Наконец-то новые исследования и данные по оптимизации декомпрессии

[Максим Васильев]

Материал с N+1

Вдыхание газовой смеси с тетрафторидом углерода и кислородом в течение десяти минут перед декомпрессией облегчает симптомы кессонной болезни у свиней — снижает количество газовых пузырьков в крови, поражение нервной системы и риск смерти. Ученые предполагают, что меньшая диффузионная способность тетрафторида углерода может увеличить безопасную глубину погружения. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Кессонная, или декомпрессионная, болезнь возникает из-за быстрого снижения давления окружающей среды — например, при всплытии с глубины. Из-за такой перемены возникает разница парциальных давлений, и растворенные в крови и тканях газы из дыхательной смеси (азот или гелий) начинают выделяться в кровь в виде пузырьков. Пузырьки нарушают кровоток и гемостаз, что проявляется болями в конечностях и кожной сыпью и может приводить к параличу и смерти.

Для профилактики декомпрессионной болезни используется постепенный и длительный подъем с глубины, а также увеличение содержания кислорода в дыхательной смеси. При этом высокое парциальное давление кислорода может приводить к повреждению легких. Поэтому ученые исследуют альтернативные газовые смеси, которые бы обеспечивали как безопасное погружение, так и безопасное всплытие. Одним из потенциальных газов, который мог бы удовлетворить этим требованиям, считается тетрафторид углерода — инертный газ без цвета и запаха, скорость диффузии которого значительно ниже, чем у используемых инертных газов для дыхания, как из-за его более низкой растворимости в воде, так и из-за большего размера молекул.

Группа ученых под руководством Ричарда Муна (Richard Moon) из Дьюкского университета провела исследование на свиньях, которых на 60 минут помещали в барокамеру при давлении чуть более семи атмосфер (714 килопаскалей), что эквивалентно погружению на 61 метр. Все свиньи дышали смесью, содержащей 79 процентов гелия и 21 процент кислорода, однако в одной группе за 10 минут до быстрой декомпрессии свиней перевели на дыхание смесью, содержащей 79 процентов тетрафторида углерода и 21 процент кислорода.

Экспериментальная установка для воздействия на свиней в барокамере. При каждом исследовании в барокамере одновременно находилась только одна свинья, получавшая седативные препаратыRachel Lance et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026

Анализ показал, что перевод свиней на смесь с тетрафторидом углерода привел к 100-процентной выживаемости в течение трех часов после гипербарического воздействия. Напротив, у свиней, которые оставались на дыхательной смеси из гелия и кислорода, выживаемость составила лишь 14 процентов (p < 0,0001), при этом среднее время выживания составило 16 минут. Анализ чувствительности показал аналогичную связь между газовыми смесями и выживаемостью (p < 0,0001).

В контрольной группе у свиней наблюдалось значительная гипоксемия: в среднем сатурация крови кислородом составляла 76 процентов по сравнению с 97 процентами в группе тетрафторида углерода. Кроме того, количественная оценка степени отека легких была выше в контрольной группе (p = 0,0091). Показатели венозной газовой эмболии, которые характеризуют количество пузырьков в крови, тоже были выше в группе гелия и кислорода (p < 0,0001). Свиньи из группы тетрафторида углерода лучше передвигались после гипербарического воздействия, что свидетельствует о меньшем поражении спинного мозга (p < 0,0001). Аналогично, меньшее поражение кожи наблюдалась в группе тетрафторида (p < 0,0001).

Авторы исследования предполагают, что добавление тетрафторида углерода в дыхательные смеси при погружении может расширить диапазон рабочего давления при сохранении безопасности и снижении риска развития декомпрессионной болезни. По-видимому, защитный эффект достигается за счет более низкой скорости диффузии газа перед декомпрессией.

