Екстрапульмональний спосіб лікування дихальної гіпоксії

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для лечения и профилактики гипоксических состояний, а также обеспечения кислородом организма при ограничении функции легких. Наиболее близким по технической сущности и избранный нами в качестве прототипа, является способ обеспечивающий повышенную оксигенацию организма с помощью лечебной барокамеры [1, 2]. К аналогам следует отнести наложение пневмоторакса и пневмоперитонеума, особенно, когда воздух заменен кислородом [3, 4]. Однако при этом не предусматривалась циркуляция кислорода через полость, а также замещение дыхательной функции легких. В аспекте использования фактора циркуляции в брюшной полости, можно считать аналогом диазиз в брюшной полости с применением различных жидкостей с целью вымывания токсических соединений из организма при почечной недостаточности [5]. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности лечения гипоксии за счет использования внелегочных форм дыхания, в частности кожного, перито-нсального и желудочно-кишечного, т.е. экстрапульмонального дыхания (ЭПД). Сущность способа - использование диффузионных свойств поверхностей, покрытых неспецифическим для органов дыхания эпителием, для осуществления процесса дыхания путем увеличения количества молекул на единицу диффузионной поверхности. Это достигается тем, что больного помещают в барокамеру с соответствующим повышением общего давления и парциальным давлением кислорода над той или иной экстрапульмональной диффузионной поверхностью от 0,2 до 1,0 МПа (2-10 атм). При этом дыхание легкими осуществляется на уровне субтоксического действия кислорода. Выведение углекислого газа, в этих условиях, происходит как за счет легких, так и используемой формы ЭПД. В основе способа заложено использование и интенсификация атавистических форм дыхания, сохранившихся в процессе эволюции - естественных - через поверхность тела (у человека около 2 м2), желудочно-кишечный тракт (диффузионная поверхность тонкого кишечника свыше 500 м2) и искусственных форм - при которых используется поверхность, не имеющая непосредственной связи с внешней средой и не выполнявшая, в эволюционном плане, когда-либо дыхательную функцию, но имеющая хорошие диффузионные характеристики, например - брюшная полость (у человека около 2 м2), плевральная (около 0,5 м2 и др.). Сравнение заявляемого решения с прототипом позволяет установить соответствие критерию "новизна". При изучении других решений в области медицины, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, обеспечивает заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия". Большинство серьезных заболеваний в своем патогенезе, как правило сопровождается гипоксией. Для ее устранения предложен большой арсенал различных методов введения кислорода в организм через легкие. Однако интенсификация процессов оксигенации организма путем усиления нагрузки на легочную ткань, особенно вовлеченную в патологический процесс, сравнительно часто не только не обеспечивает желаемого эффекта, но и оказывается вредной. В этих условиях показано применение внелегочных форм дыхания, которые при соответствующем парциальном давлении кислорода, могут значительно увеличить доставку кислорода в организм, а в некоторых случаях заменить дыхательную функцию легких. Дыхание через поверхность кожи у человека в обычных условиях, когда парциальное давление кислорода соответствует 20 кПа (150 мм рт.ст) обеспечивает поступление в организм человека 1-2% кислорода относительно поступающего через легкие, а также выделение примерно такого же количества углекислого газа. Дыхательный коэффициент при этом близок к единице. Диффузия газов через кожу пропорциональна градиенту парциального давления газа над кожной поверхностью. При высоком давлении углекислого газа над поверхностью кожи, по отношению к подкожным капиллярам, данный газ начинает поступать в организм, в то время как, низкое парциальное давление кислорода над кожной поверхностью, приводит к тому, что кислород поступает через кожные покровы наружу. Как показано в работах Н.М.Петруня [6] и затем в наших совместных экспериментах, при парциальном давлении кислорода над кожной поверхностью 0,1 МПа (1 ата), до 30% может поступать в организм человека относительно общего количества кислорода необходимого организму. В условиях тяжелой физической работы при температуре окружающей среды 45°С, около 23% кислорода поступает в организм человека через кожу [7]. Затем в этих условиях была получена цифра 28%. Таким образом, уже в условиях нормобарии можно значительно повысить дыхательный процесс через кожу. При давлении кислорода 1,0 МПа количество молекул в единице объема в 50 раз больше, чем в воздухе при нормальном атмосферном давлении. Если принять во внимание, что напряжение кислорода в альвеолярном воздухе 13 кПа(100мм рт.ст.), то в случае непосредственного контакта с эпителием брюшины, при указанном режиме, количество молекул кислорода будет значительно большим, чем в альвеолах в условиях обычного дыхания. Если поверхность перитонеальной полости (или поверхности кожи) около 2 м2, а суммарная поверхность альвеол 60-90 м2 (функционирующих значительно меньше), то отношение поверхности брюшины или кожи к альвеолярной будет 1:30-1:45, однако дефицит поверхности компенсируется тем, что количество молекул на единицу поверхности диффузии, в случае приведенного выше режима, будет значительно увеличено. Кроме того, процесс диффузии увеличивается в связи с улучшением условий контакта кислородного потока с поверхностью диффузии, т.к. в данном случае, поток равномерен, а не дискретен, как в акте дыхания легкими, когда вдох сменяет выдох, а еще имеется и дыхательная пауза, чем в частности, объясняется, что напряжение кислорода в альвеолах в 1,5 раза меньше, чем во вдыхаемом воздухе. Таким образом, количество молекул кислорода, перемещающихся по поверхности газообмена в указанных условиях, при достаточной циркуляции, больше, чем над суммарной альвеолярной поверхностью легких и приближается к уровню, который значительно перекрывает дефицит поверхности газообмена. В экспериментах на мелких животных -их погружали в солевой раствор, близкий по составу к сыворотке крови, насыщенный в барокамере кислородом под давлением 1,0 МПа (10 атм) - количество кислорода в жидкости было близким 30 об% -животные "дышали" легкими в ритме вдох-выдох, активно передвигались по барокамере. Довольно часто они подключали к дыхательному процессу желудочно-кишечный тракт [8]. Уже после опубликования данной статьи в одном из наших экспериментов, животное, с подключением к дыхательному акту желудочно-кишечного тракта, "дышало" жидкостью на протяжении 18 часов. Принимая во внимание результаты наших экспериментов, мы пришли к заключению, что экстрапульмональное дыхание, по крайней мере в трех формах - кожной перитонеальной и желудочнокишечной, может обеспечить лечение гипоксии легочного происхождения, а в некоторых случаях временно заменить дыхательную функцию легких. Токсическое действие кислорода, согласно нашим данным, значительно меньше сказывается на эпителии кожи, мезотелии брюшины, эпителии желудочно-кишечного тракта, чем на альвеолярном эпителии легких. Кроме того, учитывая возможность регулирования и управления процессом поступления кислорода в организм, можно значительно уменьшить токсическое действие кислорода на организм. Положительный эффект. Предложенный способ, как следует из проведенных экспериментов, может быть использован для устранения гипоксических состояний у животных и человека и дает возможность применения данного метода в лечении клиники патологии, сопровождающейся гипоксией, в частности, дыхательной. Предлагаемый способ, по сравнению с известными, позволяет повысить эффективность лечения гипоксии за счет использования внелегочной диффузионной поверхности в условиях повышенного парциального давления кислорода. Реализация процесса ЭПД может быть обеспечена устройством, предложенным нами, на которое выдано авторское свидетельство [9].