Космические технологии, спасающие людские жизни

Космические технологии, спасающие людские жизни

Космические исследования требуют огромного количества творческих решений. Это одна из самых передовых и технологичных сфер человеческой деятельности. Однако гениальными решениями и изобретениями, родившимися в стенах космических агентств, пользуются не только астронавты и космонавты. Они находят себе применение в самых неожиданных сферах нашей жизни, причём нередко мы не догадываемся об их “звёздном” происхождении. Матрасы с эффектом памяти, прозрачные брекеты для выпрямления зубов, многое другое… Очень часто космические технологии, оказавшись на Земле, начинают применяться способами, о возможности которых их создатели даже не догадывались. В частности, такое регулярно происходит в медицине.

Космические снимки. Запуск наноспутника 31 января 2019г.
Космические снимки. Запуск наноспутника 31 января 2019г. Фото: Олег Кононенко/Роскосмос

Тефлоновые хирургические швы

В начале этого года НАСА в рамках марсианского проекта разработала материал, который плавно и совершенно идеально трансформировался в операционные швы нового поколения. Перед инженерами стояла сложная задача создать герметичные космические контейнеры для доставки тех или иных образцов с Красной планеты. Почему сложная? Потому, что бурение – это всегда очень много пыли, которая, попав на уплотнение контейнера, мешает ему закрыться полностью. А учёным надо быть уверенными на все сто процентов, что в коробочку, мешочек или пакетик не просочился земной воздух. Ни на одном этапе пребывания на нашей планете. Это значило, что запечатывать контейнер нужно очень крепко. Инженеры стремились сделать так, чтобы возможные утечки и протечки количественно измерялись в молекулах! Их идея заключалась в использовании криогенного уплотнения. Технология довольно сложна, поэтому описывать её здесь мы не будем. Важно то, что учёным понадобился материал с совершенно конкретными свойствами – мягкий, прочный, эластичный, нейтральный, способный выдержать условия космоса. И они выбрали тефлон.

Антипригарные многослойные системы Тефлон в быту.
Антипригарные многослойные системы Тефлон в быту.

Большинству обывателей этот материал известен по сковородкам с антипригарным покрытием, но это только один из многих его видов. Изначально это порошок, которому в процессе обработки придаются те или иные физические свойства. В данном случае его подвергли высокому давлению, получив мягкую, гибкую и прочную ленту. Это было именно то, что нужно для герметичного упаковывания образцов на других планетах. Однако тут же кто-то заметил, что эти “тесемки” могут без вреда для человека находиться внутри его тела. То есть этот материал не будет отторгаться иммунной системой как нечто инородное. И это настоящая находка для той же кардиохирургии. Здесь тоже используются швы, но чтобы через какое-то время достать их, нужно снова разрезать пациента. На что, естественно никто идти не хочет.

Сердечный насос

Оказывается, тефлоновые швы – это не первый подарок кардиохирургии от НАСА. В середине 80-х учёный из этого агентства в сотрудничестве со своим бывшим врачом создал сердечный насос, взяв за основу конструкцию топливных помп ракетных двигателей. Это был необычный тандем, но задачу перед собой он поставил очень благородную – помочь людям, чьи сердца не работали должным образом. Многие из таких больных в то время умирали просто потому, что не дожидались сердец для пересадки. Исследователи собрали команду, и на суперкомпьютерах НАСА, используя программы, просчитывавшие движение топлива в ракетных двигателях, смоделировали перемещение потока крови через сердце. Получив необходимые данные, они разработали сердечный насос.

Космические технологии в помощь людям. Артериальный насос «CardioWest»
Артериальный насос «CardioWest». Автор: Автор: JNakashima – собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5650306

Нельзя сказать, что он получился идеальным, но примерно через десять лет доработок учёные создали конструкцию, которая практически не повреждала перекачиваемые клетки крови. Также удалось избавиться от застойных зон, где могли образовываться сгустки. Однако самым важным было то, что искусственное сердце, созданное этой научной группой, было в десять раз миниатюрнее всех других, существовавших в то время. Благодаря этому оно было гораздо менее инвазивным, и, что крайне важно, подходило детям. В 2004 году, через двадцать лет после начала работ над созданием этого устройства, было дано официальное разрешение на его имплантацию малолетним пациентам.

Борьба с раком

Космические технологии НАСА применяются в том числе и для лечения онкологических заболеваний. Не так давно в недрах агентства было разработано программное обеспечение, которое сегодня используется для отрисовки трёхмерных изображений раковых опухолей. Технология появилась благодаря заботе о здоровье астронавтов, правда, в совершенно другой области медицины. Дело в том, что за несколько месяцев пребывания на орбите у людей возникают проблемы со зрением. Ученые предположили, что это связано с особенностями движения крови в условиях невесомости, и решили убедиться в этом. Было признано целесообразным изучить кровеносные сосуды побывавших в космосе мышей.

Но сделать подобный анализ “вручную” было очень трудно. Учёные пытались считать кровеносные сосуды, фиксировать их форму, но у разных людей получались поразительно разные результаты – по той причине, что все мы оригинальны и каждый из нас мыслит немного по-своему. Поэтому команде потребовалось что-то более надежное, не имеющее склонности проявлять изобретательность в самые неподходящие моменты. Она обратилась в компанию, специализирующуюся на разработке программного обеспечения для анализа изображений. Та разработала алгоритм, который идентифицировал кровеносные сосуды в образцах тканей и собирал несколько видов важной для учёных информации. Результаты, по сравнению с тем, что делали люди, оказались на порядок корректнее. Несмотря на это, врачам НАСА не удалось определить механизмы воздействия пребывания в космосе на зрение человека.

Однако то же самое программное обеспечение, как оказалось, прекрасно подходит для диагностики и мониторинга многих заболеваний, в том числе и рака. Оно может выявлять мельчайшие различия в форме опухолей, что позволяет онкологам определять, какие они – доброкачественные или злокачественные. Медики также получают трёхмерные изображения раковых образований. Это даёт им возможность наглядно увидеть, растут они со временем или сокращаются. Технология нова, но уже сейчас заметен её огромный потенциал.

И это лишь небольшая часть технологий, которые спустились из космоса на землю, чтобы помогать людям и спасать их жизни. Каждый год то, что делается и изобретается для изучения Вселенной, находит практическое применение в нашей обычной жизни. Об этом очень важно знать и помнить. Чтобы не задавать глупого вопроса: “Зачем тратить деньги на космические исследования?”

Text.ru - 100.00%

Поделиться ссылкой:

А Вы смотрели:  Космические аппараты в космосе, которые сделали больше, чем от них ожидали
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector