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Serguéi Piatakov
El hombre del futuro podrá bucear a grandes profundidades, pero tendrá que aprender a respirar líquido.
La respiración líquida, o respirar con la ayuda de un líquido que disuelve bien el oxígeno, ha sido durante mucho tiempo una idea fija para los científicos de todo el mundo. El dispositivo "hombre anfibio" es capaz de salvar la vida de buzos y submarinistas; esta tecnología puede usarse en medicina y en el futuro será útil durante vuelos espaciales de larga duración en la exploración de otros planetas. Los verdaderos desarrollos para crear un aparato respiratorio líquido se llevaron a cabo en los años 1970-1980 en la URSS y los EE. UU., luego se llevaron a cabo experimentos en animales, pero no se logró un gran éxito. El corresponsal de “Top Secret” analizó cuán prometedora y realista sigue siendo esta tecnología.
Cabe señalar que la respiración líquida a primera vista parece un invento fantástico, pero en realidad tiene una base completamente científica, y esta idea tiene una base teórica seria. En lugar de oxígeno, los científicos proponen utilizar compuestos químicos especiales que pueden disolver muy bien el oxígeno y el dióxido de carbono.
LA RESPIRACIÓN DE LÍQUIDOS REVIVIRÁ A LOS BUCEADORES DE LA ENFERMEDAD DE CAISSON
Vicealmirante, Héroe del Trabajo Socialista, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, miembro de pleno derecho de la Academia Rusa de Ciencias Naturales, Presidente del Comité para Trabajos Subacuáticos con Fines Especiales bajo el Gobierno de la Federación Rusa en 1992-1994, dijo Tengiz Borisov a Top El secreto del hecho de que desde hace varias décadas se llevan a cabo experimentos con la respiración líquida.
“Actualmente, una persona tiene capacidades limitadas: un buzo cuyos cilindros respiratorios contienen aire normal puede bucear a una profundidad de 60 metros sin riesgo para la salud. En casos excepcionales, los nadadores más experimentados alcanzaron los 90 metros, más allá de los cuales el cuerpo humano está expuesto a los efectos tóxicos del nitrógeno. Después de que aparecieron mezclas especiales de gases que contienen helio, en las que se mantiene una pequeña presión constante de oxígeno y no hay nitrógeno, se hizo posible bucear hasta 300 metros con trajes espaciales duros, y este es el límite.
El principal enemigo de los buceadores es la enfermedad por descompresión: al ascender desde una gran profundidad, debido a una rápida disminución de la presión de la mezcla respiratoria inhalada, los gases que se disuelven en la sangre comienzan a liberarse rápidamente, como si se agitara una botella de champán. y el vino de dentro hacía espuma. Los gases destruyen las paredes de las células y los vasos sanguíneos, obstruyen los capilares, bloquean el flujo sanguíneo, las consecuencias son terribles: en forma grave, la enfermedad por descompresión puede provocar parálisis o la muerte.
Para profundizar más se necesitan nuevas tecnologías. Y hoy el principio de la respiración líquida se considera el más prometedor. Este método debería superar los principales problemas de los buceadores: durante el buceo y el ascenso, se resolverá el problema de la compresión y no habrá compresión del tórax, ya que los líquidos prácticamente no se comprimen.
Sin embargo, incluso si se crean mezclas líquidas especiales, será necesario desarrollar métodos para utilizar la respiración líquida. Después de todo, para que una persona llene sus pulmones con una sustancia viscosa, tendrá que superar la resistencia psicológica más severa del cuerpo. Se han realizado experimentos con personas: al intentar llenar los pulmones, los reflejos de una persona se activan involuntariamente, la laringe comienza a comprimirse y los pulmones se cierran.
Una persona tiene una reacción innata al agua: lo suficiente como para que una gota golpee las células sensibles de los bronquios, el músculo circular comprime la garganta, se producen espasmos y luego se produce asfixia. Aunque el líquido especial no puede causar ningún daño, el cuerpo se niega a comprenderlo y el cerebro da la orden de resistir. Finalmente, existe un procedimiento igualmente desagradable en el que es necesario extraer este líquido de los pulmones. Pero si se encuentra una solución, será un gran avance: entonces los buzos podrán trabajar a grandes profundidades.
Se espera que esta tecnología se utilice con fines militares, para la exploración de petróleo y gas y el mantenimiento de pozos en aguas profundas, así como para recuperar objetos de valor de barcos hundidos a grandes profundidades. Hoy en día se están produciendo varios avances en todo el mundo que dan esperanzas de que esta tecnología comience a funcionar en el futuro”.
LA INVESTIGACIÓN AYUDÓ EN EL TRABAJO DE LOS NEONATÓLOGOS AMERICANOS
Los estadounidenses recurrieron a la idea de respirar líquidos en la década de 1960. Y quizás su mayor logro sea la patente registrada para un traje de buceo equipado con un cilindro con un líquido especial enriquecido con oxígeno. Según la idea del autor, el llamado aire líquido, que se suministra desde un cilindro al casco del buzo, llena todo el espacio alrededor de la cabeza, desplaza el aire de los pulmones, la nasofaringe y los oídos, saturando los pulmones de la persona con una cantidad suficiente. de oxígeno. Se suponía que el líquido respirable se crearía a base de perfluorocarbonos, en los que se podía disolver la cantidad necesaria de gas.
A su vez, el dióxido de carbono, que se libera durante la respiración, debería haberse eliminado mediante una especie de análogo de las branquias unidas a la vena femoral del buceador. Como resultado, el oxígeno ingresa a la sangre a través de los pulmones y el dióxido de carbono se elimina directamente de la sangre. Es cierto que para utilizar un sistema de este tipo, una persona tendrá que aprender a prescindir de las funciones básicas del sistema respiratorio: inhalación y exhalación.
