Разработки для космической отрасли и подводного флота сегодня - применение в медицине завтра

Сегодня одной из актульных тем является поиск новых средств и методов лечения пациентов с COVID-19. При этом идеи нередко приходят из самых неожиданных отраслей. Так, в составе комплексной терапии новой вирусной инфекции COVID-19 применяются аппараты для ингаляций подогретыми кислородно-гелиевыми смесями серии "Ингалит" разработки Специального конструкторского бюро (СКБ) экспериментального оборудования при Институте медико-биологических проблем – об этом сообщил в интервью РИА Новости генеральный директор СКБ А. Логунов¹. В основу методики лечения легла идея доктора медицинских наук, профессора Бориса Николаевича Павлова, который научно обосновал широкое применение инертных газов, включая гелий, в неинвазивных методах лечения.

Многочисленные клинические исследования показали, что состав газовой смеси в отношении 30% кислорода к 70% гелия полностью обеспечивают физиологическую потребность человека в кислороде, так как в воздухе его содержание составляет 21%, а гелий, благодаря его физическим свойствам (высокая диффузионная способность, высокая теплоемкость), является идеальным носителем кислорода к пораженным участкам бронхолегочной системы¹.

Если говорить о спасении жизней людей с диагнозом COVID-19 при помощи ингаляций подогретой кислородно-гелиевой смеси, осуществляемой аппаратом "Ингалит В2-01", то одним из примеров является Центральная клиническая больница РАН. Они применяют кислородно-гелиевую терапию на тяжелых больных, успешно снимают их с аппаратов ИВЛ. Хорошие отзывы о применении таких аппаратов получены из Военно-клинического госпиталя имени Н.Н. Бурденко. При этом число спасенных пациентов постоянно увеличивается. Аппараты применяются в лечебно-профилактическом учреждении наши аппараты с 2013 года, и ни одного случая летального исхода у пациентов, принимающих ингаляции подогретыми кислородно-гелиевыми смесями, не зарегистрировано. Многие лечебно-профилактические учреждения начинают использовать эту технологию на ранних стадиях заболевания. Например, в городской клинической больнице №52 Москвы ее начинают применять сразу, и пациент не попадает на ИВЛ¹. И это далеко не все примеры применения данной технологии.

Однако, подобные аппараты – это не единственная разработка СКБ. В интервью РИА Новости его генеральный директор упомянул и о разработках, предназначенных для реализации отечественной программы освоения космоса. В частности, для российского научного спутника "Бион" специалисты СКБ полностью разработали систему жизнеобеспечения космического аппарата, которая предназначена для поддержания газового состава и влажности атмосферы спутника при подготовке, орбитальном полете и во время спуска. Разработанная аппаратура будет отвечать за поставку и хранение кислорода, удаление продуктов метаболизма, сбор конденсата. Специалистами СКБ разработаны блок управления, агрегат осушки, датчики давления и температуры. Таким образом, создание газовой среды и поддержание ее параметров в заданном режиме будет решаться за счет систем СКБ¹.

Благодаря совместной работе ученых Института медико-биологических проблем РАМН и конструкторов СКБ, был создан прототип велотренажера, который сегодня успешно функционирует на борту Международной космической станции (МКС). Велотренажер положительно зарекомендовал себя как у российских, так и у зарубежных космонавтов. В отличие от американского аналога, отечественный аппарат полностью выполняет возложенный на него функционал и обеспечивает необходимую физическую нагрузку¹.

В рамках модернизации велотренажера на Земле непрерывно ведутся работы: уровень шума тренажера был снижен с 80 до 60 дБ, была разработана система управления велотренажером на базе планшетного компьютера с функцией мониторинга состояния космонавта, в том числе регистрацией параметров ЭКГ, которая позволяет устанавливать программу физической нагрузки, а также собирать и отправлять данные в соответствующие медицинские контролирующие службы. В текущем 2021 году как раз планируется замена существующей системы управления на усовершенствованную¹.

В 2005-2006 годах конструкторами СКБ был разработан силовой тренажер. Он предназначен для тренировки основных групп мышц позвоночника, нижних конечностей, бедер, спины. С его помощью имитируются такие упражнения, как гребля, штанга и другие. В 2010 году был разработан действующий макет аналогичного силового многофункционального тренажера, но уже на базе вакуумного цилиндра, функционирующий автономно от бортового питания. Вопрос о дальнейшем развитии опытного образца, а также доставке его на МКС или другие пилотируемые станции решается¹.

В настоящее время в СКБ создана научная аппаратура "Мутагенез", разработанная для проведения длительного эксперимента с целью наблюдения эволюционного развития мух дрозофилов. С помощью созданной специалистами СКБ аппаратуры возможна доставка биообъектов (не менее нескольких сотен) на МКС и их культивирование во время полета с возможностью контроля температуры и влажности. Аппаратура также оснащена функциями регистрации параметров и видеорегистрации. Сейчас исследователи продолжают проводить испытания и готовить опытные образцы. Летные образцы будут изготовлены в декабре 2021 года и, как планируется, доставлены на борт МКС в 2022 году¹.

Также СКБ разработана научная аппаратура "Феникс", созданная для проведения экспериментов с целью получения новых данных о воздействии факторов космического пространства на состояние генетического аппарата, высушенных лимфоцитов человека и клеток костного мозга. Созданы специальные пеналы для биоматериалов. Эти пеналы предназначены для экспонирования на внешней поверхности МКС¹.

Создана и служебная система – термохимический аварийный генератор кислорода, который при выходе из строя электронного может обеспечивать экипаж кислородом. Аварийный генератор установлен на МКС в дежурном режиме¹.

Разработана научная аппаратура "Асептик", предназначенная для создания асептических условий проведения биотехнологических экспериментов в условиях орбитального полета. С 2009 года она используется на МКС. Аппаратура представлена набором неметаллических боксов с питательной средой и насосом для отбора проб воздуха¹.

Однако, спектр разработок специалистов СКБ не ограничивается только космосом. В частности, для спасения подводников конструкторами СКБ разработаны барокомплексы, которые по своим техническим характеристикам являются лучшими не только в России, но и за рубежом. В настоящее время они позволяют проводить все необходимое лечение и эксплуатируются практически на всех крупных базах ВМФ¹.

Водолазная транспортировочная барокамера "Кубышка" обеспечивает практически все режимы по лечению, подаче кислорода – проведению оксигенации¹. Специалистами СКБ был разработан также аппарат спасательный водолазно-медицинский, где изначально и использовались упомянытые выше подогретые кислородно-гелиевые смеси¹.

Возможно, перечисленные разработки для космической отрасли и подводного флота тоже однажды найдут свое применение в медицинской практике.