СпецАвтоматика — Интернет

Автор: Bagheera Guru

Вдыхание жидкости, обогащённой кислородом позволит дайверам опускаться на большую глубину, не страдая при этом от кессонной болезни.

Как рыба в воде

Журнал: Тайны 20-го века, №42 — октябрь, 2011 год
Рубрика: Горизонты науки
Автор: Ирина Бахланова

Долой кессонную болезнь!

Вы надеваете гидрокомбинезон и специальный шлем, который сразу начинает наполняться жидкостью. Но вы не паникуете, а просто дышите ею, как воздухом. Нет, это не кадры фантастического фильма, а изобретение Арнольда Ланде, отставного американского хирурга, специализировавшегося на сердце и лёгких, бывшего сотрудника Хьюстонского университета (Техас). Многие учёные исследуют возможности более длительного пребывания даиверов под водой, вот Ланде и разработал систему дыхания жидкостью. Это специальный раствор, высокообогащённый кислородом. Изобретатель считает, что он разгадал загадку, каким образом человек может нырять на большие глубины и при этом дышать, как рыба. Все знают, что такие погружения очень опасны, поэтому на Луне побывало больше людей, чем с аквалангом спустилось ниже 240 метров. Кессонная болезнь возникает при насыщении тканей организма азотом. Ведь для того чтобы водолаз мог работать под водой, он должен дышать воздухом, находящимся под давлением, соответствующим глубине погружения. При этом кислород расходуется на физиологические процессы в организме, а газ (азот, гелий, водород — в зависимости от дыхательной смеси) остаётся растворённым в крови и тканях, где в результате быстрого изменения наружного давления — если водолаз поднимется на поверхность, не пройдя всех требуемых стадий декомпрессии. — образуются пузырьки, которые разрушают стенки клеток и кровеносных сосудов, блокируют кровоток. Это может привести к болям, параличу, потере сознания и даже смерти.

Идея жидкостного дыхания

— Использование насыщенной кислородом жидкости для дыхания под водой снимает подобные проблемы. — говорит Ланде.
Идею жидкостного дыхания впервые начали разрабатывать ещё в 60-е годы прошлого века. Альвеолы в лёгких могут поглощать растворённый кислород. Но человеческий организм не приспособлен к вдоху и выдоху жидкости, достаточно быстрому для потребления кислорода и выделения углекислого газа. Поэтому в то время идея не получила своего развития.
В материалах Международной конференции по прикладной биомеханике (Венеция) опубликована статья Ланде, в которой он описывает оригинальный способ жидкостного дыхания. При этом кислород попадает непосредственно в лёгкие, а выработанная в процессе газообмена углекислота забирается прямо из центральной вены. То есть сам процесс «вдох-выдох» попросту исключается.
Раствор, который изобретатель предлагает использовать для дыхания, обогащен молекулами кислорода. Нос, рот и лёгкие глубоководного ныряльщика будут целиком заполнены этой жидкостью.
— Дыхательная система готова впитывать очень много кислорода, и если подать его именно так, то мы исключаем проблемы рвотного рефлекса и необходимость бороться с давлением воды. При этом ощущения человека не будут отличаться от обыкновенного дыхания на земле.— объяснил Ланде.

Как недоношенные младенцы

Идею системы жидкостного дыхания врач позаимствовал из практики коллег-неонатологов, которые применяют похожие технологии для ухода за недоношенными младенцами. Легочная ткань таких младенцев к рождению сформирована не до конца, поэтому с помощью специальных устройств дыхательную систему насыщают как раз кислородсодержащим раствором на основе перфторуглеродов. Эта технология активно работает в медицине уже в течение 20 лет.
Увлеченные дайвингом люди не имеют сегодня возможности нырять глубже 70 метров, потому что это крайне опасно. На большие глубины способны погружаться лишь уникальные специалисты — их всего несколько человек в мире.
Мировой рекордсмен здесь — южно-африканец Нуно Гомес. Его погружение в 2005 году на глубину 318 метров заняло всего 14 минут, тогда как подъём продолжался около 12 часов. При этом Гомес потратил 35 баллонов (почти 450 литров) сжатого воздуха.
Способ, предложенный Арнольдом Ланде, полностью исключает главную проблему дайверов — кессонную болезнь. Система «выдоха» представляет собой оригинальный «жаберный» механизм: в ногу имплантируется устройство для фильтрации и отсечения CO2 из крови бедренной вены.
— Подобная идея вполне осуществима, — считает Томас Шаффер, сотрудник госпиталя в Уилмингтоне, штат Делавэр (США). Учёный занимается исследованием этих проблем ещё с 70-х годов прошлого века. — В нашей лаборатории много раз вводили перфтораты в лёгкие подопытных животных, затем погружали их на большие глубины (более 300 метров) и подвергали быстрой декомпрессии. В обычных условиях такое воздействие привело бы к немедленной гибели живого существа, но при использовании перфторатов этого не происходило.

Перспективный способ

— Уже давно в определённых кругах ходят неподтверждённые слухи о том, что ещё в 1980-х годах на американском военно-морском флоте проводились эксперименты с жидкостным дыханием, — говорит Шаффер, который в 1989 году пытался лечить недоношенных детей с помощью вентиляции лёгких жидкостью. Эти процедуры учёный проводил вместе с неким доктором, который раньше был военным моряком. Он-то и рассказал, что участвовал в таких экспериментах. Его история выглядела правдоподобно, но от публичных заявлений бывший моряк отказался.
Итак, система работает, но некоторые дайверы рискуют сломать себе рёбра при тех усилиях, которые приходится совершать, вдыхая жидкость без помощи каких-либо приспособлений. Другая проблема заключается во вполне обоснованном страхе и даже панике человека, вынужденного заполнять свои лёгкие не привычным и приятным воздухом, а чем-то жидким, от чего и вырвать может. Шаффер предлагает использовать специальный клапан, не пропускающий постороннюю жидкость в лёгкие. Обычному человеку трудно себе представить, как все эти идеи выглядят на практике. Но если всё получится так, как обещает учёный, дайверы смогут погружаться на очень большие глубины — до тысячи метров — без вреда для здоровья и жизни.
Разрыв на нефтяной скважине в Мексиканском заливе произошёл на глубине полторы тысячи метров, что очень проблематично для любой техники. А дайверы, дышащие как рыбы, могли бы в данной ситуации быть очень полезными.
После того как на атомной подводной лодке «Курск» произошла авария, в результате которой она затонула на глубине двух тысяч метров, российские военные пригласили Шаффера для консультации. Но в данной ситуации не было достаточно времени, чтобы дайверы успели спуститься и помочь подводникам. Однако учёный считает этот способ погружения очень перспективным.

Загрузка…