Може ли човек да диша течност
Първите опити с дишане на течност са извършени малко след Първата международна война, когато лекарите стартират да изследват кислородни солени разтвори като метод за изцеление на белите дробове на бойци, наранени от токсичен газ. Но едвам в разгара на Студената война в края на 50-те години стартират съществени проучвания, защото американския флот търси опция по какъв начин моряци да избягат от потъваща подводница, без да страдат от кесонна болест (още декомпресионна болест или болест на водолазите) – положение вследствие на поемане на въздух под налягане: когато водолазът се спуска и налягането на водата се усилва, от ден на ден азот от въздуха се разтваря в тъканите му; в случай че по-късно се изкачи прекомерно бързо на повърхността, неочакваният спад на налягането кара този азот да излезе, образувайки дребни мехурчета, които могат да причинят мощна болежка в ставите, въздушни емболии, удари и гибел. Следователно водолазите би трябвало да се изкачват постепенно и да вършат чести декомпресионни прекъсвания, с цел да разрешат на азота последователно да се освободи от тялото.
Но в случай че вместо въздух водолаз (или подводничар) може да диша кислородна течност, тогава налягането вътре и отвън белите му дробове би било равно, предотвратявайки натрупването на азот и надлежно нуждата от декомпресиране. Дишането на течност също би помогнало за понижаване или унищожаване на други рискове от дълбокото гмуркане, в това число азотна наркоза – интоксикация, породена от дишането на азот под налягане. Самият О2 също става рисков под избрана дълбочина – събитие, известно като кислородна токсичност. За да се избегнат тези резултати, водолазите употребяват разнообразни дихателни газови смеси, които разреждат кислорода и азота с хелий. Но даже и това работи единствено до известна степен, защото под към 160 метра дишането на хелий може да провокира тежки тремори и други неврологични резултати. В резултат на това най-голямата дълбочина, на която водолаз, който диша газ под налягане, е успявал да се спусне, е 701 метра.
Mеханичен вентилатор от средата на 20 век
През 1962 година екип, управителен от доктор Йоханес Клистра от университета Дюк, съумява да накара мишки и други дребни животни да дишат кислороден физиологичен разтвор под налягане до 160 атмосфери. Това високо налягане е належащо за разтваряне на задоволително О2 във течността. Но до момента в който дишането се поддържа по този метод за към час, животните умират скоро по-късно от респираторна ацидоза – т.е., натравяне с въглероден диоксид. Това разкрива един от главните дефекти на течното дишане, който изтезава откривателите от този момент: до момента в който течността за дишане може елементарно да достави задоволително О2 до тялото, тя е надалеч по-малко ефикасна при отстраняването на издишания въглероден диоксид. За да се предотврати ацидоза, междинният човек би трябвало да реалокира 5 литра дишаща течност в минута през белите си дробове, до момента в който е неподвижен, и 10 литра в минута, когато прави всевъзможен тип физическа интензивност. Дебитът на човешките бели дробове не е в положение да поддържа такова нещо дълготрайно време. Така всяка практична система за дишане на течности би трябвало да изпомпва интензивно течността в и от белите дробове, сходно на механичните вентилатори, употребявани в лечебните заведения.
През 1966 година американските откриватели Леланд Кларк и Фрнк Голан обаче вършат пробив в проучванията на дишането на течности, като заменят оксидирания физиологичен разтвор с екзотична течност, наречена перфлуоровъглерод или PFC. За първи път създаден като част от плана Манхатън по време на Втората международна война, PFC е безцветна течност, формирана от детайлите въглерод и флуор. Връзката сред тези два детайла е измежду най-силните по природа, което прави PFC нереактивен и биологично неподвижен. Той е двойно по-плътен от водата, само че една четвърт от вискозитета и може да побере съвсем 20 пъти повече О2 и въглероден диоксид от водата – свойства, които го вършат съвършен като дихателна течност. Първите опити на Кларк и Голан включват просто потапяне на плъхове и мишки в PFC и без някакви спомагателни дишането им средства. Въпреки че огромната компактност на течността затруднява дишането, животните съумяват въпреки всичко да оцелеят изцяло потопени до 20 часа без никакви нездравословни резултати. По-големите животни изискват потреблението на спомагателна вентилация, с цел да се предотврати натрупването на въглероден диоксид, само че опитите върху анестезирани кучета в допълнение показват жизнеспособността на PFC като дихателна течност.
Работата на Кларк и Голан по скоро е поета от Клистра, който сред 1969 и 1975 година организира едно от най-изчерпателните изследвания за дишането на течност в историята, употребявайки както животни, по този начин и хора като субекти. В хода на това проучване водолазът на Военноморски сили на Съединени американски щати Франсис Дж. Фалейцик става първият човек, който диша както кислороден разтвор, по този начин и PFC. Въпреки че не получава никаква медикаментозна помощ, с изключение на местна упойка за улеснение на интубацията, Фалейцик не намира прекарването за прекомерно неловко, макар че среща компликации при източването на течността от белите дробове и вследствие на това развива пневмония.