Los primeros experimentos relacionados con la respiración de líquidos los llevaron a cabo los estadounidenses en los años 60. Se realizaron en roedores. Los científicos han reemplazado completamente la sangre de ratas con una emulsión con una alta concentración de oxígeno líquido. Durante algún tiempo, los animales pudieron respirar líquido, pero sus cuerpos no pudieron eliminar el dióxido de carbono, lo que al poco tiempo provocó la destrucción de los pulmones. En los años siguientes, la fórmula se fue perfeccionando.
Uno de los avances más exitosos fue el líquido utilizado en LiquiVent, un fármaco creado para tratar los trastornos respiratorios graves en recién nacidos prematuros. Por su consistencia, es un líquido aceitoso puro de baja densidad, que contiene más oxígeno que el aire. Como este líquido es inerte, no daña los pulmones, ya que tiene un punto de ebullición muy bajo y se elimina rápida y fácilmente de los pulmones.
Esta sustancia también atrae a los especialistas porque es incolora, inodora y no tóxica, casi como el aire. Este líquido contiene mucho más oxígeno por unidad de volumen que el aire. En experimentos posteriores, ratones y gatos sumergidos en líquido de perfluorocarbono oxigenado vivieron varios días. Sin embargo, durante los experimentos también quedó claro que los delicados pulmones de los mamíferos están mal adaptados para bombear y expulsar líquido constantemente; por lo tanto, reemplazar el aire con él solo se puede realizar durante un tiempo muy corto.
La idea de un sistema de respiración líquida ahora la utilizan en su práctica los neonatólogos, que han estado utilizando tecnologías similares para cuidar a bebés prematuros durante más de 20 años. La respiración líquida se utiliza mucho en esta rama de la medicina. Este método se utiliza para salvar a los recién nacidos. El tejido pulmonar de estos bebés no está completamente formado al nacer, por lo que con la ayuda de dispositivos especiales el sistema respiratorio se satura con una solución que contiene oxígeno a base de perfluorocarbonos. No es casualidad que los experimentadores estadounidenses siempre incluyan médicos de este perfil en grupos para crear una respiración líquida.
LOS GRANDES MAMÍFEROS NUNCA HAN APRENDIDO A RESPIRAR LÍQUIDOS
Posteriormente, al mejorar el líquido respiratorio, fue posible lograr muchas horas de respiración líquida en pequeños animales de laboratorio: ratones, ratas y cachorros de perro. Sin embargo, los científicos se enfrentaron a un nuevo problema: no era posible lograr una respiración líquida estable en grandes animales de laboratorio (los perros adultos, el diámetro de la tráquea y la estructura de los pulmones son similares a los de los humanos). Los perros adultos sobrevivieron no más de 10 a 20 minutos y murieron por insuficiencia pulmonar. La transferencia a ventilación artificial con líquido pulmonar utilizando equipo clínico mejoró los resultados, pero los desarrolladores no consideran el uso de equipos respiratorios adicionales.
Para que una persona respire líquido, debe realizar dos funciones principales: suministrar oxígeno a los pulmones y eliminar dióxido de carbono. Esta propiedad la posee el oxígeno que inhala una persona y varios otros gases, y además, como han demostrado los científicos, algunos líquidos también son capaces de realizar funciones similares. Al mismo tiempo, los experimentos fallidos con la respiración líquida también tienen una explicación: los pulmones humanos perciben y expulsan el líquido mucho más fuerte que el aire, por lo que el proceso de sustitución del dióxido de carbono por oxígeno se produce con una mayor desaceleración.
De hecho, los pulmones humanos son técnicamente capaces de “respirar” una determinada mezcla líquida rica en oxígeno, pero sólo durante unos minutos. Si asumimos que la respiración líquida se generalizará, entonces las personas enfermas que utilicen aire líquido con fines médicos tendrán que usar constantemente dispositivos adicionales, de hecho, llevar consigo un ventilador para estimular la respiración. Los buceadores, que ya experimentan graves molestias bajo el agua, tendrán que llevar equipo adicional y respirar líquido durante inmersiones largas y profundas no será fácil.
EN EE.UU. SE PATENTÓ UN TRAJE DE BUCEO QUE SEGÚN EL PRINCIPIO DE RESPIRACIÓN LÍQUIDA
EN RUSIA PUEDEN HABERLE PUESTO UN EXPERIMENTO A UNA PERSONA
La Unión Soviética también tenía programas de respiración líquida. Uno de los institutos de investigación soviéticos logró resultados significativos en la implementación de la respiración líquida. Se desarrollaron dispositivos especiales, se realizaron experimentos con animales y se lograron ciertos resultados. De hecho, los ratones y los perros respiraron líquido, y durante bastante tiempo. Hay información de que en 1991 se iban a realizar los primeros experimentos con voluntarios. Cabe señalar que en la Unión Soviética estos programas no tenían orientación comercial y estaban asociados exclusivamente con desarrollos militares.
Por lo tanto, debido al cese de la financiación, todo el trabajo se redujo y luego se detuvo por completo. Sin embargo, recientemente se han reactivado algunos proyectos. Como descubrió Top Secret, uno de los institutos de investigación de defensa rusos realizó un experimento con un voluntario cuya laringe fue extirpada como resultado de una operación quirúrgica debido a una patología peligrosa (por lo tanto, el músculo anular estaba ausente, lo que permitió realizar el experimento). llevado a cabo con éxito).
Primero se vertió una solución especial en los pulmones de la persona y luego se sumergió bajo agua en una máscara hecha especialmente. Después del experimento, el líquido de sus pulmones fue bombeado sin dolor. Inspirados por este éxito, los expertos rusos afirman que en el futuro la gente común y corriente con garganta normal podrá respirar bajo el agua, ya que es muy posible superar la reacción refleja del cuerpo al líquido.
El miembro correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias Naturales, el candidato de Ciencias Médicas Andrei Filippenko, que trabaja desde hace mucho tiempo en el proyecto de respiración líquida, dijo a Top Secret que actualmente casi no se puede decir nada sobre estos desarrollos debido a su carácter secreto.
