ද්‍රව ශ්වසනය

ගොඩබිම වෙසෙන සියලුම සතුන් අවුරුදු දස දහස් ගණනක් තිස්සේ ජීවයේ උපතේ සිට මේ වන තුරුත් ශ්වසන ක්‍රියාවලිය සිදුකලේ එකම ආකාරයකටයි. ජලයේ වෙසෙන ජීවින් හැරෙන්නට අනෙකුත් සියලුම ජීවින්ගේ ශ්වසන පද්ධතිය හැඩ ගැසී තිබෙන්නේ වාතයෙන් (වායුගෝලයෙන්) පමණක් ශ්වසනයට අවශ්‍ය කරන ඔක්සිජන් ලබාගත හැකිවන අයුරෙනුයි. ජලය තුල ඔක්සිජන් අන්තර්ගත වුවත් එම ඔක්සිජන් ආශ්වාස කිරීමට හැකියාවක් ගොඩබිම වෙසෙන සතුන්ට නැහැ. එම හැකියාව ඇත්තේ ජලයේ ජීවත් වන සතුන්ට පමණයි. එම නිසා මිනිසා ඇතුලු සියලුම සතුන්ට ජලය තුල රැඳී සිටිය හැක්කේ තමන්ගේ හුස්ම හිරකර තබාගත හැකි කාලය පමණයි. එම නිසා ජලයේ කිමිදීමේදී පහළට යා හැකි දුර ප්‍රමාණය සීමා සහිත උනා. ඔක්සිජන් ටැංකි සහිත කිමිදුම් කට්ටල භාවිතාවට ඒමත් සමග කිමිදුම් කලාවේ නිම් වළලු පුළුල් වුවත් කිමිදිය හැකි ගැඹුර නම් සීමා සහිත උනා. මෙයට හේතුව වන්නේ ජලය තුල ගැඹුරට යාමත් සමග ඇතිවන අධික පීඩනයයි.

ඔක්සිජන් සහිත කිමිදුම් කට්ටලයක් පැළඳ මිනිසාට කිමිදිය හැක්කේ අඩි 330ක උපරිම ගැඹුරක් දක්වා පමණයි. මෙම මට්ටමේදී කිමිදුම්කරුවා මත ජලයෙන් ඇති කරන පීඩනය වායුගෝල පීඩන 10ක් පමණ වනවා. මෙම පීඩන තත්වයේ විනාඩි 5කට වඩා සිටියහොත් පෙනහළු තුල ඇති නයිට්‍රජන් වායුව කිමිදුම්කරුවාගේ පටක තුලට ද්‍රවණය වීමට පටන් ගන්නවා. (කිමිදුම් කරුවන් රැගෙන යන ඔක්සිජන් ටැංකි සමන්විත වන්නේ තනිකරම ඔක්සිජන් වලින් පමණක් නොවේ. 100% ඔක්සිජන් ආශ්වාස කිරීම විශ සහිත බැවින් මෙම ඔක්සිජන් ටැංකි තුලට වෙනත් වායූන්ද එකතු කෙරෙනවා. බොහෝවිට මෙසේ එක් කෙරෙන වායුව නයිට්‍රජන් වන අතර මීට අමතරව හීලියම්ද භාවිතා කෙරෙනවා.) මෙසේ ඇතුල් වන නයිට්‍රජන් වායුව රුධිර නාල තුලට ඇතුළු වීම නිසා කිමිදුම්කරුවාට මුහුණදීමට සිදුවන්නේ භයානක මරණයකටයි.

මීට අමතරව මීටත් වඩා ගැඹුරකදී කිමිදුම්කරුවාගේ පෙනහළු පුපුරා යාමකට ලක්වන්නට පුලුවන්. ඒ පෙනහළු තුල ඇති වාතයේ හා පිටත ඇති ජලය අතර ඇති අධික පීඩන වෙනස නිසා. පෙනහළු තුලත් ජලය (හෝ වනත් ද්‍රවයක්) ඇත්නම් මෙසේ පෙනහළු පුපුරා යාම වැළක්විය හැකියි. නමුත් ප්‍රශ්නය වන්නේ පෙනහළු තුලට ජලය ඇතුලු වුවහොත් හුස්ම හිරවී කිමිදුම්කරුවා මියයාමයි. ඒ මිනිසාගේ පෙනහළු ජලයේ ඇති ඔක්සිජන් ලබාගත හැකි ආකාරයට සකස් වී නොමැති නිසාවෙන්. කෙසේ වෙතත් ද්‍රවයක් ආශ්වාස ප්‍රාශ්වාස කිරීමට මිනිසාට හැකිදැයි සොයා විද්‍යාත්මක පරීක්ෂණ සිදු කෙරෙන්නේ සෑහෙන කාලයක සිටයි.