Оригинал отсюда:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2600125123

К сожалению влияния на ускоренную декомпрессию это пока иметь не будет, т.к нет формул это обсчитывающих. Когда-то я пробовал проходить деку на аргоксе 50:50, дыло интересно и необычно, но и не более, опять же из-за отсутствия данных

[Dikon]

Скорее всего связано с тем что достаточно большая молекула и не проходит через альвеолы.. Практически балластный газ... собственно потому и соотношение 79 на 21(пытались сделать "воздух на минималках"). Просто заменили азот и начали давить свиней ... Правда при 66 м парциалка кислорода уже будет 1.6 .. Т.Е. может быть окстокс.. Плюс тетрафторид углерода еще обладает наркотическим эффектом, но свинью не просили решать свинячьи задачи....
Ну и конечно "зеленые" усрутся из-за парникового эффекта.
Цена конечно вкусная по сравнению с гелием который стоит в 7 раз дороже , да и хранить гелий сложнее

[Максим Васильев]

ТУ интересен не как донный, а как деко газ.

[BKC]

...

Если мне склероз не изменяет, всяких зверюшек мучили дыханием CF4 ещё в конце 60-х - начале 70-х.
Так, само по себе, познания ради - забавно, интересно. И интересно, что на эти исследования дают не только свинину, но и финансирование.
Использоваться на людях вряд ли когда-нибудь будет, ПМСМ.

Ну и конечно "зеленые" усрутся из-за парникового эффекта.

Что произойдёт с "зелёными" или "красными" сразу так не скажешь. Но если водолаза заставят дышать, то будет ему не очень комфортно.
Холодно, т.е. теплоотдача при дыхании большая ибо теплоёмкость большая - это если говорить об открытом цикле, который только и может привлечь внимание "зелёных".
Зато тепло если сухой костюм поддувать ибо теплопроводность меньше. Как тут не вспомнить Сергeя Горпинюка с его поддувом CO2 - CF4 лучше, инертнее будет, если в сухой костюм. А вот в рот его не надо бы...
Плотность огромная по сравнению с воздухом и, уж тем более, с гелием.
И т.д...

Цена конечно вкусная по сравнению с гелием который стоит в 7 раз дороже...

Вы цены сравнивали для газов - гелия и CF4 - одинаковой высокой чистоты?

[Dikon]

Забыл как тут цитировать ...Давайте сначала отвечу про деко-смесь ... Ну странная она для деко на 70 м- нормоксик. Ну ладно как эксперимент понятно типа кислородное окно на максимум , правда и азотного удара не будет, поскольку в эксперименте , они изначально свинью им давили. Т.е. Это прям такой сам по себе рангаз.. Хотя на 70 уже все-же берут гипоксический тримикс, ну так по хорошему.
Теперь по поводу мучения зверюшек...
Если мне не изменяет память вы его путаете с "перфтораном"(с) . Это была эмульсия ... Там еще были вивисекторские кадры, где мышь с грузом на хвосте погружали в жидкость и она ей дышала Но там , эта жижа реально переносила кислород и углекислый газ . Здесь же принцип иной , они берут большую молекулу и заменяют молекулу азота - которая маленькая .. В итоге она просто не проходит через альвеолярные и клеточные мембраны и при снижении давления не выделяется во всех тех 13 типах тканей что исследовал Бульман.. Технически , даже кислород может их "нагазировать", но он утилизируется в живых клетках, потому , если у тебя не возникла сразу газовая эмболия в большом обьеме - ты скорее всего кислород этот скушаешь ( хотя я думаю что если очень много, то и обожрешься, как баснописец Крылов-блинами) . Но это как говорилось при защите диссертации, во времена "исторического материализма"- задача нашего следующего исследования. Ну так если кто помнит кислородные коктейли у тех у кого было пионерское детство, тоже отлично пенились.
Про теплопроводность... Честно не подумал Надо посмотреть что там с теплопроводностью... Аргон, кстати тоже жаркий.. Ну ладно об этом позже..
На тему цены :
Да .. сравнивал ОЧ - 4 девятки... Цена хорошая.. Плюс гелий еще и пролезает в любые щели Собственно потому его и юзают, что он проходит через клеточную мембрану
Собственно вообще что меня зацепило в стартовом топике и почему я стал писать, что на 70м использовали 21 процент кислорода , т.е. это явно попытка сделать глубокий воздух, но без азота. Но в глубоком воздухе есть проблемы и помимо азота, трясуны от кислого тоже не сахар..А тетрафторид , тоже обладает наркотическим эффектом .. Будут помимо азотных торчков еще тетрафторидовые , но глубже и элитней..

