人類可以呼吸液體嗎?事實上已經實現了


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資料圖

但你是否想過,人類有沒有可能在液體中呼吸呢?科幻小說經常對這種可能性進行刻畫,最著名的當屬卡梅隆的電影《深淵》中的情節,但這種設想真的有可能實現嗎?

事實上,有可能實現,而且已經實現了。

在進一步解釋之前,先來了解一下我們為何不能在水和牛奶等普通液體中呼吸。原因和這些物質與空氣之間的物理差異關係不大,主要是因為這些液體中無法溶解足夠的氧氣。我們的肺部會將空氣中的氧氣提取出來,而液體中所含的氧氣太少,無法從中提取出足夠的氧氣。不過,也有一些液體能夠像海綿吸水那樣吸收大量氧氣。

關於呼吸液體的研究早在20世紀初就開始了,但一直到上世紀40年代的“曼哈頓項目”期間、人們首次合成了四氟化碳之後,相關研究才開始快速發展。科學家當時正在尋找能夠承受鈾化合物輻射的物質,結果無意中發現了四氟化碳。這種物質僅由碳和鈾構成,不易發生化學反應,無色無味,也不會對人體造成明顯傷害,更重要的是,氣體在其中的溶解度極高,能夠吸收的氧氣和二氧化碳比血液還要多。

這令科學家想到,動物能否在四氟化碳中呼吸呢?在探索這種可能性的早期實驗中,研究人員將小鼠和貓浸沒在四氟化碳中,結果發現它們能順利存活數週之久。不過,由於長期呼吸這種液體,這些動物的肺部都受到了損傷。這可能是因為它們在四氟化碳中無法有效呼氣,因此排出二氧化碳的能力受到了破壞。後續研究發現,要想解決這些副作用,必須利用機械通氣,即用機器幫助動物吸入和呼出這種密度較高的液體,才能使二氧化碳及時排出體外。

人們從這些早期動物實驗中學到了寶貴的一課。 1989年,美國天普大學醫學院的醫生們想到,能否用液體呼吸幫助那些患有嚴重的呼吸窘迫症而且其它療法均無效的早產兒呢?他們向三名受試嬰兒的肺中註入了四氟化碳,而嬰兒們的情況的確有所改善。不過,這三名嬰兒最終還是全部夭折了。

七年之後,另一支團隊利用改進後的液體呼吸技術,在13名早產兒身上嘗試了四氟化碳液體通氣療法。這些早產兒同樣患有嚴重的呼吸窘迫,能活下去的概率十分渺茫。結果,液體呼吸使大部分嬰兒的情況都得到了改善,可能是通過穩定肺泡、降低肺中的表面張力實現的。簡單來說,早產嬰兒的肺部還沒有做好呼吸氣體的準備,而四氟化碳為它們鋪設了一座銜接羊水與外界空氣的橋樑。最終,在為時四個月的跟踪治療中,共有八名嬰兒存活了下來。

此外,液體通氣還在成年肺部疾病患者身上取得了成功嘗試。

現在我們已經知道了人類可以呼吸四氟化碳,但問題是,我們為什麼要這麼做呢?除了穩定新生兒的肺部情況之外,我們並未在醫學實驗中發現其它明顯的好處,也許液體呼吸可以幫助深潛員避免減壓症、或是防止加速度對宇航員肺部造成傷害,但四氟化碳對這兩種應用都不合適,因此科學家還需要發明一種新型液體介質。此外還要用特製的機械通氣設備進行液體循環,以滿足正常的氧氣與二氧化碳交換。

簡而言之,呼吸液體是有可能實現的,但千萬不要僅僅為了在聚會上給朋友們留下深刻印象、就嘗試這麼做哦。

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