vérben, majd felszállva nitrogénbuborékok szabadulnak fel vissza - az erekben, a szövetekben. , sok nitrogénbuborék jelenik meg, amelyek eltömítik az ereket, ami végzetes következményekkel járhat. Ezt dekompressziós betegségnek nevezik. Csak nagyon hosszú emelkedési ütem betartásával lehet megakadályozni vízben vagy nyomáskamrában, ami baleset, halálosan alacsony vízhőmérséklet és oxigénhiány esetén egyszerűen lehetetlen.

Ezért a nyomásemelkedés időtartama a rekeszben a lehető legrövidebb legyen – az utasítások ebben az esetben még a dobhártya megrepedését is lehetővé teszik, mert a dekompressziós betegség sokkal veszélyesebb. Még a tengeralattjáró-gyakorlatok során is, amikor szabad felemelkedésre edzenek, emberek halnak meg, ahogy a holland haditengerészet tisztjei jelentették nekem a NATO brüsszeli főhadiszállásán.

Súlyos mélytengeri baleset esetén pedig, mint például a Kurszk esetében, csak egy embernek lehet esélye a megváltásra, a többieknek egyszerűen nem lesz ideje. Ezért valószínűleg a tengeralattjárók kívülről várják a mentést. Várjon a halálig, ha a mélység meghaladja a 200 métert.

Folyékony légzés esetén a helyzet teljesen másképp néz ki. A legénység folyékony légzőkészüléket vesz fel, bekapcsolja, majd felemelkedik, mentőruhában úszva a felszínre. A légzőfolyadékban nincs nitrogén, nincs jelentős nyomáskülönbség a tüdő és a külső környezet között, így nem áll fenn a dekompressziós betegség veszélye. Ez nem azt jelenti, hogy az emberek tengeri mentésének minden problémája megoldódik, de az egyik megoldódik - a felszínre jutás.

De egy ilyen eszköznek rendkívül összetettnek kell lennie: rendszerekkel kell rendelkeznie folyadék szivattyúzására, oxigénnel való telítésre és szén-dioxid eltávolítására, a folyadék felmelegítésére és még sok másra. Egyáltalán lehetséges egy ilyen összetett és megbízhatatlan eszköz használata vészhelyzetben? Mennyire reális megépíteni?

Ami a mechanikus, kényszerszellőztető készüléket illeti, az amerikaiak egy szekrény méretű folyékony légzőkészüléket készítettek. Akkora kellett csinálnom, mint egy „diplomata” papírokhoz. Egyszerűen nem lehetett őt autóval üzleti utakra vinni. Harminc évvel ezelőtt a kutyák folyadéklégzésével végzett kísérletekben a készülékünk megduplázta a megadott munkamélységet - 350 méter helyett 700 métert. Siker volt. Ha okos emberek jól csinálják, sok mindent lehet tenni.

Ha hosszú távú kényszerített folyadéklégzést végzünk mentőbúvár készülékkel, akkor annak például folyadékfűtési rendszerrel és precíziós perfluor-karbon oxigéntelítettség-érzékelőkkel kell rendelkeznie. Mint a rebratherek, háromszoros redundanciával. És mégsem látok semmilyen problémát az eszköz elég kompakt kialakításával.

Úgy gondolom, hogy lehet egyszerű eszközt is készíteni tengeralattjárók számára, azonban ehhez nagy tapasztalatot és tehetséget, valamint használatának peremfeltételeit kell a megrendelőtől. Ne feledje, hogy ez a módszer nem old meg minden problémát egy hajóbalesetben. Ez nem varázslat.

A használat kérdése a tengeralattjárók szakemberek általi képzésének kérdése. A folyékony légzésre való átállás nem egyszerű, de ezt a műveletet be lehet gyakorolni. A Pulmonológiai Intézetben rendszeresen végeznek tüdőfeltöltési és folyadéköblítési eljárásokat – ez létfontosságú az alveoláris proteinózisban szenvedő betegek számára. E nélkül nem tudnak tovább élni. És ezt az eljárást nem mindig általános érzéstelenítésben hajtják végre, néha a beteg veszélye miatt nem alkalmazták.

