Як фізика дозволяє рятувати недоношених дітей

Привіт, це Емілі з МінітЕрс в співпраці з Біллом та Меліндою Гейтс.
Ще кілька десятиріч тому майже половина дітей, народжених більше ніж за 6 тижнів до нормального терміну, вмирало протягом кількох годин або днів через загадкову недугу, зараз відому як респіраторний дистрес-синдром (РДС) новонароджених.
Щорічно в самих лише Сполучених Штатах помирають десятки тисяч дітей.
І це стало серйозною проблемою.
Цей розлад дихання локалізується глибоко в легенях у крихітних повітряних мішечках під назвою альвеоли, в яких відбувається газообмін між організмом та зовнішнім середовищем.
У здорових дітей альвеоли нагадують добре наповнені маленькі повітряні кульки.
Але в легенях недоношених дітей з РДС спостерігається або спадання або надмірне розтягнення цих повітряних мішечків, що порушує газообмін в легенях і викликає удушшя таких дітей.
І ось у чому полягає вся трагічність фізики: якщо ви коли-небудь надували повітряну кульку, то напевно помічали, що найважче - це почати її надувати.
Це почасти пов'язано із законом Лапласа, який говорить, що чим меншим є радіус кривини увігнутої поверхні бульбашки, тим більшим буде тиск газу всередині такої бульбашки.
Ви можете спостерігати цей закон в дії, якщо візьмете дві кульки, і надуєте одну з них більше ніж іншу, і потім з'єднаєте їх трубкою.
Менша кулька після з'єднання стискатиметься, виштовхуючи частину свого повітря в більшу кульку.
З людськими легенями ситуація дуже схожа.
Але у здорових людей альвеоли залишаються належним чином надутими, оскільки вони містять поверхнево активні речовини, або сульфактанти, які роблять маленькі альвеоли еластичнішими та більшими за об'ємом, врівноважуючи тиск між різними повітряними мішечками.
Легені недоношених немовлят не виробляють достатньої кількості цих сульфактантів, тому маленькі альвеоли колапсують, тобто зменшуються в об'ємі надто сильно, в той час, як великі все більше надуваються та розтягуються.
Лікарі не мали змоги змінювати розтяжність або стисливість повітряних мішечків у пацієнтів, але вони виявили, що постійно закачуючи повітря в легені недоношених дітей, можна підтримувати тиск в дихальних шляхах достатньо високим, щоб не дати маленьким альвеолам сколапсувати без надмірного надування великих, доки легені дитини не почнуть виробляти достатню кількість сульфактанта, щоби працювати самостійно.
Режим вентиляції легенів СРАР дозволяє постійно підтримувати додатковий тиск в легенях.
І в США показник виживання недоношених дітей з РДС збільшився з однієї четвертої до трьох четвертих.
Завдяки додатковим процедурам, таким як сприяння виробленню сульфактанта в організмі дітей ще до їхнього народження і введення штучних сульфактантів в дихальні шляхи дитини, ми продовжуємось наближатися до того дня, коли недоношені діти не вмиратимуть від РДС.
Ба більше, такі організації як Інститут глобального здоров'я РАЙС-360 впроваджують дешевші та простіші в обслуговуванні версії апаратів СРАР в клініки та лікарні бідних країн, підвищуючи рівень виживання недоношених дітей по всьому світу.
З моменту винайдення СРАР було врятовано більш як два мільйони дітей з РДС.
І це справді ковток свіжого повітря.