От подводной лодки до космоса: может ли человек дышать жидкостью

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В этой публикации хочу затронуть интересную, на мой взгляд, тему. Жидкостное дыхание, что это такое и правда ли человек может дышать жидкостью, которая полностью заполнит лёгкие. На самом деле, это довольно интересное и перспективное направление, которое не лишено логики. Испытания в этом направлении активно проводились ещё в 60-х годах прошлого века, однако, и сейчас технология является перспективной и многообещающей. Давайте более подробно разберемся в вопросе, ведь совершенно очевидно, что дышать обычной водой человек не может.

Автор: Скриншот из фильма «Бездна» 1989 Источник: olymp.as-club.ru

Жидкостное дыхание, также известное как жидкостная вентиляция легких, представляет собой инновационный метод дыхания, при котором легкие заполняются специальной жидкостью, насыщенной кислородом. Эта технология изучается для различных медицинских целей, включая лечение респираторных заболеваний, спасение при утоплении и помощи недоношенным младенцам. В этой статье мы рассмотрим основные аспекты жидкостного дыхания, его применение, проблемы и дальнейшие перспективы, а также затронем упоминания в кинематографе и другие интересные факты.

Основные аспекты

Жидкости, используемые для жидкостного дыхания, это перфторуглероды. Эти синтетические жидкости обладают высокой растворимостью кислорода и углекислого газа, что делает их подходящими для использования в этой технологии. Предполагается, что подобная жидкость будет циркулировать в лёгких, тем самым насыщая организм необходимым кислородом.

Частичная жидкостная вентиляция легких на данный момент находится на стадии клинических испытаний, и планируется широко применяться в определенных ситуациях. Процедура предполагает ввод в лёгкие небольшое количество перфторуглеродной жидкости, а остальная вентиляция осуществляется с помощью обычного воздуха. Также определенное время назад велись разработки полной жидкостной вентиляции. Эта процедура подразумевает следующее: легкие полностью заполняются жидкостью, и дыхание происходит за счет циркуляции этой жидкости.

Преимущества такой технологии очевидны: жидкость в легких распределяет давление равномерно, что снижает риск баротравмы и волюмотравмы. Также высокая растворимость кислорода и углекислого газа в перфторуглеродах улучшает оксигенацию крови и способствует выводу углекислого газа.

Автор: Сборная иллюстрация из медицинской литературы Источник: olymp.as-club.ru

Сфера применения

Но где же можно на практике применить жидкостное дыхание. Одним из перспективных применений жидкостного дыхания является лечение недоношенных младенцев с неразвитыми лёгкими. Жидкость помогает улучшить газообмен и снижает механическое повреждение легочной ткани. Также подобная методика может предотвратить повреждение легких при утоплении, позволяя восстанавливать дыхание в условиях гипоксии. Эта технология может использоваться в экстремальных ситуациях, таких как аварии на подводных лодках. Жидкостное дыхание может также применяться для лечения тяжелых лёгочных заболеваний и травм, предоставляя новые возможности для медицины.

Первые исследования

Первые серьезные исследования жидкостного дыхания были проведены еще в 1960-х годах американским физиологом Лайонелом Кларком. Его эксперименты на мышах показали, что они могут дышать перфторуглеродной жидкостью, насыщенной кислородом. Исследования продолжаются, и хотя технология остается экспериментальной, она демонстрирует значительный потенциал. Несмотря на все плюсы, технология имеет пока ещё нерешённые проблемы. Необходимы дальнейшие исследования для гарантии безопасности длительного применения жидкостей в легких. Также оборудование, которое будет использоваться для длительного использования жидкостного дыхания, требует разработки, прохождения тестов и сертификации. На выходе оборудование должно обеспечить эффективное и безопасное введение и удаление жидкости. Также длительное использование жидкости в лёгких может нести за собой ряд воспалительных процессов.

Жидкостное дыхание в кинематографе

Подобная технология интересна не только учёным, но и заинтересовала кинематограф. Примеры жидкостного дыхания в кино можно увидеть в следующих фильмах.

1. «Бездна» (The Abyss, 1989): В фильме Джеймса Кэмерона главные герои использует жидкость для погружения на большую глубину.

2. «Чужой: Воскрешение» (Alien: Resurrection, 1997): Сцена с клонированием Эллен Рипли включает жидкостное дыхание.

3. «День триффидов» (The Day of the Triffids, 2009): В сериале герои используют жидкость для дыхания под водой, чтобы спрятаться от триффидов.

Автор: Скриншот из фильма «Бездна» 1989 Источник: titus.kz

Стоит добавить, что NASA исследует возможность использования жидкостного дыхания для защиты астронавтов от перегрузок и улучшения условий жизни на других планетах. Также перспективной отраслью может стать использование жидкостного дыхания для работы подводников на большой глубине.