මිනිසාගේ ශ්වසන මාධ්‍යය කුමත් වුවත් එයට කාරණා දෙකක් ඉතාමත් හොඳින් සිදුකල හැකි විය යුතුයි. ප්‍රථම කරුණ නම් මිනිසාට අවශ්‍ය කරන ඔක්සිජන් ප්‍රමාණය එම මාධ්‍යය මගින් පෙනහළු වලට සැපයිය යුතුයි. දෙවැන්න නම් පෙනහළු වල ඇති කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඉවත් කිරීමයි. වාතය මෙම කාර්යයන් දෙකම ඉතාමත් හොඳින් ඉටු කරනවා. මෙම කාර්යයන් දෙකම සෑහෙන තරම් දුරට හොඳින් සිදුකල හැකි ද්‍රවයක් ඇත්නම් එය ශ්වසන මාධ්‍යය ලෙසින් භාවිතා කලහැකි වියයුතුයි.

ද්‍රව ශ්වසනය පිළිබඳ පළමු අත්හදාබැලීම සිදුකර ඇත්තේ 1962 වසරේදී ඩියුක් විශ්ව විද්‍යාලයේ අචාර්ය ජොහැනස් A. කිල්ස්ට්‍රා සහ ඔහුගේ පරීක්ෂණ කණ්ඩායම විසින්. මෙහිදී අධික ද්‍රාවිත ඔක්සිජන් ප්‍රතිශතයක් ඇති ලවණ ද්‍රාවණයක් මීයන්ට ආශ්වාස කිරීමට සළස්වනු ලැබුවා. මෙම මීයන් යම්කිසි කෙටි කාලයක් පණ රැකගන්නට සමත් වුවත් ඔවුන් මියයාම වළකන්නට බැරි උනා. මෙම ද්‍රාවණය ශරීරයට අවශ්‍ය කරන ඔක්සිජන් ප්‍රමාණවත් තරමින් සැපයුවත් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පිට කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සිදුකිරීමට මෙම ද්‍රාවණයට නොහැකි උනා. මෙම නිසා පෙනහළු වලට ඇතිවූ හානිය මගින් මීයන් මියගියා.

මීට වසර කීපයකට පසුව විද්‍යාඥයන් විසින් ෆ්ලූවොරිනීකරණය කරන ලද හයිඩ්‍රොකාබන් ද්‍රව ශ්වසන මාධ්‍යය ලෙස භාවිතා කරමින් පරීක්ෂණ කටයුතු සිදු කිරීම ආරම්භ කලා. මෙම ද්‍රවයේ ඔක්සිජන් හා කාබන්ඩයොක්සයිඩ් යන වායූන් දෙකම හොදින් ද්‍රවණය වනවා. මෙහිදීද මීයන් යොදාගෙන පරීක්ෂණ කටයුතු සිදු කල අතර මෙම පරීක්ෂණ වලදී ලද ප්‍රතිපල ඔක්සිජනීකරණය කරන ලද ලවණ ද්‍රාවණ යොදාගෙන සිදු කල මුල් පරීක්ෂණයට වඩා සෑහෙන තරම් සුභවාදී උනා. මෙහිදී යොදාගත් මීයන් ද්‍රාවණයෙන් පිටතට ගත් පසුද සාමාන්‍ය පරිදි ශ්වසන ක්‍රියාවලියේ නිරත වීමට සමත් උනා. ඉන් පසුව ගතවූ දශක ගණනාව තුලදී මෙම ශ්වසනය කලහැකි ද්‍රාවණයේ, එනම් පර්ෆ්ලෝරෝකාබන් (PFC) වල සංයුතීන් විවිධ අත්හදා බැලීම් වලින් අනතුරුව වෙනස් වෙමින් පැමිණ අදවන විට මේ සඳහා වන හොඳම ද්‍රාවණය ලෙස පර්ෆ්ලූබ්‍රෝන් (perflubron) හඳුනා ගෙන තිබෙනවා. මෙය 'ලික්විවෙන්ට්' (LiquiVent) ලෙසින්ද හැඳින්වෙනවා. තෙල් ගතියකින් යුත් පැහැදිලි ද්‍රාවණයක් වන මෙම ද්‍රාවණයේ ඝණත්වය ජලයේ ඝණත්වය මෙන් දෙගුණයක් වනවා. සාමාන්‍ය වාතයට වඩා දෙගුණයක් තරම් ඔක්සිජන් ප්‍රමාණයක් (ඒකක පරිමාවකට ) මෙම ද්‍රාවණයේ අන්තර්ගතයි. එමෙන්ම මෙම ද්‍රවය නිශ්ක්‍රීය ද්‍රවයක්. එමනිසා මෙමගින් පෙනහළු වලට හානියක් සිදුවීමට ඇති ඉඩකඩ ඉතා අල්පයි. මෙම ද්‍රවයේ තාපාංකය ඉතා පහළ අගයක් ගන්නා බැවින් වාශ්පීකරණය මගින් මෙම ද්‍රවය පහසුවෙන්ම පෙනහළු වලින් ඉවත් කරන්නට පුලුවන්.