Végül, amikor megköveteltük, hogy egy ember menjen az űrbe, a legbonyolultabb Berkut szkafander szupergyorsan - kilenc hónap alatt - elkészült, és Leonov repülés közben tesztelte. Nagyapáink csinálták, mi is meg tudjuk csinálni, ha megpróbáljuk!

Mi a jelenlegi állása ennek a kutatásnak?

Ez nem könnyű kérdés. Most a Terek-1 projektben megismételtük az 1988-as eredményeket, amikor a Szovjetunió Haditengerészetének felkérésére a Mentési és Vízalatti Technológiai Kutatóintézettel közösen kísérletsorozatot végeztem az Olifa MZ K+F-nél. kutyák nyomáskamrákban hiperbár körülmények között és laboratóriumban normál nyomás alatt. Nem volt nehezemre megismételni az eredményemet, de az FPI-s kollégáimnak és osztályaiknak a Munkaorvosi Intézetből és a Szevasztopoli Állami Intézetből tanulniuk kellett. És van eredménye.

Egyelőre egyszerű változatban: alulról videokamera és a kutya állapotát figyelő szenzorok nélkül, normál nyomáson, néhány percen belül. Ilyen körülmények között nehéz látni magát a folyadéklégzést.

Ha egy nyilvános kísérlet tudományos eredményeiről beszélünk, itt nem gyűjthetők össze: közvetlenül a kísérlet után, egy állatot repülőgépen szállítani Moszkvába vagy hazavinni - mindez minden bizonnyal befolyásolja az egészségügyi mutatókat. Az eredmények torzak lesznek. Ez csak kísérleti, próbakísérletek vagy finanszírozás hiányában megengedett. Nagyon fontos, hogy az állatot a rehabilitáció után normál körülmények között tartsuk. Több éven keresztül naponta figyelemmel kell kísérni állapotát, és meg kell tervezni a kísérleti állatok egy részét, néha évekkel később.

Jól tudom, hogy a kísérleti állatokkal manapság sok probléma van, ezért a Terek-1 téma 2016-os tervezésekor követeltem egy vivárium sürgős felépítését az állatok számára Szevasztopolban, és élethosszig tartó tartózkodási helyek kialakítását felügyelet mellett. extrém mélytengeri kísérletek után. Bízom benne, hogy egy példaértékű viváriumot láthatunk, hiszen ilyen élményben volt része a külföldieknek is.

Mennyi idő múlva számíthatunk emberkísérletekre Oroszországban?

Egy kísérleti kísérlet egészséges, tudatos önkéntesekkel három hónapon belül elvégezhető. 30 éve fejlesztem saját módszeremet a független folyadéklégzésre. Igen, kell egy jól koordinált, magasan kvalifikált szakemberekből álló csapat. Az évek során sok emberrel dolgoztam együtt. Egyedülálló kísérletekre kész orvoskutatói csapat alakult. A katonai személyzettel végzett önkéntes tesztekre már nincs szükség, mivel nincs megfelelő jogszabály. Oroszországban drogokat és (többnyire nyugati) orvostechnikai eszközöket tesztelnek civileken, de a Fejlett Kutatások Alapítványa nem rendelkezik a szükséges engedélyekkel az ilyen vizsgálatok lefolytatásához, a Terek-1 témában - a Moszkvai Foglalkozási Orvostudományi Intézet - vezettek. problémás más szervezetekhez képest. Szakértőik még 2014–2015-ben (a tengeri tesztjeim előtt) a 2008-as témában az állatokkal szerzett tapasztalataik alapján tagadták a nagytestű állatok sikeres független folyadéklégzésének lehetőségét.

Nem tudom megmondani, hogy ezt mikor tudja egy külföldi csoport megvalósítani, és nem valószínű, hogy valakinek sikerülni fog. A svédek és az amerikaiak egyenesen azt mondták: "Követed vagyunk."

Büszke vagyok erre, és arra is, hogy 25 éve megőriztem és átvittem hazánkba az áttörő technológiát. Vannak hiányosságok és nehézségek, de elmondhatjuk, hogy a folyékony légzés témája támogatást kapott Oroszországban, és tovább fog fejlődni.

