何年たっても、ランダムに小さな事実が私の頭に残っているのは面白いことです。 中学2年生のとき、理科の授業でパスカルの法則についてレポートを書きました。パスカルの法則は、閉じた系での流体の挙動を記述したもので、あらゆる水力学の基礎となるものです。 流体という言葉は液体の同義語ではなく、液体であったり気体であったりする。 そうなんですか？ 私はずっと液体を吸っていたのか？ 私はどうしても納得がいかなかった。 私の友人もそうでした。私は、私がトリビアを延々と繰り返すことで頭が良く見えると思っていましたが、彼らはそれが迷惑だと感じていました。
数年後、私はスタートレックの小説を読みました。 この架空の液体は人間の肺に適合するものであったが、液体を吸うことの心理的ショックは相当なものであった。 その後、1989年の映画『アビス』や、2009年のダン・ブラウンの小説『ロスト・シンボル』などでも、まったく同じコンセプトで描かれている。 でも、それはSFの世界でしょう？
流体思考
人間の呼吸のために流体が機能するためには、酸素を肺に送り、二酸化炭素を除去するという 2 つの主要な機能を非常によく実行する必要があります。 空気は明らかにこの2つの機能を担っていますし、他の気体の組み合わせ（ダイビングで使われるようなもの）も同様です。 しかし、液体でも同じことができるかもしれないと考えるのは妥当なことだ。 液体の呼吸に関する最初の実験は、1960年代に行われた。 マウスに高濃度の溶存酸素を含む生理食塩水を吸わせた。 その数年後、研究者はパーフルオロカーボン、つまりフレオンに似た液体で、蒸発するとオゾン層に悪影響を及ぼすにもかかわらず、酸素と二酸化炭素の両方を容易に溶かすことができるパーフルオロ炭化水素の実験を開始しました。 初期の結果は、酸素を含む生理食塩水よりもはるかに良好で、マウスはその後通常のガス呼吸に戻ることができた。 その後、数十年の間に、通気性のあるパーフルオロカーボン（PFC）の処方はさらに改良された。 この種の液体で最もよく知られているのは、リキベントという商品名でも知られるパーフルブロンと呼ばれるものである。 パーフルブロンとは、水の2倍の密度を持つ、透明で油性の液体である。 単位体積あたり、空気の2倍以上の酸素を運ぶことができる。 また、不活性であるため、肺の組織を傷つけにくい。
あなたはこう考えるかもしれません。「人間が液体を呼吸できるのは素晴らしいことだが、なぜそうしたいと思うのだろう」
Divers Uses
液体呼吸の主要用途は、特定の肺疾患の医学的治療法です。 例えば、早産で生まれた赤ちゃんは、肺が未発達であることが多い。 ペルフルブロンは空気より多くの酸素を運ぶことができるので、肺が通常の空気で機能できるようになるまで、呼吸困難を和らげることができる。 しかし、病気や外傷、火傷、煙や水などの毒物の吸引による急性呼吸不全の成人にも使用されてきました。 液体は、崩壊した肺胞を開くように促し、汚染物質を洗い流し、十分に機能していない肺に酸素と二酸化炭素のより良い交換を提供します。 その代わり、液体換気は通常、従来のガス換気と組み合わせて使用される。
液体呼吸のもう一つの潜在的用途は、ダイビングである。 通常、ダイバーは水中深くで肺がつぶれるのを防ぐために高圧のガスを吸わなければならないが、これでは浮上時に減圧しなければならず、窒素ナルコーシスやその他多くの問題を抱える危険性がある。 もし、肺の中を液体で満たせば、これらの問題のほとんどは簡単に解決する。 そうすれば、理論上、ダイバーはより深く、より速く、より低いリスクで潜水することが可能になる。 映画で見たとおり、この技術はまだ本格的なものではないが、機材や液体の配合、トレーニングが進めば、液体呼吸はいつの日かダイビングのあり方を劇的に変えるかもしれない。
このような素晴らしい利点がある一方で、液体呼吸にはまだ1つの大きな難点があります。 空気よりも酸素や二酸化炭素の運搬に優れているパーフルブロンでも、循環させるスピードが遅れるとその利点が失われてしまうのです。 人工呼吸器を使用しない場合、病気の人には特に問題となりますし、体調が万全のダイバーでも、深く激しいダイビングでは、このような苦しい呼吸で疲弊してしまうこともあります。 ですから、私は PFC で満たされたプールの底で生活する計画を立てるつもりはありませんが、肺が液体でいっぱいになれば、溺れるのを防ぐことができると考えると、確かに興味をそそられます」
注：この記事は 2005 年 5 月 24 日の「今日のおもしろいこと」に掲載したものを更新しました。