“Hoy estos acontecimientos se llevan a cabo tanto en interés de los militares como en el ámbito civil. Son muchas las dificultades tecnológicas que están frenando el avance de estos proyectos. Actualmente, esta tecnología funciona exclusivamente en laboratorio y es completamente inadecuada para su uso en condiciones reales. Por ejemplo, a grandes profundidades. Esta tecnología no funciona bien no sólo en Rusia sino también en el extranjero. Para avanzar, es necesario mejorar muchas tecnologías, incluidas las relacionadas con la alta presión".
LA RESPIRACIÓN DE LÍQUIDOS PUEDE SER EXIGENTE EN EL ESPACIO Y PARA LOS SUBMARINOS
La idea de los viajes interplanetarios alguna vez fue considerada en la Unión Soviética. Dado que los vuelos espaciales implican grandes sobrecargas para los astronautas, se analizaron opciones para reducirlas. Entre otras cosas, se propuso la opción de sumergir a los viajeros espaciales en líquido. De hecho, si una persona se sumerge en una solución similar al agua, bajo sobrecarga la presión se distribuirá uniformemente por todo el cuerpo. Este es el principio utilizado para crear el traje anti-G, que se utiliza en la Fuerza Aérea Alemana. El fabricante, la empresa germano-suiza AutoflugLibelle, reemplazó los cojines de aire por recipientes sellados con líquido. Por tanto, el traje es un traje espacial duro lleno de agua. Esto permite al piloto mantener la conciencia y el rendimiento incluso bajo sobrecargas enormes (más de 10 g).
Sin embargo, el uso de las propiedades positivas del líquido respiratorio en la aviación y la astronáutica puede seguir siendo para siempre un sueño: la sustancia para el traje de protección contra sobrecargas debe tener la densidad del agua, y el único líquido de perfluorocarbono que funciona hoy en día es dos veces más pesado. Si la idea se puede hacer realidad, un astronauta sumergido en un ambiente líquido y respirando oxígeno sólido prácticamente no sentirá el efecto de fuerzas G extremadamente altas, ya que las fuerzas se distribuirán uniformemente en todas direcciones.
No hay duda de que los submarinistas necesitan principalmente la tecnología de respiración líquida. Por paradójico que parezca, actualmente no existen métodos fiables para salvar a personas en peligro a grandes profundidades. No sólo aquí, sino en todo el mundo, hace muchos años que prácticamente no se desarrollan métodos y técnicas para rescatar a personas en peligro a grandes profundidades. La tragedia del submarino Kursk demostró que los medios de rescate de emergencia de la tripulación están irremediablemente obsoletos y necesitan una modernización urgente.
El submarino estaba equipado con equipo para ayudarlo a escapar en caso de accidente, pero la cámara de rescate emergente resultó dañada por la explosión y no pudo usarse. Además, cada miembro del equipo recibió un dispositivo de flotación personal estándar, que permitió el rescate desde una profundidad de hasta 120 metros. Durante los pocos minutos necesarios para ascender, una persona que lleve este equipo puede respirar una mezcla de oxígeno y helio. Pero la gente tampoco pudo utilizar estos medios. Esto se debe, entre otras cosas, a que en el submarino no se almacenan bombonas de helio, ya que en altas concentraciones en el aire este gas puede provocar asfixia y falta de oxígeno.
Ésta es la gran desventaja del equipamiento individual. Los rescatistas tuvieron que entregar los cilindros a los miembros del equipo afuera, a través de las escotillas de la esclusa de aire. Cabe señalar que todo este equipo fue desarrollado en 1959 y no ha cambiado desde entonces. Y aún hoy no hay alternativas a la vista. Quizás por eso se habla del uso de la respiración líquida en el rescate marítimo como el método más prometedor del futuro.
Después de un experimento público sobre la respiración líquida con un perro, los científicos se interesan por la utilidad de esta experiencia y las perspectivas de esta tecnología en general. Editorial N+1 preguntó al médico y científico Andrei Filippenko, que desarrolla sistemas de respiración líquida desde la época soviética, sobre el estado actual de la investigación en este campo.
N+1: Todos hemos visto la espectacular demostración de perro salchicha organizada por la Fundación para Estudios Avanzados. Llevas trabajando en la respiración líquida desde los años 80, ¿tienes algo que ver con este proyecto? ¿Es usted empleado del FPI?
Andréi Filippenko: No, trabajo independientemente del Fondo. En los años 80 fui director científico de la investigación sobre los problemas de la respiración líquida (I+D "Olifa MZ"). En 2014-15, completó el proyecto preliminar "Terek" con el Fondo, continuó enseñando la respiración líquida como actividad social, viajó y coordinó tareas para los coejecutores en la continuación del tema "Terek-1" hasta la primera mitad de 2016. Ahora sigo trabajando en el problema como médico-investigador y desarrollador de dispositivos de respiración líquida para submarinistas, buceadores y astronautas.
Experimentos con respiración líquida en 1988.
Los especialistas del IBMP dudan que en una situación extrema sea realmente posible utilizar la tecnología de respiración líquida, en particular porque para cambiar a ella es necesario eliminar rápidamente el aire de los pulmones, de lo contrario puede producirse una “asfixia blanca”. ¿Cómo solucionar este problema?
El motivo de esta asfixia es el cierre de la glotis, o más precisamente, de las cuerdas vocales. No funcionan en todos los mamíferos durante la inmersión (inmersión completa bajo el agua) y el cierre se puede retirar con anestesia. La prevención del cierre es un problema estándar para todas las broncoscopias, y la broncoscopia es un evento de rutina en los hospitales, es decir, el problema de prevenir el cierre del ligamento está resuelto.
¿Cómo proporcionar líquido respiratorio? Después de todo, esto requiere un bombeo y renovación constantes de líquido que contiene oxígeno. ¿Pueden los pulmones de una persona garantizar su bombeo constante?