Interjút készített Ilja Ferapontov

Az Orosz Alapítvány a Fejlett Kutatásért folyékony légzési technológiát tesztel a tengeralattjárók számára kutyákon – jelentette az alapítvány vezetőjére, Vitalij Davydovra hivatkozva.

„Az egyik laboratóriumában a folyadéklégzésen dolgoznak. Egyelőre kutyákon végeznek kísérleteket. Jelenlétünkben egy vörös tacskót mártottak egy nagy lombik vízbe, arccal lefelé. Úgy tűnik, miért csúfolunk egy állatot, az most megfullad. De nem. 15 percig ült a víz alatt. A rekord pedig 30 perc. Hihetetlen. Kiderült, hogy a kutya tüdeje megtelt oxigénnel dúsított folyadékkal, ami képessé tette a víz alatti levegőt. Amikor kihúzták, kissé letargikus volt - azt mondják, hogy ez a hipotermia miatt volt (és szerintem kinek lenne kedve a víz alatt egy tégelyben ácsorogni mindenki előtt), de pár perc múlva már teljesen önmaga lett. „Hamarosan kísérleteket fognak végezni embereken” – mondta Igor Chernyak, az RG tudósítója.

„Mindez hasonló volt a híres „The Abyss” film fantasztikus cselekményéhez, ahol az ember nagy mélységekbe ereszkedhetett egy szkafanderben, amelynek sisakja folyadékkal volt megtöltve. A tengeralattjáró belélegezte. Ez most már nem fantázia” – írja.

A tudósító szerint „a folyadéklégzés technológiája azt jelenti, hogy a tüdőt speciális oxigénnel telített folyadékkal töltik fel, amely behatol a vérbe”.

„A Haladó Kutatásért Alapítvány egyedülálló projekt megvalósítását hagyta jóvá, a munkát a Foglalkozás-egészségügyi Kutatóintézet végzi. A tervek szerint egy speciális szkafandert készítenek, amely nemcsak a tengeralattjárók, hanem a pilóták és az űrhajósok számára is hasznos lesz” – számol be.

Davydov elmondta a tudósítónak, hogy a kutyák számára speciális kapszulát hoztak létre, amelyet megnövelt nyomású hidraulikus kamrába merítenek. „Jelenleg a kutyák több mint fél órán keresztül lélegezhetnek akár 500 méteres mélységben is, egészségügyi következmények nélkül. "Minden tesztkutya túlélte és jól érzi magát a hosszan tartó folyadéklégzés után" - mondta az Alapítvány vezetője.

Az újság a következőket írja továbbá: „Kevesen tudják, hogy hazánkban már végeztek kísérleteket embereken folyadéklégzéssel. Elképesztő eredményeket hoztak. Az akvanauták fél kilométeres vagy annál nagyobb mélységben lélegeztek folyadékot. De az emberek soha nem tanultak hőseikről.

Az 1980-as években a Szovjetunió komoly programot dolgozott ki és kezdett végrehajtani az emberek mélyreható megmentésére.

Speciális mentőtengeralattjárókat terveztek, sőt üzembe is helyeztek. Vizsgálták az emberi alkalmazkodás lehetőségeit több száz méteres mélységben. Ráadásul az aquanautának nem nehéz búvárruhában, hanem könnyű, szigetelt búvárruhában kellett lennie, a háta mögött búvárfelszereléssel nem korlátozta semmi.

Mivel az emberi test szinte teljes egészében vízből áll, önmagában a mélységben uralkodó iszonyatos nyomás nem veszélyes. A testet csak fel kell készíteni rá, a nyomáskamrában a nyomást a kívánt értékre növelve. A fő probléma más. Hogyan lélegezzünk több tíz atmoszféra nyomáson? A tiszta levegő méreggé válik a szervezet számára. Hígítani kell speciálisan elkészített gázkeverékekkel, általában nitrogén-hélium-oxigénnel.

Receptjük – a különféle gázok aránya – a legnagyobb titok minden olyan országban, ahol hasonló kutatások folynak. De nagyon nagy mélységben a hélium keverékek nem segítenek. A tüdőt fel kell tölteni folyadékkal, nehogy megrepedjenek. Mi az a folyadék, amely a tüdőbe kerülve nem fulladáshoz vezet, hanem az alveolusokon keresztül oxigént juttat a szervezetbe – ez a titkok rejtélye.

Ezért a Szovjetunióban, majd Oroszországban az aquanautákkal végzett minden munkát „szigorúan titkos” címszó alatt végeztek.

Azonban meglehetősen megbízható információk állnak rendelkezésre arról, hogy az 1980-as évek végén a Fekete-tengeren volt egy mélytengeri akvasztáció, amelyben próbatengeralattjárók éltek és dolgoztak. Kimentek a tengerre, csak búvárruhában, búvárfelszereléssel a hátukon, és 300-500 méteres mélységben dolgoztak. Nyomás alatt speciális gázkeveréket juttattak a tüdejükbe.

Feltételezték, hogy ha egy tengeralattjáró bajban van és a fenéken fekszik, akkor mentőtengeralattjárót küldenek hozzá. Az aquanautákat előre fel kell készíteni a megfelelő mélységben végzett munkára.

A legnehezebb dolog az, hogy kibírja a tüdő folyadékkal való feltöltését, és egyszerűen ne haljon meg a félelemtől.

Amikor pedig a mentőtengeralattjáró megközelíti a katasztrófa helyszínét, a könnyű felszerelésű búvárok kimennek az óceánba, megvizsgálják a vészhelyzeti csónakot, és speciális mélytengeri járművek segítségével segítenek evakuálni a legénységet.

Ezeket a munkákat a Szovjetunió összeomlása miatt nem lehetett befejezni. Azok azonban, akik mélyen dolgoztak, továbbra is megkapták a Szovjetunió hősei csillagait.”

Ez valószínűleg már a sci-fi közhelye: egy bizonyos viszkózus anyag nagyon gyorsan bejut egy öltönybe vagy kapszulába, és a főszereplő hirtelen rájön, milyen gyorsan veszíti el a maradék levegőt a saját tüdejéből, és a belsejét egy szokatlan folyadék tölti meg. a nyiroktól a vérig terjedő árnyalat . A végén még pánikba esik, de iszik néhány ösztönös kortyot, vagy inkább felsóhajt, és meglepetten fedezi fel, hogy úgy tudja belélegezni ezt az egzotikus keveréket, mintha közönséges levegőt szívna.

Olyan messze vagyunk attól, hogy megvalósítsuk a folyadéklégzés gondolatát? Lehet-e folyékony keveréket belélegezni, és van-e erre valós igény?
Három ígéretes módja van ennek a technológiának: az orvostudomány, a nagy mélységekbe történő búvárkodás és az űrhajózás.

A búvár testére nehezedő nyomás atmoszféránként tíz méterenként növekszik. A nyomás éles csökkenése miatt dekompressziós betegség kezdődhet, amelyben a vérben oldott gázok megnyilvánulása buborékokban forrni kezd. Magas vérnyomás esetén oxigén- és kábítószeres nitrogénmérgezés is lehetséges. Mindezt speciális légzőkeverékek használatával küzdik le, de ezek nem adnak garanciát, csak csökkentik a kellemetlen következmények valószínűségét. Természetesen használhatunk olyan búvárruhákat, amelyek pontosan egy atmoszférában tartják a nyomást a búvár testére és légzési keverékére, de ezek viszont nagyok, terjedelmesek, megnehezítik a mozgást, és nagyon drágák is.

A folyékony légzés egy harmadik megoldást jelenthet erre a problémára, miközben fenntartja a rugalmas búvárruhák mobilitását és a merev nyomású ruhák alacsony kockázatát. A légzőfolyadék a drága légzőkeverékekkel ellentétben nem telíti a szervezetet héliummal vagy nitrogénnel, így nincs szükség lassú dekompresszióra a dekompressziós betegség elkerülése érdekében.

Az orvostudományban a folyékony légzés alkalmazható a koraszülöttek kezelésében, hogy elkerülhető legyen a tüdő fejletlen hörgőinek károsodása a mesterséges tüdőlélegeztető készülékekből származó levegő nyomása, térfogata és oxigénkoncentrációja miatt. A koraszülött magzat túlélését biztosító különféle keverékek kiválasztása és tesztelése már a 90-es években megkezdődött. Teljes leállások vagy részleges légzési nehézségek esetén folyékony keveréket is használhatunk.