Концепция аппарата для жидкостного дыхания

Заключение

Жидкостное дыхание остается одной из самых захватывающих и перспективных областей научных исследований. Несмотря на текущие технические и физиологические вызовы, его потенциал для медицины, спасательных операций и космических исследований, делает его областью, за которой стоит внимательно следить в будущем. Однако, сейчас известные технологии находятся далеко от реализации полноценного дыхания человека при помощи насыщенных кислородом жидкостей. Не стоит забывать, что человеку буквально нужно захлебнуться подобной жидкостью, что морально тяжело и требует, скорее всего, бессознательной процедуры.

Изображение в превью:
Автор: Скриншот из фильма "Бездна" 1989
Источник: olymp.as-club.ru

6 комментариев

Добавить комментарий

Bl_Bit
Афтор совершенно не заслуженно забыл упомянуть вот это кино на туже тему —
https://www.youtube.com/watch?v=PVCP2RQ-_ao
s
Легкие животных могут получать кислород из жидкости, но они не рассчитаны на такой режим работы. Так что всё это замечательно, но ограничивается интересными непродолжительными экспериментами на животных.
N
Лёгкие не настолько сильны, чтобы выталкивать жидкость, как воздух. Попытка дышать жидкостью сродни воде причинит сильную боль в груди. Сама жидкость должна иметь настолько высокий диффузионный коэффициент, дабы, заполнив лёгкие, и дальше продолжать газообмен. Причём это только верхушка айсберга. Жидкость должна не только кислородом наполняться, но и углекислый газ выводить. На данный момент такой жидкости для человека просто не существует, да и возможность её создания в целом под большим вопросом. Тут скорее искусственные лёгкие изобретут
1
цитата: Не стоит забывать, что человеку буквально нужно захлебнуться подобной жидкостью, что морально тяжело и требует, скорее всего, бессознательной процедуры.
Да, для медицины это приемлемо. Но для подводных погружений и космоса потребуется полностью ясное сознание, никакие бессознательные процедуры там недопустимы. Что делает задачу ещё более захватывающей и интересной. Морально тяжело? Да, но это не значит невыполнимо в сознании. Шагнуть с парашютом в пропасть с самолёта — тоже морально тяжело для неподготовленного человека, и тем не менее вполне осуществимо!
1
Да. Ещё интересно, что у нас в России, в Севастопольском университете, реально есть проект по созданию такой системы. Поиск по словам «жидкостное дыхание приоритет 2035.» И в рамках этого проекта они действительно планируют работать в двух направлениях:
1) медицинский жидкостный аппарат ИВЛ, вот он как раз для бессознательных пациентов;
2) Глубоководный жидкостный дыхательный аппарат (что-то вроде жидкостного акваланга). А вот это — уже нормальная система жидкостного дыхания для бодрствующего человека.
Правда, похоже, что этот проект очень буксует от недостатка финансирования. Но очень надеюсь, что у них действительно получится!
1
А, ещё такая фишка упомянута в книге Дэна Брауна «Утраченный символ, причём в нескольких вариантах.»

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Физики выяснили, при какой температуре вечная мерзлота начнет массово высвобождать парниковые газы: критический порог в -5°C

Вечная мерзлота занимает около 25 процентов территории Северного полушария Земли. Под поверхностью грунта на глубине сотен метров скрыто очень большое количество углерода — по оценкам...

Физики впервые поймали ультрабыстрые импульсы света, рожденного из абсолютной пустоты

Все время оптическая физика развивалась по двум независимым направлениям, которые практически не пересекались друг с другом. Первое направление — сверхбыстрая наука. Она изучает...

Kiwi Ears Cadenza II — нейтральный баланс — обзор динамических внутриканальных наушников

Я узнал о компании Kiwi Ears примерно три года назад, когда у них вышла первая Cadenza и сразу словила хайп. Я, к сожалению, с первой версией не познакомился, поэтому сравнить обе версии не смогу....

Мон-Сен-Мишель: как древний замок стоит посреди моря и почему его стоит посетить

Вот вам загадка: кто, приехав во Францию, постоянно мониторит время приливов, идет на экскурсию пешком, а вернуться с нее может уже вплавь? Это турист, пожелавший осмотреть аббатство...

Универсальное постоянное питание регистратора: обзор TrendVision HardWare Kit 2.0 (Pro Edition) и тест с DDPAI

Многие автомобильные видеорегистраторы можно использовать не только для записи дорожной обстановки непосредственно в поездке, но и для охранной записи на парковке. Для этого в меню устройства...