液体呼吸
跳转到导航跳跃以搜索液体呼吸是一种呼吸形式，其中通常的空气呼吸的生物呼吸富氧液体（如全氟化物），而不是呼吸空气。
通过选择能够保持大量氧和CO 2的液体，可以发生气体交换。 [1]
这需要某些物理性质，例如呼吸气体溶解度，密度，粘度，蒸气压和脂质溶解度，其中一些，但不是全部，全氟化物（全氟化物）具有。因此，为特定生物医学应用选择适当的PFC至关重要，例如液体通气，药物递送或血液替代物。 PFC液体的物理性质基本变化;然而，一种常见的属性是它们对呼吸气体的高溶解度。实际上，这些液体携带更多的氧气和二氧化碳。 [3]
理论上，液体呼吸可以帮助治疗严重肺或心脏创伤的患者，特别是在儿科病例中。液体呼吸也已经提出用于深潜水[4] [5] [6] [6]和空间旅行。 [7] [8]尽管液体通气最近进展，但尚未建立标准的申请模式。
虽然具有完全填充肺部的总液体通气（TLV）可以是有益的，但是所需的复杂液体填充管系统是与气体通风相比的缺点 - 系统必须掺入膜氧气，加热器和泵供电从调节全氟碳（PFC）的肺潮气量等分试样去除。由Thomas H领导的一项研究小组为Shaffer保持着，随着微处理器和新技术的使用，可以在TLV期间使用微处理器和新技术进行呼吸变量，例如在TLV期间的液体功能残留能力和潮气量。 [2] [10] [11] [12]因此，总液体通气需要类似于医用呼吸机的专用液体呼吸机，除了它使用透气液体。许多原型用于动物实验，但专家建议持续开发液体呼吸机对临床应用。 [13]具体的临床前液体呼吸机（INOLIVENT）目前正在加拿大和法国的联合发展下。 [14]这种液体呼吸机的主要应用是心脏骤停后的治疗性低温的超快速诱导。在实验心脏骤停后，这已被证明比较慢的冷却方法更加保护。 [15]
相反，部分液体通气（PLV）是将PFC灌输到肺部的技术，以近似函数残留能力（约肺容量的约40％）。传统的机械通气能够在其顶部提供潮气呼吸。这种液体通气模式目前似乎可以比液体通气的全液体通气更加可行，因为PLV可以利用目前全球许多新生儿重症监护单位（NICU）的技术。
利用不同肺损伤的几种动物研究，研究了PLV对氧化，二氧化碳去除和肺部的影响。急性呼吸窘迫综合征（ARDS），MeConium吸入综合征，先天性膈疝和新生儿呼吸窘迫综合征（RDS）的临床应用已介绍PLV。为了正确和有效地进行PLV，这是必不可少的
将患者妥善剂量给特异的肺体积（10-15ml / kg）募集肺泡体积
用PFC液体（1-2ml / kg / h）染色肺部，反对肺的PFC蒸发。
如果PFC液体不保持在肺中，则PLV不能有效地保护肺部免受与燃气通风机相关的生物物理力的影响。
部分液体通气（PLV）涉及用流体填充肺部。这种液体是全氟化物，也称为液体或穿孔。液体具有一些独特的特性。它具有非常低的表面张力，类似于表面活性剂，一种物质在肺中产生的物质，以防止肺泡在呼气期间坍塌并粘在一起。它还具有高密度，氧气容易地通过它扩散，并且它可能具有一些抗炎性质。在PLV中，肺部充满液体，然后使用保护性肺通气策略用常规呼吸机通风患者。这称为部分液体通风。希望是液体将有助于将氧气运送到肺部肺部的部分，这些肺部被淹没并充满碎片，有助于去除这种碎片并打开更多的肺泡肺功能。 PLV的研究涉及与旨在最大限度地减少肺部损伤的协议呼吸机策略的比较。 [18] [19]
已经显示出具有两种麻醉蒸发器的全氟己烷蒸发，校准全氟己烷，以改善羊在油酸诱导的肺损伤中的气体交换。 [20]
利用雾化全氟胆葡萄酸盐，氧合和肺机械的显着改善在成人绵羊中显示出油酸诱导的肺损伤。