Az űrrepülés nagy túlterheléssel jár, és a folyadékok egyenletesen osztják el a nyomást. Ha egy személy folyadékba merül, akkor a túlterhelés során a nyomás az egész testét érinti, nem pedig bizonyos támasztékokra (széktámlák, biztonsági övek). Ezt az elvet alkalmazták a Libelle túlterheléses ruha megalkotásánál, amely egy merev, vízzel töltött űrruha, amely lehetővé teszi a pilóta tudatának és teljesítményének megőrzését még 10 g feletti túlterhelés esetén is.

Ennek a módszernek az emberi test szövetsűrűségének különbsége és az alkalmazott merítési folyadék szab határt, így a határ 15-20 g. De tovább is mehet, és megtöltheti a tüdőt a vízhez közeli sűrűségű folyadékkal. A folyadékba teljesen elmerült és lélegző folyadékba merülő űrhajós viszonylag kevéssé érzi a rendkívül nagy g-erők hatását, mivel a folyadékban az erők egyenletesen oszlanak el minden irányban, de a hatás továbbra is a szövetek eltérő sűrűségéből adódik. a teste. A határ továbbra is megmarad, de magas lesz.

Az első folyadéklégzési kísérleteket az 1960-as években végezték laboratóriumi egereken és patkányokon, amelyek kénytelenek voltak belélegezni a magas oldott oxigén tartalmú sóoldatot. Ez a primitív keverék lehetővé tette az állatok életben maradását egy bizonyos ideig, de nem tudta eltávolítani a szén-dioxidot, így az állatok tüdeje helyrehozhatatlanul károsodott.

Később a perfluor-szénhidrogénekkel kezdték a munkát, és első eredményeik sokkal jobbak voltak, mint a sóoldattal végzett kísérletek eredményei. A perfluor-szénhidrogének olyan szerves anyagok, amelyekben az összes hidrogénatomot fluoratom helyettesíti. A perfluor-szénhidrogén vegyületek képesek oxigént és szén-dioxidot egyaránt oldani, nagyon közömbösek, színtelenek, átlátszóak, nem károsítják a tüdőszövetet és nem szívódnak fel a szervezetben.

Azóta a légzőfolyadékokat továbbfejlesztették, jelenleg a legfejlettebb megoldás a perflubron vagy „Liquivent” (kereskedelmi név). Ennek az olajszerű átlátszó folyadéknak, amelynek sűrűsége kétszerese a víznek, számos hasznos tulajdonsága van: kétszer annyi oxigént képes szállítani, mint a közönséges levegő, alacsony a forráspontja, így használat után végül párolgás útján távozik a tüdőből. Ennek a folyadéknak a hatására az alveolusok jobban kinyílnak, és az anyag hozzájut a tartalmukhoz, ez javítja a gázcserét.

A tüdő teljesen megtelhet folyadékkal, ehhez membrán-oxigenátorra, fűtőelemre és kényszerszellőztetésre lesz szükség. De a klinikai gyakorlatban leggyakrabban ezt nem teszik meg, hanem folyékony légzést használnak hagyományos gázszellőztetéssel kombinálva, és csak részben, a teljes térfogat körülbelül 40% -ában töltik fel a tüdőt perflubronnal.

Állókép a The Abyss című filmből, 1989

Mi akadályoz bennünket abban, hogy folyékony légzést alkalmazzunk? A légzőfolyadék viszkózus és nem távolítja el jól a szén-dioxidot, ezért kényszerszellőztetésre lesz szükség. A szén-dioxid eltávolításához egy átlagos, 70 kilogramm súlyú emberből percenként 5 literes vagy annál nagyobb áramlásra van szükség, ami a folyadékok nagy viszkozitása miatt sok. Fizikai erőfeszítéssel a szükséges áramlás mértéke csak nő, és nem valószínű, hogy egy személy percenként 10 liter folyadékot képes mozgatni. A tüdőnket egyszerűen nem úgy tervezték, hogy lélegezzen folyadékot, és nem képesek maguk pumpálni ilyen térfogatokat.