En 1987-88, demostré que los animales grandes (perros) pueden hacer frente a esto: gracias al movimiento del diafragma y los músculos intercostales, pueden bombear líquido durante varias horas. Por primera vez vimos una contradicción con las publicaciones occidentales: es posible respirar líquidos durante más de 20 minutos, es decir, inhalar un líquido que contiene oxígeno y evacuarlo al exterior, con niveles aceptables de gases en la sangre. En el caso de las personas es algo más difícil que en el caso de los animales, pero no existen obstáculos insuperables para ello. Sí, esto es bastante difícil, estos experimentos están destinados a personas sanas y fuertes, no a personas mayores con pulmones y corazones débiles; No existen tales submarinistas. No hay nada imposible en pasar a la respiración líquida y luego a la respiración regular, aunque a veces no resulta fácil. El "diablo" está en los detalles.
¿Existen posibles consecuencias negativas para la salud más adelante? ¿Daño pulmonar, neumonía? Según tengo entendido, ¿se supone que el líquido elimina el surfactante de los pulmones?
Sí, los alvéolos de los pulmones están cubiertos desde el interior con un surfactante que los mantiene expandidos. Durante los experimentos con soluciones salinas, se descubrió que el surfactante se eliminaba por lavado y los alvéolos de los pulmones podían colapsar. Pero realizamos experimentos con líquido de perfluorocarbono y tiene una capacidad humectante extremadamente baja, por lo que el surfactante prácticamente no se elimina de los alvéolos; Además, puede agregar un tensioactivo al propio líquido respiratorio (varían en composición). En experimentos con perfluorocarbono "puro" con perros, ratas y ratones, no tuvimos ningún caso de "colapso" de los alvéolos pulmonares. Cabe señalar que el líquido no se absorbe en las paredes de los alvéolos y una cierta cantidad de líquido permanece en los pulmones, sino que se evapora y se exhala.
Pero aún así, como resultado de los experimentos, ¿se produjo neumonía, por ejemplo, en el mismo Frank Faleichik?
Por cierto, Faleichik está sano y salvo; mi amigo médico del Instituto Karolinska sueco lo vio recientemente. A menudo no se trata sólo del líquido, sino también de la temperatura. Después de todo, para simular el rescate de los submarinistas, trabajamos en el frío, inicialmente se enfría al animal, se sumerge todo el cuerpo en agua a una temperatura de 10 grados y luego se vierte en los pulmones: se produce hipotermia. Y la única manera de reducir esta hipotermia es subiendo rápidamente a la superficie.
La situación es especialmente difícil para los submarinistas, ya que por debajo de los 100 metros la temperatura del agua no supera los 4 grados. Incluso si no hay muerte por hipotermia durante el ascenso, existe la posibilidad de muerte por neumonía más adelante. Por lo tanto, no tiene sentido fabricar tecnología de respiración líquida para condiciones ambientales o de laboratorio.
Necesitamos resolver este problema. Cómo excluir en el experimento la posibilidad de que algunas impurezas entren en los pulmones con el líquido, por ejemplo, pelo de perro. Por eso propuse y probé en el mar hace tres años, sumergiendo un perro salchicha con la cabeza hacia abajo en una cápsula para realizar pruebas en el mar. Respiró líquido oxigenado, luego logró quitarse el traje de neopreno para perros y bebió mucha agua de mar fría.
Los primeros experimentos con perros grandes se llevaron a cabo en el laboratorio del Instituto de Investigación de Neumología de toda Rusia en 1987. El monitor de condición del perro es visible y se toma una muestra de líquido respiratorio en la etapa de llenado de los pulmones.
Archivo personal de Andrey Filippenko
Otro problema está relacionado con el propio líquido. En los primeros experimentos con soluciones salinas, los animales a menudo morían porque no podían volver a respirar aire. El líquido de perfluorocarbono puro no presenta tales complicaciones con una técnica adecuada. Por cierto, incluso un empleado del FPI, preparado para la presentación ante los altos funcionarios del estado, se equivocó en el vídeo presentado al mundo entero y lo calificó de perftoran, haciendo sin saberlo un anuncio de nuestro medicamento, único en su antigüedad. La pureza del líquido es de vital importancia; debe estar más limpio que en las transfusiones de sangre; incluso la más mínima impureza puede tener consecuencias graves.
¿Qué tan grave puede ser el problema del síndrome nervioso por presión arterial alta?
En el centro hiperbárico de la Armada en la ciudad de Lomonosov, donde trabajé desde 1979, este efecto se estudió durante muchos años junto con los institutos de la Academia de Ciencias. Probamos medicamentos y agregamos gases inertes a la mezcla respiratoria. Ambos ayudaron a aliviar las manifestaciones de los AINE. Descubriremos qué sucederá a grandes profundidades cuando una persona se acerque a ellas. No podemos transferir completamente los experimentos con animales, ni siquiera con simios, a las personas.
¿Por qué los submarinistas necesitarían siquiera tecnología de respiración líquida? ¿No es más fácil encontrar medios de escape con una respiración normal?
Es difícil rescatar a los submarinistas: en el momento de un accidente, es posible que no haya luz ni calefacción en el barco, casi siempre hay agua en el compartimiento de emergencia y, a menudo, la única forma de rescatar es el ascenso libre. Una de las opciones de rescate es que los submarinistas con trajes de buceo especiales se reúnan en un compartimento, que está inundado, y luego floten hacia la superficie a través de una escotilla. En la práctica, esto solo funciona a muy poca profundidad, porque cuando aumenta la presión en el compartimento, el nitrógeno comienza a disolverse intensamente en la sangre y luego, al ascender, las burbujas de nitrógeno se liberan nuevamente: en los vasos sanguíneos, en los tejidos. , aparecen muchas burbujas de nitrógeno que obstruyen los vasos, lo que puede tener consecuencias fatales. Esto se llama enfermedad de descompresión. Esto sólo se puede prevenir manteniendo un programa de ascenso muy largo en agua o en una cámara de presión, lo cual es simplemente imposible en condiciones de accidente, temperatura del agua mortalmente baja y falta de oxígeno.