1989 වර්ශයේදී ෆිලඩෙල්ෆියා හිදී මිනිසුන් යොදාගෙන පරීක්ෂණ කටයුතු සිදු කෙරුනු අතර මෙමගින් සෑහෙන දුරට යහපත් ප්‍රතිපල ලැබුනා. මව් කුස තුල සිටිනා කුඩා බිළිඳුන්ගේ ශ්වසන ක්‍රියාවලියද ද්‍රව මාධ්‍යයක සිදුවන අතර මෙම තත්වය කෘතිමව ඇති කලහැකිද යන්නද මෙහිදී පරීක්ෂණයට භාජනය උනා. මෙහිදී 100% සාර්ථක ප්‍රතිපල අත් නොවුනත් මෙමගින් පෙනහළු ක්‍රියාකාරිත්වයට හානි සිදු නොවීම ඉතා සුභවාදී ප්‍රතිපලයක් ලෙසට සැලකුනා.

ද්‍රව ශ්වසනයේදී මුහුණපානට වෙන ප්‍රධානම ගැටළුව වන්නේ ද්‍රව පෙනහළු තුලට ඇතුල් කිරීමේ සහ පිටකිරීමේ ක්‍රියාවලිය සිදු කිරීමට තරම් මිනිස් ශ්වසන පද්ධතිය ශක්තිමත් නොවීමයි. මෙම නිසා ශරීරයට ඔක්සිජන් ඇතුලු කිරීමේ හා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පිට කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සිදුවන වේගය දරුණු ලෙස පහත වැටෙනවා. මෙම ද්‍රාවණය ඔක්සිජන් ලබාදීමට සහ කාබන්ඩයොක්සයිඩ් පිට කිරීමට කෙතරම් හොඳ හැකියාවක් දැක්වුවත් පෙනහළු වලට ක්‍රියාකාරි වියහැකි වේගය (ඔක්සිජන් ඇතුල් කිරීමට සහ කාබන්ඩයොක්සයිඩ් පිටකිරීමට ) පහත වැටීම නිසා මරණය සිදුවියහැකියි. මෙයට පිළිතුරු ලෙස බාහිර උපකාරක යන්ත්‍ර භාවිතා කිරීම සිදු කලද, ඉතා හොඳ නීරෝගී කිමිදුම්කරුවෙකු පවා ජලය තුල මෙම ක්‍රියාවලිය සිදුකරද්දී ඉතා ඉක්මනින් මහන්සි වීමකට ලක් වනවා. මෙම ගැටළුවටත් විසදුමක් සොයාගැනීමට නූතන විද්‍යාවට හැකියාව ලැබුනහොත් අඩි දහස් ගණනක් ගැඹුරු මුහුදු පතුලක් දක්වාම කිමිදීමට මිනිසාට හැකිවනවා නිසැකයි.