A légzőfolyadék pozitív tulajdonságainak felhasználása a repülésben és az űrhajózásban is örökre álom maradhat – a túlterhelés elleni védőruha tüdőben lévő folyadékának vízsűrűségűnek kell lennie, és a perflubron kétszer nehezebb, mint ő.

Igen, a tüdőnk technikailag képes „belélegezni” egy bizonyos oxigénben gazdag keveréket, de sajnos ezt egyelőre csak néhány percig tudjuk megtenni, mivel a tüdőnk nem elég erős ahhoz, hogy a légzési keveréket hosszú ideig keringesse. idő. A helyzet a jövőben változhat, csak az van hátra, hogy reményeinket e terület kutatói felé fordítsuk.

Ez valószínűleg már a sci-fi közhelye: egy bizonyos viszkózus anyag nagyon gyorsan bejut egy öltönybe vagy kapszulába, és a főszereplő hirtelen rájön, milyen gyorsan veszíti el a maradék levegőt a saját tüdejéből, és a belsejét egy szokatlan folyadék tölti meg. a nyiroktól a vérig terjedő árnyalat . A végén még pánikba esik, de iszik néhány ösztönös kortyot, vagy inkább felsóhajt, és meglepetten fedezi fel, hogy úgy tudja belélegezni ezt az egzotikus keveréket, mintha közönséges levegőt szívna.

Olyan messze vagyunk attól, hogy megvalósítsuk a folyadéklégzés gondolatát? Lehet-e folyékony keveréket belélegezni, és van-e erre valós igény? Három ígéretes módja van ennek a technológiának: az orvostudomány, a nagy mélységekbe történő búvárkodás és az űrhajózás.

A búvár testére nehezedő nyomás atmoszféránként tíz méterenként növekszik. A nyomás éles csökkenése miatt dekompressziós betegség kezdődhet, amelyben a vérben oldott gázok megnyilvánulása buborékokban forrni kezd. Magas vérnyomás esetén oxigén- és kábítószeres nitrogénmérgezés is lehetséges. Mindezt speciális légzőkeverékek használatával küzdik le, de ezek nem adnak garanciát, csak csökkentik a kellemetlen következmények valószínűségét. Természetesen használhatunk olyan búvárruhákat, amelyek pontosan egy atmoszférában tartják a nyomást a búvár testére és légzési keverékére, de ezek viszont nagyok, terjedelmesek, megnehezítik a mozgást, és nagyon drágák is.

A folyékony légzés egy harmadik megoldást jelenthet erre a problémára, miközben fenntartja a rugalmas búvárruhák mobilitását és a merev nyomású ruhák alacsony kockázatát. A légzőfolyadék a drága légzőkeverékekkel ellentétben nem telíti a szervezetet héliummal vagy nitrogénnel, így nincs szükség lassú dekompresszióra a dekompressziós betegség elkerülése érdekében.

Az orvostudományban a folyékony légzés alkalmazható a koraszülöttek kezelésében, hogy elkerülhető legyen a tüdő fejletlen hörgőinek károsodása a mesterséges tüdőlélegeztető készülékekből származó levegő nyomása, térfogata és oxigénkoncentrációja miatt. A koraszülött magzat túlélését biztosító különféle keverékek kiválasztása és tesztelése már a 90-es években megkezdődött. Teljes leállások vagy részleges légzési nehézségek esetén folyékony keveréket is használhatunk.

Az űrrepülés nagy túlterheléssel jár, és a folyadékok egyenletesen osztják el a nyomást. Ha egy személy folyadékba merül, akkor a túlterhelés során a nyomás az egész testét érinti, nem pedig bizonyos támasztékokra (széktámlák, biztonsági övek). Ezt az elvet alkalmazták a Libelle túlterheléses ruha megalkotásánál, amely egy merev, vízzel töltött űrruha, amely lehetővé teszi a pilóta tudatának és teljesítményének megőrzését még 10 g feletti túlterhelés esetén is.