Por lo tanto, el período de aumento de presión en el compartimento debe ser lo más corto posible; en este caso, decenas de segundos incluso permiten la rotura del tímpano, porque la enfermedad por descompresión es mucho más peligrosa; Incluso durante los ejercicios de submarinismo, cuando se entrenan para el ascenso libre, muere gente, como me informaron oficiales de la Armada holandesa en la sede de la OTAN en Bruselas.
Y en caso de un accidente grave en aguas profundas, como en el caso del Kursk, por ejemplo, sólo una persona puede tener posibilidades de salvación, el resto simplemente no tendrá tiempo; Por lo tanto, lo más probable es que los submarinistas esperen el rescate desde el exterior. Espere hasta la muerte si la profundidad es superior a 200 metros.
Cuando se utiliza la respiración líquida, la situación parece completamente diferente. La tripulación se pone un aparato de respiración líquida, lo enciende y luego asciende, flotando hacia la superficie en un traje de neopreno de rescate. No hay nitrógeno en el líquido respiratorio, no hay una diferencia significativa de presión entre los pulmones y el ambiente externo, por lo que no hay riesgo de enfermedad por descompresión. Esto no significa que se resolverán todos los problemas de rescatar personas en el mar, pero sí uno de ellos: el ascenso a la superficie.
Pero un dispositivo de este tipo debe ser extremadamente complejo: debe tener sistemas para bombear líquido, sistemas para saturarlo con oxígeno y eliminar dióxido de carbono, calentar el líquido y mucho más. ¿Es posible utilizar un dispositivo tan complejo y poco fiable en caso de emergencia? ¿Qué tan realista es construirlo?
En cuanto al aparato de ventilación forzada mecánica, los estadounidenses fabricaron un aparato de respiración líquida del tamaño de un armario. Tuve que hacerlo del tamaño de un “diplomático” para trabajos. Simplemente no era posible llevarlo en coche en viajes de negocios. En experimentos con perros con respiración líquida hace treinta años, nuestro aparato duplicó la profundidad de trabajo especificada: 700 metros en lugar de 350 metros. Fue un éxito. Si las personas inteligentes lo hacen bien, se puede hacer mucho.
Cuando realizamos respiración líquida forzada de larga duración con el aparato de un buzo de rescate, entonces, por ejemplo, este debe tener un sistema de calentamiento de líquido y sensores de saturación de oxígeno perfluorocarbonados de precisión. Como rebreathers, con triple redundancia. Y aún así no veo ningún problema para que el dispositivo sea lo suficientemente compacto.
Creo que es posible fabricar un dispositivo sencillo para submarinistas, pero requiere mucha experiencia y talento, así como condiciones límite de uso por parte del cliente. Teniendo en cuenta que este método no soluciona todos los problemas en un accidente de barco. No es magia.
La cuestión del uso es una cuestión de formación de submarinistas por parte de profesionales. Cambiar a la respiración líquida no es fácil, pero esta operación se puede practicar. El Instituto de Neumología lleva a cabo periódicamente procedimientos para llenar y lavar los pulmones con líquido; esto es vital para los pacientes con proteinosis alveolar. Sin esto no pueden vivir más. Y este procedimiento no siempre se realiza bajo anestesia general; a veces no se utiliza por el peligro para el paciente.
Finalmente, cuando surgió la necesidad de que una persona fuera al espacio, el traje espacial más complejo de Berkut se fabricó muy rápido: en nueve meses, y Leonov lo probó en vuelo. Nuestros abuelos lo hicieron, ¡nosotros también podemos hacerlo, si lo intentamos!
¿Cuál es el estado actual de esta investigación?
Ésta no es una pregunta fácil. Ahora, en el proyecto Terek-1, hemos repetido los resultados de 1988, cuando, a petición de la Armada de la URSS, junto con el Instituto de Investigación de Tecnologías Subacuáticas y de Salvamento, realicé una serie de experimentos en el I+D de Olifa MZ con perros en cámaras hiperbáricas en condiciones hiperbáricas y en laboratorio en condiciones normales de presión. No fue difícil para mí repetir mi resultado, pero mis colegas del FPI y sus salas del Instituto de Medicina del Trabajo y del Instituto Estatal de Sebastopol tuvieron que estudiar. Y hay un resultado.
Por ahora, en una versión sencilla: sin cámara de vídeo desde abajo ni sensores para controlar el estado del perro, a presión normal, en pocos minutos. En tales condiciones, es difícil ver el líquido respirando.
Si hablamos de los resultados científicos de un experimento público, entonces no se pueden recopilar aquí: inmediatamente después del experimento, transportar un animal en un avión a Moscú o llevarlo a casa, todo esto sin duda afectará los indicadores de salud. Los resultados estarán distorsionados. Esto sólo está permitido en el caso de experimentos piloto, de prueba o en ausencia de financiación. Es muy importante mantener al animal después de la rehabilitación en condiciones normales. Es necesario controlar su estado diariamente durante varios años y planificar una sección de animales de experimentación, a veces años después.
Sé bien que ahora hay muchos problemas con los animales de experimentación, por eso, al planificar el tema Terek-1 en 2016, exigí la construcción urgente de un vivero para animales en Sebastopol y la creación de lugares para su residencia permanente bajo la supervisión. de los veterinarios tras experimentos extremos en aguas profundas. Espero que veamos un vivero ejemplar, ya que tal experiencia fue mostrada a los extranjeros.
¿Qué tan pronto podemos esperar experimentos con humanos en Rusia?
En tres meses se podría realizar un experimento piloto con voluntarios sanos y conscientes. Llevo 30 años desarrollando mi propio método de respiración líquida independiente. Sí, debe haber un equipo bien coordinado de especialistas altamente calificados. A lo largo de los años he trabajado con mucha gente. Se ha formado un equipo de investigadores médicos preparados para realizar experimentos únicos. Ya no se requieren pruebas voluntarias con personal militar porque no existe una legislación al respecto. En Rusia se prueban medicamentos y dispositivos médicos (principalmente occidentales) en civiles, pero la Fundación para la Investigación Avanzada no tiene los permisos necesarios para realizar tales estudios, su liderazgo en el tema Terek-1 - el Instituto de Medicina del Trabajo de Moscú - es problemático en comparación con otras organizaciones. En 2014-2015 (antes de mis pruebas en el mar), sus expertos negaron la posibilidad de una respiración líquida independiente y exitosa de animales grandes basándose en su experiencia con animales en el tema de 2008.
No puedo decir cuándo podrá implementar esto un grupo extranjero, y es poco probable que alguien lo consiga. Los suecos y los estadounidenses dijeron directamente: "Estamos tras vosotros".
Estoy orgulloso de esto y también de haber conservado y transferido tecnología puntera a nuestro país durante 25 años. Hay deficiencias y dificultades, pero podemos decir que el tema de la respiración líquida ha recibido apoyo en Rusia y seguirá desarrollándose.
Entrevistado por Ilya Ferapontov
“No todo es tan sencillo como se presenta hoy. Pobre perro." Con estas palabras los expertos comentan el experimento realizado por Dmitry Rogozin al presidente de Serbia como ejemplo de los últimos avances científicos en Rusia: el perro no pudo respirar aire, sino líquido. ¿Qué es esta tecnología? ¿Puede ayudar al ejército ruso?
Durante una reunión celebrada el martes en Moscú con el presidente serbio, Aleksandar Vucic, el viceprimer ministro Dmitry Rogozin presentó una serie de novedades de la Fundación Rusa para la Investigación Avanzada (APF). Rogozin señaló que el invitado serbio podría ser llevado a alguna gran empresa industrial, pero es mucho más interesante "mostrar el mañana en el que nos esforzamos". El punto culminante del programa fue el proyecto único de respiración líquida, que por primera vez se mostró públicamente.
Como explicó el director del proyecto, el médico naval Fyodor Arsenyev, la tarea de este invento es salvar a la tripulación de un submarino moribundo. Como saben, desde una profundidad inferior a 100 metros es imposible subir rápidamente a la superficie debido a la enfermedad de descompresión. Para evitarlo, será posible colocar en un submarino un dispositivo con “líquido libre de nitrógeno”, como informa TASS. En este caso, los pulmones de una persona no se comprimen, lo que le permitirá subir rápidamente a la superficie y escapar.
Ante los ojos del presidente serbio, un perro salchicha fue colocado en un tanque especial con líquido. A los pocos minutos se sintió cómoda y empezó a “respirar” el líquido por sí sola. Posteriormente, el personal del laboratorio sacó al perro del tanque, lo secó con una toalla y el presidente serbio pudo comprobar personalmente que el perro se encontraba bien. Vucic acarició al perro y admitió que estaba muy impresionado.
El sueño de un “hombre anfibio”
“La respiración líquida como tecnología médica implica ventilar los pulmones no con aire, sino con líquido saturado de oxígeno. En el marco del proyecto se resuelve la tarea científica de estudiar las peculiaridades de la influencia de diversas sustancias transportadoras de oxígeno en el intercambio de gases y otras funciones de las células, tejidos y órganos de los mamíferos”, informó el departamento de relaciones públicas de la Fundación para Investigación Avanzada (APF) al periódico VZGLYAD.
Una de las direcciones es la formación de las bases médicas y biológicas de la tecnología para la autoevacuación de los submarinistas desde grandes profundidades hasta la superficie, señaló el Fondo, pero la tecnología en general puede hacer avanzar significativamente la exploración humana de profundidades marinas y oceánicas previamente inexploradas. Se argumenta que este desarrollo también será necesario en medicina; por ejemplo, ayudará a los bebés prematuros o a las personas que han sufrido quemaduras en el tracto respiratorio, y se utilizará en el tratamiento de enfermedades broncoobstructivas, infecciosas y otras enfermedades graves.
Cabe señalar que la respiración líquida a primera vista parece un invento fantástico, pero en realidad tiene una base científica, y esta idea tiene una base teórica seria. En lugar de oxígeno, los científicos proponen utilizar compuestos químicos especiales que puedan disolver bien el oxígeno y el dióxido de carbono.
La “respiración líquida” ha sido durante mucho tiempo una fijación para los científicos de todo el mundo. El dispositivo "hombre anfibio" es capaz de rescatar a buzos y submarinistas y en el futuro será útil en vuelos espaciales de larga duración. El desarrollo se llevó a cabo en los años 1970-1980 en la URSS y los EE.UU., se llevaron a cabo experimentos en animales, pero no se logró un gran éxito.
El miembro correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias Naturales, el candidato de Ciencias Médicas Andrei Filippenko, que trabaja desde hace mucho tiempo en el proyecto de respiración líquida, admitió anteriormente en el periódico "Top Secret" que casi no se puede decir nada sobre los avances porque de su secretismo. Pero la tragedia del submarino Kursk demostró que los medios de rescate de emergencia de las tripulaciones están irremediablemente obsoletos y necesitan una modernización urgente.
Recordemos que anteriormente se informó sobre otros proyectos audaces del Fondo, en particular, este es un "constructor" para la creación de un avión del futuro.
Debería haber una sala de emergencias esperando arriba.
“La tecnología se ha perfeccionado durante décadas, pero para ello se necesita gente muy bien formada. Cuando este líquido se vierte en los pulmones de una persona, automáticamente se activa el instinto de autoconservación, los espasmos bloquean la garganta y el cuerpo resiste con todas sus fuerzas. Esto generalmente se hace bajo supervisión médica. En humanos, estos experimentos se llevaron a cabo en casos aislados, pero en su mayoría se probaron en animales”, explicó el jefe del Comité del Gobierno de la Federación de Rusia para trabajos submarinos con fines especiales en 1992-1994, Doctor en Ciencias Técnicas. Profesor, vicealmirante Tengiz, al periódico VZGLYAD Borisov.
