Искусственное сердце для космоса. Как тестируют методы реанимации в невесомости
Чтобы понять, как спасать людей вдали от Земли, исследователи из Университета Конкордия сделали симулятор кровеносной системы: сердце, клапаны, искусственные сосуды и замкнутый контур с жидкостью, заменяющей кровь. Он показал, как ведет себя кровоток при низкой гравитации. Результаты эксперимента авторы опубликовали в журнале NPJ Microgravity.
Ученые тестировали систему в наземных лабораториях и на борту самолета Falcon 20. Летчики два дня летали по параболе, чтобы создать кратковременную невесомость. Это специальная траектория, при которой машина сначала набирает высоту, а затем резко снижается, описывая параболическую кривую.
В верхней точке, когда самолет находится в состоянии свободного падения, все объекты внутри него, включая людей, начинают падать с одинаковым ускорением - ускорением свободного падения. Именно это создает ощущение отсутствия силы тяжести, то есть невесомости.
В такие моменты автоматический аппарат сжимал желудочек сердца манекена, и жидкость начинала двигаться через артерию к мозгу. В невесомости аппарат сжимал желудочек сердца манекена, и жидкость начинала двигаться через артерию к мозгу, - комментируют эксперты сайта PrоКосмос.
В чем суть проекта? Чтобы понять, как спасать космонавтов вдали от Земли, например, во время миссий на Луну и Марс. Если в полете у члена экипажа вдруг остановится сердце, стандартный массаж грудной клетки может не сработать, так как в невесомости кровь течет иначе, объясняют специалисты.
Как устроен симулятор? Ученые взяли обычный манекен и встроили в него напечатанную на 3D-принтере сердечно-сосудистую систему. Установили датчики: часть на сонной артерии, которая несет кровь от сердца к мозгу. Тесты подтвердили, что симулятор точно воспроизводит физиологические процессы. Как отметили исследователи, в условиях слабой гравитации все показатели артериального давления оказались заметно выше, чем на Земле.
В будущем команда планирует собрать новые версии манекена. В частности, добавить позвоночник, ребра и грудную полость, так как в космосе сердце человека уменьшается. Также ученые собираются улучшить систему искусственных сосудов и датчики. Их главная цель - отправить прибор на Международную космическую станцию и проверить его работу в реальном космическом полете, - отмечают эксперты.
Да, оказание помощи при остановке сердца во время космического полета является сложной задачей, так как и спасатель, и пациент находятся в состоянии свободного падения из-за микрогравитации.
В действующем протоколе НАСА по чрезвычайным ситуациям на МКС рекомендуется проводить непрямой массаж сердца в положении "стойка на руках": астронавт, оказывающий помощь, стоит на руках на груди у нуждающегося в реанимации коллеги, упираясь ногами в борт космического корабля, чтобы создать необходимое давление.
Однако ранее исследование, которое было представлено на одном из Конгрессов Европейского общества кардиологов в Мадриде (Испания), показало, что такой метод недостаточно эффективен, так как не соответствует стандартам глубины, необходимым для эффективных компрессий грудной клетки. Эксперимент также проводился в "летающей лаборатории" на борту модифицированного гражданского самолета Airbus A310 Zero-G в Национальном центре космических исследований Франции.
В России ученые также используют различные методы для тестирования методов реанимации в условиях невесомости, включая параболические полеты, испытания на модифицированных самолетах, наземные модельные эксперименты и специализированное оборудование.