Ennek a módszernek az emberi test szövetsűrűségének különbsége és az alkalmazott merítési folyadék szab határt, így a határ 15-20 g. De tovább is mehet, és megtöltheti a tüdőt a vízhez közeli sűrűségű folyadékkal. A folyadékba teljesen elmerült és lélegző folyadékba merülő űrhajós viszonylag kevéssé érzi a rendkívül nagy g-erők hatását, mivel a folyadékban az erők egyenletesen oszlanak el minden irányban, de a hatás továbbra is a szövetek eltérő sűrűségéből adódik. a teste. A határ továbbra is megmarad, de magas lesz.

Az első folyadéklégzési kísérleteket az 1960-as években végezték laboratóriumi egereken és patkányokon, amelyek kénytelenek voltak belélegezni a magas oldott oxigén tartalmú sóoldatot. Ez a primitív keverék lehetővé tette az állatok életben maradását egy bizonyos ideig, de nem tudta eltávolítani a szén-dioxidot, így az állatok tüdeje helyrehozhatatlanul károsodott.

Később a perfluor-szénhidrogénekkel kezdték a munkát, és első eredményeik sokkal jobbak voltak, mint a sóoldattal végzett kísérletek eredményei. A perfluor-szénhidrogének olyan szerves anyagok, amelyekben az összes hidrogénatomot fluoratom helyettesíti. A perfluor-szénhidrogén vegyületek képesek oxigént és szén-dioxidot egyaránt oldani, nagyon közömbösek, színtelenek, átlátszóak, nem károsítják a tüdőszövetet és nem szívódnak fel a szervezetben.

Azóta a légzőfolyadékokat továbbfejlesztették, jelenleg a legfejlettebb megoldás a perflubron vagy „Liquivent” (kereskedelmi név). Ennek az olajszerű átlátszó folyadéknak, amelynek sűrűsége kétszerese a víznek, számos hasznos tulajdonsága van: kétszer annyi oxigént képes szállítani, mint a közönséges levegő, alacsony a forráspontja, így használat után végül párolgás útján távozik a tüdőből. Ennek a folyadéknak a hatására az alveolusok jobban kinyílnak, és az anyag hozzájut a tartalmukhoz, ez javítja a gázcserét.

A tüdő teljesen megtelhet folyadékkal, ehhez membrán-oxigenátorra, fűtőelemre és kényszerszellőztetésre lesz szükség. De a klinikai gyakorlatban leggyakrabban ezt nem teszik meg, hanem folyékony légzést használnak hagyományos gázszellőztetéssel kombinálva, és csak részben, a teljes térfogat körülbelül 40% -ában töltik fel a tüdőt perflubronnal.

Állókép a The Abyss című filmből, 1989

Mi akadályoz bennünket abban, hogy folyékony légzést alkalmazzunk? A légzőfolyadék viszkózus és nem távolítja el jól a szén-dioxidot, ezért kényszerszellőztetésre lesz szükség. A szén-dioxid eltávolításához egy átlagos, 70 kilogramm súlyú emberből percenként 5 literes vagy annál nagyobb áramlásra van szükség, ami a folyadékok nagy viszkozitása miatt sok. Fizikai erőfeszítéssel a szükséges áramlás mértéke csak nő, és nem valószínű, hogy egy személy percenként 10 liter folyadékot képes mozgatni. A tüdőnket egyszerűen nem úgy tervezték, hogy lélegezzen folyadékot, és nem képesek maguk pumpálni ilyen térfogatokat.

A légzőfolyadék pozitív tulajdonságainak felhasználása a repülésben és az űrhajózásban is örökre álom maradhat – a túlterhelés elleni védőruha tüdőben lévő folyadékának vízsűrűségűnek kell lennie, és a perflubron kétszer nehezebb, mint ő.

Igen, a tüdőnk technikailag képes „belélegezni” egy bizonyos oxigénben gazdag keveréket, de sajnos ezt egyelőre csak néhány percig tudjuk megtenni, mivel a tüdőnk nem elég erős ahhoz, hogy a légzési keveréket hosszú ideig keringesse. idő. A helyzet a jövőben változhat, csak az van hátra, hogy reményeinket e terület kutatói felé fordítsuk.