"Como regla general, se inserta un tubo especial en la laringe, con la ayuda del cual los pulmones se llenan lentamente con este líquido", dijo Borisov y agregó:
– Al mismo tiempo, el cuerpo resiste de todas las formas posibles, necesitamos medicamentos que bloqueen los espasmos, necesitamos anestésicos. No todo es tan sencillo como se presenta hoy. Pobre perro."
“Si una persona sale de un submarino, efectivamente evitará la enfermedad por descompresión, pero en cualquier caso los submarinistas no podrán rescatarse por sí mismos. Necesitamos: a) personas excepcionalmente competentes en el submarino, b) debería haber, en términos generales, un equipo de reanimación esperando en la parte superior, que bombeará este líquido fuera de la persona y la obligará a respirar de la manera habitual”, dijo. añadió el experto.
“Creo que en medicina esta tecnología es mucho más fácil de implementar y aplicar en el entorno hospitalario, cuando hay especialistas y una gran cantidad de equipo necesario cerca. Pero rescatar a la tripulación de un submarino hundido con estos métodos en un futuro previsible es extremadamente improbable”, concluyó Borisov.
Lo vi 8 veces seguro. Y cada vez lo hizo únicamente con fines de entretenimiento y una trama interesante con una actuación increíble que, según el testimonio del equipo de filmación, agotó enormemente a los actores principales.
Y la última vez me di cuenta de que había algo más en esta película.
A lo largo de la película se nos habla de respirar líquido. Lo que empezamos en el útero puede continuar. Lo principal es la situación.
Las 7 visualizaciones para mí la película fue solo una fantasía, un juego de la imaginación del guionista o director. En una escena muestran a un ratón respirando un líquido especial. En el otro, Bud (el héroe de Ed Harris) está en un traje espacial lleno de este mismo líquido. Lo envían a una profundidad donde nadie ha estado, llenando sus pulmones con "agua especial", porque el oxígeno no tiene nada que ver en el cuerpo humano a tales profundidades.
El francés Jacques Yves Cousteau, que desarrolló el equipo de buceo hace unos sesenta años, introdujo en su nombre los términos "agua" y "pulmones". Sin embargo, la tecnología en sí para llenar completamente los pulmones con agua (en forma de una solución de agua y sal) se conoció gracias a la publicación de Kylstra J. "A Mouse Like a Fish", la primera sobre respiración líquida, que habla de esto. idea de salvar a los submarinistas. Fue el primero en realizar descensos en mamíferos terrestres (ratones) a una profundidad de 1000 m y demostró que la transición a la respiración líquida previene por completo la muerte por formación de gas de descompresión. En la URSS, esto se confirmó durante la ventilación pulmonar artificial (ALV) con líquido en perros en condiciones de simulación de descensos de buceo a 1000 m.
Todo el sistema de respiración líquida se basa en la fórmula de perfluorocarbono. Perflubron es un líquido transparente, aceitoso y de baja densidad. Contiene más oxígeno que aire. Como este líquido es inerte, no daña los pulmones. Dado que tiene un punto de ebullición muy bajo, se elimina rápida y fácilmente de los pulmones;
Hay pocos fabricantes de estos líquidos en el mercado mundial, ya que su desarrollo es un subproducto de los "proyectos nucleares". Sólo se conocen líquidos de calidad médica de unas pocas empresas mundiales: DuPont (EE. UU.), ICI y F2 (Gran Bretaña), Elf-Atochem (Francia). Los líquidos de perfluorocarbono, desarrollados tecnológicamente en el Instituto de Química Aplicada de San Petersburgo, son ahora líderes en medicina y cosmetología;
En Rusia, en la sala de fumadores, seriamente y sin risas, se pensaba en el tema del ascenso libre a través de un sistema especial de respiración líquida;
Desde la creación de la Federación de Rusia, el desarrollo de un método de respiración líquida para el rescate de submarinistas, así como la preparación de pruebas voluntarias en 2007, se llevaron a cabo y se llevan a cabo sin subvenciones, a expensas de AVF en colaboración con el Estado de San Petersburgo. Universidad de Medicina que lleva el nombre. IP Pavlova y otras organizaciones;
Actualmente existe un aparato especial de buceo en aguas profundas en forma de proyecto en el marco del concepto del autor para el rescate rápido de submarinistas. Se basa en las propiedades únicas de los buceadores que respiran líquidos de forma rápida y resistente a la presión;
Arnold Lande, ex cirujano y ahora inventor estadounidense jubilado, ha registrado una patente para un traje de buceo equipado con un cilindro con un líquido especial enriquecido con oxígeno. El llamado "aire líquido" se suministra desde un cilindro al casco del buceador, llena todo el espacio alrededor de la cabeza, desplaza el aire de los pulmones, la nasofaringe y los oídos, saturando los pulmones de la persona con suficiente oxígeno. A su vez, el dióxido de carbono, que se libera durante la respiración, lo hace a través de una especie de branquias adheridas a la vena femoral del buceador. Es decir, el proceso respiratorio en sí simplemente se vuelve innecesario: el oxígeno ingresa a la sangre a través de los pulmones y el dióxido de carbono se elimina directamente de la sangre. Es cierto que aún no está del todo claro cómo se suministrará este líquido tan incompresible desde el cilindro...;
Hay información de que se están llevando a cabo en pleno apogeo experimentos sobre la respiración de líquido. Y en Rusia también;
En la película "El Abismo", por supuesto, ninguno de los actores respiró "agua especial". Y en una de las escenas hubo incluso un pequeño pero muy memorable error, cuando Bud desciende a las profundidades, de su boca sale una delatora burbuja… que no debería existir en condiciones de respiración líquida;
El actor Ed Harris, que interpretó uno de los papeles principales, el papel de Bud, una vez en el camino del rodaje tuvo que detenerse debido a un ataque de llanto involuntario. El proceso de filmación de la película fue muy agotador. Cameron exigió una verosimilitud excepcional.
