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PLV技術讓人類也能在液體中呼吸
水是生命之源﹐幾天不喝水一個人就可能失去生命了﹐但是其實還有一個更重要的生命之源﹐那就是空氣﹐不呼吸空氣幾分鐘就能失去生命。我們人類已經習慣於空氣的存在。只是現在有一個疑問﹐我們人類只能呼吸空氣麼﹖能不能呼吸其他的東西﹐比如一些科幻電影裡的可呼吸的液體。
答案當然是肯定的﹐而且這個不是科幻電影裡才能出現的情況﹐現實世界中已經有這樣的技術﹐這種能夠呼吸的液體叫做部分液體通氣技術(partial liquid ventilation﹐PLV技術)。人類或者是所有的陸生動物之所以需要呼吸空氣﹐主要是要靠空氣中的氧氣。空氣中的氧氣通過人體肺部的肺泡和血液中的二氧化碳相互交換﹐從而為血液輸入氧氣的同時將血液中的二氧化碳排出去﹐而氧氣會被血液輸送到身體各個部位供細胞產生各種氧化反應和化學反應﹐從而產生能量和物質﹐為人體生命提供動力。
在這個過程中﹐空氣參與的就是肺部氧氣的交換。要想讓人體能呼吸液體﹐那麼這種液體就需要具備以下的特點﹕
1﹑良好的氧氣和二氧化碳攜帶能力﹔
2﹑性質穩定﹐不會和人體組織發生反應﹔
3﹑表面張力要小﹐不能沾在氣管或者其他人體組織上﹔
4﹑最好是具有抗炎性。
那麼有沒有能夠滿足上述的液體呢﹖這還真有﹐叫做全氟溴烷(LiquiVent)﹐這是一種透明的油性液體﹐它的密度是水的兩倍﹐單位體積下能夠攜帶比空氣中多一倍的氧氣﹐它具有非常低的表面張力﹐類似於肺部自己產生的表面活性劑﹐這可以防止肺泡在呼氣的時候塌陷而粘在一起。
其實現在PLV技術已經在臨床上得到了比較廣泛的應用﹐比如潛水大家都知道人不能潛水太深﹐因為深潛會導致人患有減壓病﹐潛水員很容易因為上浮太快導致空氣中溶解的氮氣被釋放出來從而產生空氣栓塞﹑肺爆裂或肺塌陷等問題。雖然使用混合呼吸氣體(比如氦氧混合氣體)也能降低減壓病的風險﹐但是並不能完全消除﹐而且呼吸氦氧混合氣體也只能讓潛水員下潛到150米的深處﹐再深就會有氦震顫的風險。
而通過PLV技術﹐潛水員只需要普通的潛水服就能夠承受深海的壓力﹐同時在上浮的時候也不會出現減壓病。這個在科幻電影《深淵》中就得到了體現﹐當時潛水員就是使用的PLV技術下潛到數千英尺的海底深處而不用擔心會危害生命。除了潛水外﹐PLV技術更廣泛的被應用在醫療行業﹐其中最有前途的是小兒醫學領域﹐比如早產兒的肺部還沒發育完成﹐直接呼吸空氣是非常危險的﹐而通過PLV技術則能夠很好的保護早產兒稚嫩的肺部。
另外就是成人急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)也能夠用到全氟溴烷等PLV技術。
在未來的太空旅行中﹐可能你也會看到PLV技術的應用。要知道火箭或者飛船在發射的時候﹐產生的加速度是非常大的﹐我們都知道戰鬥機能產生10G的加速度﹐在這種情況下﹐飛行員都能夠短暫失去意識﹐而火箭和飛船的加速度比整個還要大上很多﹐一般能達到20G以上。這個時候就需要用到PLV技術了﹐可以讓液體充滿人的肺部。
不過目前全氟溴烷還是不大能夠滿足需求﹐這是因為全氟溴烷的密度太大了﹐將來還需要尋找一個跟水的密度差不多的液體。PLV技術隨著科技的發展﹐未來肯定還會有更多方便的可呼吸液體。
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