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这项技术拯救了200万早产儿,居然只靠中学物理知识!

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-03-30 23:29

正文

几十年前,提前六周出生的早产儿中的一半会在几小时或者几天之内死亡。他们的死因在当时并不明确。后来我们发现,是因为一种叫做 呼吸窘迫综合征(RDS) 的病。而这种病的发病机理,居然是 一个很基础的物理学问题


这种病主要发病部位是肺部深处的肺泡。肺泡是用来交换氧气和二氧化碳的,健康的肺泡长的像下图左边的样子,像一个个充了气的小气球。但是医生发现患病的肺泡, 有的瘪了,有的被吹的特别鼓 ——就像右图这样。这严重影响了气体交换,婴儿也会因此窒息而死。

这跟物理有什么关系呢?

不知道你吹气球的时候有没有注意过, 一个气球在开始的时候是最难吹起来的 。这个可以用拉普拉斯定理来解释。简单地说, 气球表面曲率越大,产生的附加压力就越大,所以气球就越难吹起来

如果把一大一小气球连接起来,会发生什么事呢? 大气球会把气体送小球里吸走! 像下面这样:

人的肺泡有大有小,所以也会产生上面这种情况。为了防止一部分肺泡瘪掉而另一部分爆炸, 健康人的肺泡表面会分泌出一些表面活性剂 ,调节两侧肺泡的压力。但是早产儿分泌表面活性剂的能力还比较弱,所以调节能力就很差,小的肺泡就会瘪,大的变得更大,从而导致婴儿的窒息……

最初,医生也没有想出什么办法来解决这个问题。但后来他们发现, 只要一直往肺里打气







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