在表面活性剂耗尽的仔猪中，用气溶胶PFC证明了气体交换和肺部力学的持续改善。气溶胶装置对PFC雾化的功效具有决定性的重要性，因为PF5080（较少纯化的FC77）的气雾化已被证明在表面活性剂耗尽的兔中使用不同的气溶胶装置无效。部分液体通气和气溶胶PFC降低肺炎炎症反应。 [22]
气体压力随深度增加，1巴（14.5 Psi（100 kPa））每10米到Mariana沟槽底部以上的1,000多个条。随着深度增加，潜水变得更加危险，深潜水带来了许多危险。所有表面呼吸动物都受到减压疾病的影响，包括水生哺乳动物[23]和自由潜水人类（见塔拉瓦纳）。深度呼吸会导致氮气点燃和氧气毒性。在深度呼吸后上升时持有呼吸会导致空气栓塞，肺和塌陷肺。
特殊呼吸气体混合物如Trimix或HeliOx降低了氮气点燃的风险，但不会消除它。 HeliOx进一步消除了氮气点燃的风险，但介绍了氦震颤的风险低于约500英尺（150米）。大气潜水适用于1巴的身体和呼吸压力，消除了深度下降，上升和呼吸的大部分危险。然而，刚性套装庞大，笨拙，非常昂贵。
液体呼吸提供第三种选项，[4] [24]承诺具有柔性潜水套装和刚性套件的风险降低的流动性。肺中液体中的液体，潜水员和＃39; S肺内的压力可以容纳周围水压力的变化，而无需当肺部充满气体时所需的巨大气体部分压力曝光。液体呼吸不会导致使用非液体的高压氮或氦气的身体组织的饱和，从而减少或消除对减压缓慢的需求。
然而，从液体的高粘度和其去除CO 2的能力的相应减少时出现了显着的问题。[4] [4] [25]液体呼吸潜水的所有用途必须涉及全液体通气（见上文）。然而，总液体通气难以移动足够的液体来携带二氧化碳，因为无论总压力有多大，可用于溶解CO 2进入呼吸液体的部分CO 2气压的量永远不会大得多血液中的CO 2的压力（约40mm的汞（托））。 [25]
在这些压力下，大多数氟碳液需要约70ml / kg分钟液体（约5升/分钟的70kg成人），以除去足够的CO 2用于正常静止的代谢。 [26]这是移动的大量流体，特别是随着液体比气体更粘稠，更密集，（例如水是空气密度的约850倍[27]）。潜水员的任何增加和＃39;代谢活动也增加了二氧化碳的生产和呼吸率，这已经是液体呼吸逼真流速的限制。 [4] [29] [29]这个人似乎不太可能在没有机械通风机的情况下移动10升/ min的氟碳液，因此＆＃34;自由呼吸＆＃34;可能不太可能。然而，已经提出了一种液体呼吸系统可以与连接到潜水员的CO 2洗涤器结合使用＆＃39; S血液供应;已为这种方法提交了美国专利。 [30] [31]
使用液体通气最有希望的区域是在儿科医学领域。 [32] [33] [34]液体呼吸的第一次医学用途是治疗早产婴儿[35] [36] [37] [38]和20世纪90年代急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的成年人。通过氟化物精化全氟辛基溴化物的联盟药物或短暂的临床试验中使用液体呼吸。目前的正压通风方法可以有助于肺病在预期新生儿中的发育，导致支气管扩张等疾病。液体通风去除负责这种损伤的许多高压梯度。此外，已经证明全氟化碳来减少肺炎，[39] [40] [40] [40] [40] [41]改善通风灌注失配，并为肺施用的药物提供一种新的途径。 [39] [42] [43]
为了探索可用于部分和总液体通气的药物递送技术，更新的研究专注于使用纳米晶悬浮液的PFC药物递送。第一图像是PFC液体（Perflubron）的计算机模型与庆大霉素分子相结合。