Mira una película. Respire libremente y salga de la carretera únicamente para fotografiar mariposas.
Gracias por hacer que algunos datos estén disponibles públicamente. Miembro Correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias Naturales, Ph.D.A. V. Filippenko.
Los Ichthyanders están entre nosotros. Los científicos rusos han comenzado a probar la tecnología de respiración líquida entre submarinistas. Actualmente se están realizando experimentos con perros. El récord de inhalación de líquido ya es de 30 minutos. El corresponsal de Vesti FM, Sergei Gololobov, descubrió cómo los milagros de las novelas y las películas cobran vida.
Observación del experimento. El perro salchicha se sumerge en un baño de líquido, boca abajo. Sorprendentemente, el perro no se atragantó, sino que empezó a respirar ese mismo líquido. Tragándolo convulsivamente, entrecortadamente. Pero ella estaba respirando. Después de 15 minutos la sacaron. El perro estaba letárgico, probablemente por hipotermia, pero, lo más importante, vivo. Y después de un tiempo, volvió a su habitual humor juguetón. Milagro. Algo similar se mostró en la famosa película de Hollywood de 1989, The Abyss. Allí vertieron algunos aditivos en un frasco de agua y pusieron allí una rata blanca. Y todo fue filmado de forma natural. Y la rata en realidad supuestamente respiraba bajo el agua.
Y el truco de este episodio de la película “El Abismo” es que la rata no respiró agua como tal, sino un líquido especial. En esto se basa la tecnología de respiración líquida. Los compuestos de perfluorocarbono se consideran las sustancias más adecuadas para este fin. Disuelven bien el oxígeno y el dióxido de carbono y no dañan el cuerpo. Es decir, los seres vivos no inhalan agua, sino esos mismos carbonos líquidos. ¿Por qué la gente necesita esto?, dijo el neumólogo, responsable del tema científico sobre la respiración líquida desde los años ochenta. Andréi Filippenko.
“Esto es necesario para salvar a los submarinistas. A alta presión, si tienen líquido en los pulmones, si extraen oxígeno de ese líquido, podrán salir a grandes profundidades y rápidamente, sin problemas de descompresión, subir a la superficie”.
Se sabe que los buzos y submarinistas tardan horas en recuperarse desde grandes profundidades. Si subes a la superficie rápidamente, te alcanzará la enfermedad por descompresión. Las burbujas de nitrógeno que ingresan a la sangre con la mezcla respiratoria hierven debido a una fuerte caída de presión y destruyen los vasos sanguíneos. Si se utiliza un dispositivo con un líquido respirable especial, estos problemas no surgirán, explica Andréi Filippenko.
“El líquido de fluorocarbono es un portador, por así decirlo, de nitrógeno-oxígeno, es decir, un portador. Pero a diferencia del nitrógeno, que ingresa a los tejidos del cuerpo a alta presión, en profundidad, y debido a esto ocurre la enfermedad de descompresión, este no es el caso aquí. Es decir, no hay motivo para la enfermedad por descompresión. No hay sobresaturación del cuerpo con gas inerte. Es decir, básicamente no hay motivo para las burbujas”.
Desde los años 60 se llevan a cabo activamente experimentos sobre la respiración de líquidos en la Unión Soviética y Estados Unidos. Pero las cosas no fueron más allá de los experimentos con animales. Después del colapso de la Unión, nuestra investigación científica en esta dirección fracasó. Pero aún quedan acontecimientos muy importantes. Y ahora se ha decidido utilizarlos de una nueva manera, afirma. Andréi Filippenko.
“Hay mucho trabajo preliminar en tecnología de respiración de líquidos y líquidos. Y además todavía tenemos las consecuencias de estos líquidos. Porque todos los fluorocarbonos introducidos en la sangre, y hemos estado usando dicha sustancia durante 25 años, salen a través de los pulmones. Es decir, también conocemos las consecuencias de la introducción de perfluorocarbonos en el organismo. Los estadounidenses, los franceses o los británicos no tienen esos datos”.
Recientemente, los científicos rusos crearon una cápsula especial para perros, que se sumergió en una cámara de agua a alta presión. Y ahora los perros pueden respirar durante más de media hora a una profundidad de hasta medio kilómetro sin consecuencias para la salud. Y pronto está previsto pasar a experimentos con humanos. Lo peor es, por supuesto, obligarse a inhalar el líquido, reflexiona el presidente de la Confederación de Actividades Subacuáticas de Rusia Valentín Stashevsky:
“Cuando inhalas el agua, es simplemente una pesadilla. Esta es la primera forma de ahogarse. Este fue el caso de todos los acontecimientos históricos anteriores. Te ahogas tan pronto como el agua entra en tu tracto respiratorio y así sucesivamente”.
Sin embargo, hay quienes quieren prácticamente ahogarse, pero al mismo tiempo empiezan a respirar como un hombre anfibio, o como Sadko, señala Andréi Filippenko.
“Hay voluntarios. Pero aclaremos inmediatamente que aquí sólo pueden ser voluntarios aquellas personas que entienden muy bien lo que puede pasar. Es decir, de hecho, solo pueden ser aquellos médicos que hayan respirado mucho líquido. Estos son los de nuestro equipo. Y no solo. Sólo necesitas organizar todo correctamente”.
Ahora el trabajo sobre la respiración líquida se ha transferido al Instituto de Investigación de Medicina del Trabajo. El objetivo principal de la investigación es crear un traje espacial especial que será útil no sólo para los submarinistas, sino también para los pilotos y astronautas. Pero, repito, estamos hablando de respirar líquidos especiales. Respirar directamente con agua, como el ictiandro, aún no está disponible para los humanos.