[Dikon]

дубль

[Dikon]

Про теплопроводность... Честно не подумал Надо посмотреть что там с теплопроводностью... Аргон, кстати тоже жаркий.. Ну ладно об этом позже..

Попытался тут разобраться с теплопроводностью.. Потеребил Дип сику ... Короче если кому интересно вот наш диалог https://chat.deepseek.com/a/chat/s/a9a5 ... f63609189f
Тетрафторид до гелия и до Гарпинюка не дотягивает.. Одно дело сравнивать гелий и воздух или азот . Гелий реально теплопроводный , тетрафторид - просто вечерний бриз.. Вообще гелий или тримикс когда дуешь в сухарь реально холодно, плюс еще газ расширяется . Короче, не думаю что теплопотери будут больше чем при тримиксе при дыхании

[Максим Васильев]

Смысл в тетрофториде, это исключительно деко газ. Он не годится для донного, из-за выше описаных проблем. Но с 30м +-, он замечательно может заменить найтрокс. Декомпрессия может (навскидку) быть раза 1,5 короче, а это интересно. Нужно заставить ИИ просчитать кинетику бы

[BKC]

Если мне не изменяет память вы его путаете с "перфтораном"(с) . Это была эмульсия ...

"Довольно обидные Ваши слова, очень обидные."
Далеко и ходить не пришлось - те же авторы, в более ранней статье приводят краткую "историческую справку". Статья-то их предыдущая посвящена оценке опасности/безопасности использования CF4 для дыхания, ну они и оттаптываются по предыдущим (более полувековой давности) работам. Но упоминают их, что уже хорошо.

Further advancement of Keller's work to decrease the risk of DCS is possible through use of carbon tetrafluoride (CF4) as an inert breathing gas. CF4 is a colorless, odorless, and highly inert gas used primarily in industry as a refrigerant (O'Neil, 2006). Importantly, CF4 has greater molecular weight and lower water solubility than both nitrogen and argon. Despite the 1972 patent that was filed for using CF4 as a hyperbaric breathing gas (Ormand and Auger, 1972), there is minimal investigation in the literature evaluating for toxicity of inhaled hyperbaric CF4 and no literature investigating its potential for DCS risk mitigation. The patent described no noticeable adverse effect when grossly observing mice breathing 10.2 atm absolute (ATA) CF4 or humans breathing 80% CF4 at ambient atmospheric pressure (Ormand and Auger, 1972). Investigations of inhaled anesthetic efficacy based on physical properties of the gases have used CF4 in mice, rats, and dogs in hyperbaric environments (Miller et al., 1967; Eger et al., 1969; Miller et al., 1969; Clarke et al., 1978; Liu et al., 1994). However, these studies did not assess for CF4 toxicity. The literature showed pulmonary edema in mice exposed to 13.6 ATA CF4 (Daniels et al., 1979). However, the pulmonary toxicity was likely due to DCS from the rapid decompression time of 15 s rather than to the CF4 exposure. Beyond these cursory evaluations, the literature lacks further investigation into the safety of breathing hyperbaric CF4. The objective of the present study is to evaluate the safety of inhaled hyperbaric CF4 through histological, biochemical, and genetic toxicity studies as an initial step towards future investigation of CF4 in DCS risk mitigation.

/"Toxicology and Applied Pharmacology" - https://doi.org/10.1016/j.taap.2022.116023 /
(Google Translate в помощь.)

Про теплопроводность... Честно не подумал Надо посмотреть что там с теплопроводностью... Аргон, кстати тоже жаркий.. Ну ладно об этом позже..