第二个图像显示实验结果，比较胰腺癌（IT）和静脉内（IV）剂量在储气通风期间在新生儿羊羔中静脉内（IV）剂量的血浆和组织水平。注意，IV剂量的血浆水平大大超过了4小时研究期间IT剂量的水平;然而，在肿瘤内（IT）悬浮液中掺杂时庆大霉素的肺组织水平，在4小时后均匀地超过静脉内（IV）递送方法。因此，IT方法可以在系统性地保持更安全水平的同时更有效地将药物递送到靶器官。两种图像都表示4小时内的体内时间课程。现在，许多研究表明PFC液体作为肺部递送载体的有效性。 [44] [45] [44] [43] [43] [43] [43] [40] [40] [50]
进行了早产儿，儿童和成人的临床试验。由于手术的安全性和有效性从早期阶段显而易见，美国食品和药物管理局（FDA）给出了产品＆＃34;快速轨道＆＃34;状态（意味着对产品的加速审查，旨在尽快将其迅速地向公众提供给公众）由于其挽救潜力。临床试验表明，使用具有普通呼吸机的Perflubron以及使用高频振荡通气（HFOV）的结果改善了结果。但由于Perflubron并不比HFOV更好，FDA没有批准Perflubron，并且联盟不再追求部分液体通风施用。当与HFOV一起使用时，Perflubron是否会改善结果，或者比HFOV的长期后果较少，仍然是一个公开的问题。
1996年，Mike Darwin和Steven B. Harris采用冷液通气，用全氟化碳，迅速降低心脏骤停和其他脑创伤的受害者的体温，以便允许大脑更好地恢复。 [51]该技术被称为燃气/液体通气（GLV），并显示在大型动物中达到0.5°C每分钟的冷却速率。 [52]尚未在人类中尝试。
最近，低温脑保护已经与快速脑冷却有关。在这方面，一种新的治疗方法是使用鼻内全氟化物喷涂来优先脑冷。由于对脑循环和动脉的解剖学，鼻咽（NP）方法对于脑冷却是独特的。基于成人绵羊的临床前研究，显示出与地区独立的，在NP-全氟化物与常规全身冷却时脑冷均匀，具有冷却橡皮布。迄今为止，已有四项人类研究，包括完成随机捕获宫内研究（200名患者）。 [54] [55]结果清楚地证明，预痉挛的捕捞季鼻冷却是安全的，可行的，并且与冷却时间的改善有关。
液体浸渍提供了降低G力的物理应力的方法。施加到流体的力分布为全向压力。因为液体不能实际压缩，所以它们在高加速度下不改变密度，例如在空中演习或空间行程中进行。浸入与组织相同密度的液体中的人具有分布在体内的加速力，而不是在诸如座椅或线束带的单点处施加。这一原理用于一种名为Libelle G-Suit的新型G-Suit，它允许飞机飞行员在刚性西装中的水中围绕着围绕其围绕而在10克加速度上保持清醒和运作。 [所需的引用]
通过液体浸渍的加速保护受到身体组织和浸入液体的差异密度的限制，限制了该方法的效用至约15g至20g。 [56]超过20g的延伸加速度保护需要用类似水的密度的流体填充肺部。宇航员完全浸入液体中，液体内部的液体，从极端G力的影响很小，因为液体上的力同时分布，并且在所有方向上同时分布。然而，由于不同的身体组织之间的密度差异，感觉到效果，因此仍然存在上加速度限制。
液体呼吸对于加速保护可能永远不会实用，因为难以找到与肺组织相容的水的合适呼吸介质。全氟化碳流体是致密的水的两倍，因此不适合这种应用。 [3]
Alexander Beliaev＆＃39; S 1928科幻小说新型Amphibian Man基于一个科学家和一个Maverick外科医生，他是他的儿子，Ichthyander（词源：＆＃34;鱼＆＃34; +＆＃34;男人＆＃34;）a救生移植 - 一套鲨鱼鳃。基于小说的电影。
L. Sprague de Camp＆＃39; S 1938短篇小说＆＃34; Merman＆＃34;铰链在实验过程中使肺部函数作为鳃，从而允许人类＆＃34;呼吸＆＃34;在水下。
HAL CLEMENT＆＃39; 1973年的新海洋上面描绘了生活在A＆＃39的小水下文明;泡泡和＃39;含氧流体密集比海水更密集。
