Дыхание в резервуаре с жидкостью: новая разработка российских ученых
Ученые из государственного Фонда перспективных исследований продемонстрировали сербскому президенту Александру Вучичу одну из новейших российских разработок – проект жидкостного дыхания. Исследователи поместили таксу в резервуар с жидкостью, и уже через несколько секунд в новой среде она задышала.
Это открытие называют настоящим прорывом, потому что еще в конце 80-х годов жидкостное дыхание считалось научной фантастикой. Им пользовались герои фильма американского режиссера Джеймса Кэмерона «Бездна». И даже в картине оно называлось экспериментальной разработкой.
Научить человека или животного дышать жидкостью старались давно. Первые опыты в 60-х были неудачными, подопытные мыши жили очень недолго. На людях технику жидкостной вентиляции легких проверяли лишь один раз в США, для спасения недоношенных детей. Однако ни одного из трех младенцев не удалось реанимировать. В России также десятилетиями проводились эксперименты, целью которых было научитьживотных дышать под водой без какого-либо механического устройства, в отсутствие сжатого воздуха и полного погружения. Исследования были приостановлены между 1990-ми и 2015 гг., но возобновились в прошлом году.
Раньше для доставки кислорода в легкие использовали перфторан, его еще применяют в качестве кровезаменителей. Основной проблемой было то, что эту жидкость не удавалось достаточным образом очистить. В ней плохо растворялся углекислый газ, и для длительного дыхания нужна была принудительная вентиляция легких. В покое мужчина обычной комплекции среднего роста должен был пропускать через себя 5 литров жидкости в минуту, при нагрузках – 10 литров в минуту. Легкие для таких нагрузок не приспособлены. Российским исследователям удалось эту проблему решить.
«Проблема тех лет в том, что жидкость, которая была предназначена для дыхания, невозможно было очистить достаточным образом. И как следствие, под высоким давлением растворимые в ней побочные вещества вызывали токсический эффект. В семидесятые годы это были в основном перфтораны, они достаточно токсичны. Сейчас – это производные перфтордекалинов. Это вещества, которые используются в косметологической промышленности как прекрасный переносчик лекарственных и иных веществ через кожу в организм для насыщения кожи, в том числе и кислородом», — рассказал руководитель направления химико-биологических и медицинских исследований Фонда перспективных исследований Федор Арсеньев.
Разработка российских ученых имеет огромную практическую пользу. Одна из них — борьба с перегрузками. Жидкость равномерно распределяет нагрузку по всем направлениям. Поэтому человек, помещенный в нее, способен выдерживать гораздо более высокие нагрузки, чем просто человек в скафандре. Их переносимость может увеличиться в несколько раз, существенно превысив 20 G, которые сейчас считаются пределом для человеческого организма.
Так, при погружении в воду давление на человека возрастает на одну атмосферу каждые 10 метров. Поэтому на больших глубинах используются очень громоздкие костюмы. Когда легкие человека заполнены не воздухом, а жидкостью, давление внутри тела уравновешивает давление внешнее, и человек может погружаться на большие глубины без специальных костюмов. Кровь при этом не насыщается азотом и гелием, поэтому и не требуется длительной декомпрессии при подъеме на поверхность.
В перспективе открытие также поможет самостоятельно спастись экипажу подводной лодки в случае ЧП. И для этого не нужно будет привлекать спасательные силы. С применением этой жидкости подводники сами смогут подниматься с больших глубин. Помимо этого,российскую разработку можно будет использовать для помощи недоношенным младенцам и людям, получившим ожоги дыхательных путей. По мнению руководителя лаборатории НИИ медицины труда Антона Тоньшина, на человеке технология будет опробована не раньше 2020 года.