Попытался тут разобраться с теплопроводностью.. Потеребил Дип сику ... Короче если кому интересно вот наш диалог https://chat.deepseek.com/a/chat/s/a9a5 ... f63609189f
Тетрафторид до гелия и до Гарпинюка не дотягивает.. Одно дело сравнивать гелий и воздух или азот . Гелий реально теплопроводный , тетрафторид - просто вечерний бриз.. Вообще гелий или тримикс когда дуешь в сухарь реально холодно, плюс еще газ расширяется . Короче, не думаю что теплопотери будут больше чем при тримиксе при дыхании

Не надо сику теребить без нужды - всё и так известно...
Я тут немного потерялся в Вашем ответе.
Теплопотери, как мы знаем, происходят двумя путями/механизмами.
- Теплоотвод от тёплой тушки в воду (через гидрокостюм). Здесь гелий особенно плох ибо теплопроводность (коэффициент теплопроводности) у него большая. У азота/воздуха намного меньше. У CO2 и CF4 они близкие и несколько меньше, чем у воздуха. (Потому и вспомнил Сергея Горпинюка.) Но в отличие от CO2, CF4 не будет раздражать кожу, что на самом деле... приводит к увеличению теплопотерь тушкой.
- Второй существенный канал теплоотдачи - дыхание: вдыхаем холодную смесь, а выдыхаем тёплую, нагретую до температуры тела. И количество уносимого при этом тепла зависит от теплоёмкости газовой смеси. Здесь, наоборот, гелий уносит меньше энергии/тепла (ибо его теплоёмкость меньше, чем у воздуха). А теплоёмкость CF4 заметно больше, чем теплоёмкость воздуха. Стало быть потери тепла при дыхании будут больше. И это особо выражено при повышении глубины - просто потому, что тушка прокачивает через себя (и нагревает) гораздо больше газа на глубине.
- Ну и плюс (теплопотери здесь не при чём... ну, не напрямую связаны) - огромная плотность CF4 и, стало быть, работа по прокачке его через тушку, чем глубже, тем больше.

Нужно заставить ИИ просчитать кинетику бы...

И шо ж вы, то сику теребите, то ИИ...
"Кинетику-то посчитать" дело нехитрое. Вопрос - где исходные данные взять для считания. Тут что сику теребить, что ИИ заставлять - примерно одно и то же удовольствие... так мне кажется.
Просто данные по теплоёмкости и теплопроводности известны. И достаточно почесать затылок. А данных, необходимых для расчёта декомпрессии с использованием CF4 нет, сколько сику у ИИ ни чеши...

[BKC]

Технически , даже кислород может их "нагазировать", но он утилизируется в живых клетках, потому, если у тебя не возникла сразу газовая эмболия в большом обьеме - ты скорее всего кислород этот скушаешь ( хотя я думаю что если очень много, то и обожрешься, как баснописец Крылов-блинами). Но это как говорилось при защите диссертации, во времена "исторического материализма"- задача нашего следующего исследования.

И опять этот "проклятый" вопрос... Почему азот приводит к ДКБ, а кислород - нет? И опять эти загадочные слова про "утилизируется в живых клетках".

[Dikon]

И опять этот "проклятый" вопрос... Почему азот приводит к ДКБ, а кислород - нет? И опять эти загадочные слова про "утилизируется в живых клетках".

Приводит и кислород . Правда in vitro. Но на уровне живого организма, вы раньше получите окстокс

[BKC]

И опять этот "проклятый" вопрос... Почему азот приводит к ДКБ, а кислород - нет? И опять эти загадочные слова про "утилизируется в живых клетках".

Приводит и кислород . Правда in vitro. Но на уровне живого организма, вы раньше получите окстокс...

Ну, у "in vitro" не спросишь как оно себя чувствует... А если бы не было кислородного отравления - вообще не было бы?
Это, собственно, почти по теме вопрос... ну, близко к теме.