USD 11.08.2018 66.9075 0.6219
USD ММВБ  
EUR 11.08.2018 76.6760 -0.1490
EUR ММВБ  
Нефть($) 21.09.2018 78.75 +0.22
Нефть(p) 21.09.2018 5268.97 +63.56

Ученые НИИ медицины труда научили собак дышать под водой

Технология жидкостного дыхания, которая позволяет получать кислород не из воздуха, а из специальной жидкости, уже применяется в медицине. Ученые НИИ медицины труда работают над тем, чтобы в дальнейшем технологию можно было использовать для спасения экипажей подводных лодок с больших глубин.

Способность человека дышать под водой без громоздких приспособлений и аппаратов, подобно рыбам, давно будоражит умы фантастов. Интересуются этим и ученые, ведь подводное дыхание открывает человечеству невиданные ранее возможности. Люди смогут быстро погружаться и всплывать на поверхность, не опасаясь развития кессонной болезни, когда растворенные под давлением газы в крови, в частности азот, образуют пузырьки, повреждающие кровеносные сосуды.

Вода вместо воздуха

 

Для того чтобы человек мог дышать жидкостью, она должна выполнять две главные функции: обеспечивать легкие кислородом и выводить углекислый газ. Этим свойством обладает кислород, которым мы дышим, и еще несколько газовых смесей, которыми пользуются дайверы. Ученые предположили, что некоторые жидкости тоже могут выполнять эти функции. А значит, млекопитающие, а в перспективе и люди, могут получать кислород не из газа, а из жидкости.

Первые опыты, связанные с разработкой жидкостного дыхания, провел в 1960-е годы американский ученый Йоханнес Килстра. Он погружал мышей в физраствор, куда вводил газ под давлением до 160 атмосфер – как на глубине полутора километров. Какое-то время мыши могли дышать жидкостью, так как кислорода в ней было достаточно. Но сам процесс дыхания – втягивания и выталкивания жидкости из легких – требовал слишком больших усилий, и грызуны погибали.

Ученые решили подобрать такую жидкость, в которой кислород растворится намного лучше, чем в воде. Для этого подошли силиконовые масла и жидкие перфторуглероды (углеводороды, в которых все атомы водорода замещены на атомы фтора). Эксперименты показали, что первые токсичны и приводят к гибели подопытных животных. А вторые пригодны для использования. Перфторуглероды не взаимодействуют с живыми тканями и прекрасно растворяют газы, в том числе кислород и углекислый газ, при атмосферном давлении и нормальной температуре человеческого тела.

Не забытое старое

 

Эксперименты по разработке технологии жидкостного дыхания проводились и в СССР. В 70-х годах на базе Севастопольского госуниверситета состоялись первые лабораторные эксперименты по дыханию жидкостью. Затем экономическая и политическая ситуация в стране поставила научную работу на паузу. Возобновлена она была в 2017 году, когда на базе Научно-исследовательского института медицины труда открылась лаборатория по разработке технологии жидкостного дыхания.

За основу сотрудники лаборатории взяли научно-технические разработки, которые велись в нашей стране в 80-90-х годах прошлого века. Тогда они проходили в рамках программы по созданию и выпуску нового класса газопереносящих сред для получения искусственной крови. В 1997 году эти технологии дали жизнь отечественному кровезаменителю «Перфторан», также известному как «голубая кровь» из-за бело-голубого цвета. Сегодня этот препарат применяется в качестве противоишемического (уменьшают потребность сердца в кислороде и увеличивают приток крови к сердцу), противогипоксического (оказывают положительное действие при наступлении кислородной недостаточности) и противоожогового лекарственного средства. Некоторые химически инертные вещества, обладающие высокой кислородтранспортной функцией, то есть переносящие поглощаемый в легких кислород к органам и тканям, сегодня используются в микрохирургии глаза, косметологии, трансплантологии и других областях медицины.

Ученые научно-исследовательского института медицины труда пойдут дальше и станут углубленно исследовать и совершенствовать именно технологию жидкостного дыхания. Специалисты лаборатории уже проводили испытания на мышах и других мелких животных, а сейчас в экспериментах участвуют собаки. Выглядит это так: легкие собаки заполняют специальной насыщенной кислородом жидкостью и помещают животное в резервуар с водой. Фактически собака дышит водой, а специальный аппарат отводит углекислый газ и подает жидкость с воздухом. Пока животные могут безопасно дышать жидкостью более 30 минут на глубине до 500 метров. Специалисты осматривают подопытных непосредственно после эксперимента, а затем наблюдают за их состоянием в течение длительного времени. Все собаки-испытатели выжили и прекрасно чувствуют себя до сих пор. Если испытания на животных и дальше будут проходить успешно, технология жидкостного дыхания может быть применена на людях.

Выигрывает медицина

 

Широкое применение результаты исследований найдут в медицине, например, в лечении термических и химических ожогов, недоразвития легких у недоношенных детей, бронхообструктивных (хронических неспецифических заболеваний легких), инфекционных и других тяжелых заболеваний. Новая технология способна стать вспомогательной для сопровождения сложных хирургических вмешательств.

Важное направление работы лаборатории – разработка технологии самостоятельной аварийной эвакуации подводников с больших глубин на поверхность моря, летчиков или космонавтов – всех, кто по долгу службы сталкивается с резким изменением высоты и атмосферного давления. Если создать специальный скафандр, в котором получится заполнить легкие подводника жидкостью, насыщенной растворенным кислородом, он может самостоятельно эвакуироваться с терпящей бедствие подлодки.

Но до водолазного костюма, в котором человек будет дышать жидкостью вместо специальной смеси газов, далеко. Для водного дыхания человеческая мускулатура не приспособлена, и ученым еще предстоит разработать технологии, которые помогут закачивать и выкачивать жидкость из легких человека, когда он двигается и выполняет какую-то работу. Пока таких систем не создано.

Все новости рубрики

    следующая
    следующая
    Все новости
    Наука
    YouDo в Санкт-Петербурге

    Лучшее в Петербурге

    В гости к летучим мышам: топ-5 пещер недалеко от Петербурга

    Настоящие и искусственные, с подземными храмами и озерами – «Санкт-Петербург.ру» собрал самые интересные пещеры в Ленобласти.

    Топ-5 кафе и баров Петербурга с необычным пивом

    Сливочное, фруктовое, с пюре манго и даже с нотками перца – «Санкт-Петербург.ру» рассказывает, где в Северной столице попробовать пиво с нетрадиционными вкусами.

    Красота внутри: топ-5 удивительных петербургских двориков

    Петербуржцы привыкли к парадному и строгому виду Северной столицы. «Санкт-Петербург.ру» решил посмотреть на красоту города с другого ракурса.

    Как это сделано

    написать письмо

    Высший пинотаж: как выбрать бюджетное, но хорошее вино в обычном магазине

    «Санкт-Петербург.ру» разобрался, как выбрать вино, которое не ударит по карману, но придется по вкусу.

    Проверено на себе

    Land Rover: 70 лет решений, предвосхитивших будущее

    Первый Land Rover создавали как временный антикризисный проект. Тогда его создатели не могли представить, какой успех ждет их детище из «самолетных крыльев».

    Гид по Петербургу

    Наследие Советов: топ-5 зданий в Петербурге в стиле «конструктивизм»

    «Санкт-Петербург.ру» решил вспомнить советское прошлое Ленинграда и отыскать самые интересные здания, построенные в 1920-1930-х годах.

    Пресс-релизы