Joe Haldeman＆＃39; S 1975 GROFEL FOREVER WAR将液体浸入和呼吸细节作为一个关键技术，以允许空间旅行和与50克的加速度进行打击。
在星际迷航：下一代小说哈姆林儿童（1988年）企业-D船员遇到了一个外星种族，船只含有透气的液体环境。
Peter Benchley＆＃39; 1994年的新型白鲨中心围绕着纳粹科学家＆＃39;在纳粹的实验尝试中创造一种两栖的人类，其肺部手术被修饰，以呼吸水下，并且在用氟碳溶液淹没后训练以反应地反映。
朱迪思和加菲猫reeves-stevens＆＃39; 1994 Star Trek新颖联邦解释说，在本发明的惯性阻尼器之前，高G加速度的应力浸入液体填充胶囊中，呼吸富氧盐水溶液以防止它们的肺部被压碎。
本BOVA＆＃39; S小说木星（2000）采用了一种工艺，其中船员悬浮在透气液体中，使它们能够在木星的高压环境中存活。
在Scott Westerfeld＆＃39; SCI-Fi新颖的Risen Empire（2003）中，从轨道的抗轨道进行插入的肺部含有富含氧的聚合物凝胶，具有嵌入式伪肺泡和基本的人工智能。 [57]
Graham McNeill（2008）的小说麦克奈尔（Grook 9）在Horus Heresy Book系列中，描述了营养流体罐中的物理瘫痪的泰坦（巨大战争机器）飞行员。这允许它们继续超出正常施加的限制。 [58]
在2009年的小说中，丹布朗，罗伯特兰德（主角）的丢失符号完全浸没在透气液体中，与致幻化学品和镇静剂作为酷刑和审讯技术，由Mal＆＃39; akh（拮抗剂）。当他吸入液体和黑人外面时，他经历了近来的死亡经验，失去了对他的身体，但很快被恢复了。
在Greg Van Eekhout＆＃39; S 2014新的加州骨骼中，两个角色被放入装满液体的坦克：＆＃34;它们没有呼吸仪器，但罐中的水富含全氟碳，其含有更多氧气血。＆＃34; [59]
在作者A.L.Mengel＆＃39; Scence Fick小说The Wandering Star（2016），几个人物在潜水期间呼吸含氧流体，探索水下城市。他们淹没在高压和＃34;泡沫＆＃34;充满全氟碳液。
在Tiamat＆＃39;杰克斯，Laconian帝国的2019年愤怒，2019年在普通的excanse系列中，Laconian Empire利用了一个全浸入液体呼吸豆荚的船，使船员经历显着增加的G力。该系列中强大且燃油效率的融合发动机已成为船舶＆＃39的唯一实际限制;加速机组人员的生存能力，这使得船舶在所有人类殖民地空间中最快。
1989年詹姆斯卡梅隆的深渊，采用液体呼吸的角色，在不压缩的情况下潜入数千英尺。深渊还设有一个具有大鼠淹没在现实生活中的大鼠和呼吸氟碳液的场景。 [60]
在1995年的动漫霓虹灯创世纪福音鸟类中，标题机制的驾驶舱填充有一个名为LCL的虚构含氧液，该氧化液是用福音群体精神上同步的，以及为其血液的直接氧合，并抑制冲击从战斗。一旦驾驶舱被淹没，将电离，使其密度，不透明度和粘度接近空气。
在电影活动环境（1997）和Mars（2000）的使命中，在高加速发射之前，描绘了一种沉浸在表观透气液中的特征。
在第1季，第七天（1998-2001）Chrononaut Frank Parker的第13章被呼吸呼吸泵送的超氧化全氟化物液体，该液体泵送了他佩戴的密封全身套装。这种西装和液体组合允许他通过近1000英尺的深度开放的海洋登上俄罗斯潜艇。在登机潜艇后，他去除他的头盔，从他的肺部排出液体，能够再次呼吸空气。
在成人游泳动画片系列的一集验尸钙（2006-2013）中，乐队淹没吉他手在A＆＃34中的另一个成员;液体氧隔离室＆＃34;
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