تاثیر هلیوم بر سیستم های مختلف

تاثیر هلیوم بر سیستم های مختلف

سیستم سوخت رسانی هلیوم و سیستم تنفسی

جریان گاز بستگی به چگالی و ویسکوزیته هر عنصر در یک مخلوط گاز دارد. تراکم پایین هلیم، مقاومت کمربندهای هوا را کاهش می دهد و جریان هوا را از طریق ریه ها افزایش می دهد. Heliox کار تنفس (WOB) را در بیماران با افزایش مقاومت به راه هوایی کاهش می دهد . بنابراين گزارش شده است که در موارد مختلف تنفسي، از جمله انسداد مجراي هوايي، تشديد آسم، استرادور پس از انفوزيون، کروپ، برونشيوليت، بيماري انسداد مزمن ريوي (COPD)، سندرم ديسترس تنفسي حاد (ARDS) و تست عملکرد ريوي.

در سال 1938 سیکز و لارنس دریافتند که فضای مصنوعی هلیوم و اکسیژن تقریبا دو برابر آسانتر از نفوذ به عنوان هوا معمولی است. در آستیگماتهای پایدار، نشان داده شده است که Heliox موجب قرار گرفتن در معرض موثرتر ذرات رادیواکتیو در ریه شده است. در حوادث حاد شدید، یافت شده است که آلبوترول با Heliox اسپری می شود، در مقایسه با آلبوترول که با اکسیژن پمپ می شود، بهبود قابل ملاحظه ای را نشان می دهد، زیرا گاز کم چگالی، رسوب آلبوترول را در راه های هوائی ديستال بهبود می بخشد .در نوزادان مبتلا به برونشیولیت ویروسی تنفسی (RSV) متوسط ​​تا شدید، درمان Heliox بهبود نمرات بالینی خود را کاهش داد. Heliox همچنین حذف CO2 را بهبود می بخشد. در مقایسه با ترکیب N2 / O2، CO2 در Heliox چهار تا پنج برابر سریعتر پخش می شود. این ویژگی به میزان قابل توجهی hypercapnia را کاهش می دهد و pH را نرمال می کند.

Heliox تنفسی طول دوره تمرینات ورزشی را افزایش می دهد که می تواند در بیماران مبتلا به بیماری مزمن انسدادی ریوی (COPD) انجام شود و مزایای شناخته شده یک برنامه جامع توانبخشی ریه را تقویت کند. در بیمار مبتلا به آسم در کودکان، درمان Heliox با استنشاقی به طور قابل توجهی باعث بهبود پالس پارادوکسوس و گلودرد می شود. Heliox همچنین کار تنفس در کودکان را کاهش می دهد و برای جلوگیری از خستگی عضلات تنفسی و نارسایی هوشی مناسب است.

هلیوم و سیستم قلبی عروقی

نشان داده شده است که بافت های قلب را می توان در برابر ایسکمی محافظت کرد و آن را به یک یا چند قسمت کوتاه ایسکمیک قبل از ایسکمی ادامه داد. پیش قاعدگی اولیه (EPC) یا قبل از تهیه پیش از قاعدگی (LPC) قبل از ایسکمی یا پس از تهویه (Post C) بعد از ایسکمی میوکارد، باعث بهبودی ایسکمی میوکارد می شود . در مطالعه ای بر اندازه انفارکتوس میوکارد در خرگوش، سه دوره 5 دقیقه ای از 70٪ هلیوم، نئون و آرگون به میزان قابل توجهی کاهش اندازه انفارکتوس میوکارد را کاهش دادند .

همچنین نشان داده شده است که استنشاق هلیوم باعث افزایش اثر واستادولاتور اکسید نیتریک استنشاقی بر روی عروق ریه در سگ های هیپوکسیک می شود. در مقایسه با اکسید نیتریک (NO) در گاز نیتروژن (N2)، فشار متوسط ​​شریان ریوی به طور قابل توجهی بعد از استنشاق NO در هلیوم کاهش یافت، که نشان دهنده اثر بیشتر واستادولاتور NO در هلیوم است. این احتمال وجود دارد که تحویل NO به محدوده ریه ها توسط هلیوم بیشتر از N2 تسهیل شود.

در مطالعه 17 مرد سالم که به مدت 15 دقیقه تمرینات زیرمجموعه بر روی یک ارموگرافی چرخه Elema-Schonander در هنگام تنفس هوا یا Heliox تنفس کرد، نشان داده شد که Heliox تحمل ورزش را بهبود می بخشد در حالی که کاهش سطوح لاکتات و پیروویت در مقایسه با محیط هوا افزایش می یابد.

هلیم برای محافظت از بافت های قلب از ایسکمی با استفاده از مکانیزم های مختلف نشان داده شده است. آلکالین عروق کرونر قدامي قدامي (LAD) را در خرگوش ها انجام داد و دريافت که حيوانات تحت درمان با مخلوط گاز هليوم به طور معني داري کاهش اندازه انفارکتوس در مقايسه با گروه کنترل را کاهش داده اند. آنها دریافتند که محافظت در برابر قلب به علت فعال شدن kinases سیگنال های زنده و مهار باز شدن نفوذ پذیری میتوکندری mPTP است. بعدها، آنها دریافتند که هلیوم در طی واپاشی اولیه، اسیدوز داخل سلولی را حفظ می کند که مانع شکل گیری حفره های میتوکندریالی می شود. در مطالعات بعدی محققان دریافتند که گونه های اکسیژن واکنشی (از جمله اکسید نیتریک) ، کانال های پتاسیم تنظیم آدنوزین تری فسفات میتوكندری و گیرنده های اپيوئید مسئول اثرات محافظ قلبي ناشی از هلیوم پیش شرط بندی است.

Heinen et. Heliox به عنوان یک روش پیش آمادگی در مدل ایسکمی قلب موش و رتینوپاتی به کار رفته است. نتایج نشان داد که اثر محافظتی قلبی محافظت از Heliox در موش های جوان به علت دو مکانیسم اضافی: جدا شدن میتوکندری و فعال شدن کانال پتاسیم حساس به Ca2 + [39] بود.

هلیوم از آسیب پیشکشتی اولیه و پیش از قاعدگی (EPC، LPC) و postconditioning (PostC) محافظت از میوکارد سالم را در برابر آسیب های ایسکمی و رپرفیوژن محافظت می کند. در سال 2012، Weber et. یافته ها نشان می دهد که دخالت سه گانه EPC، LPC و PostC به طور قابل توجهی کاهش اندازه انفارکتوس در موش های خودبخود فشار خون بالا می شود.

کاربرد هلیوم در مغز و اعصاب

گازهای غیر مستقیم گاز نئون و هلیم، بیهوشی نیستند، حداقل باید تا بالاترین فشار ممکن است تحمل شوند تا اثرات مخدوش کننده سندرم نورولوژیک فشارخون بالا آشکار شود. در این فشارهای بالا (~ 100 اتم)، تظاهرات سندرم عصبی فشار بالا شامل هیجان انگیز، لرزش و تشنج است که می تواند علیه هر اثر آرام بخش یا بیهوشی باشد.

شواهد نشان می دهد که زنون دارای خواص ضد عفونی کننده است، محققان را به تحقیق در مورد اینکه آیا سایر گازهای غیر مستقیم دارای این پتانسیل هستند یا نه می کشاند. تنها چند مطالعه ای اثرات درمان Heliox یا پیش آمادگی در سیستم عصبی را مورد بررسی قرار داده اند و مکانیسم هنوز به درستی روشن نشده است. پانک و همکاران تفاوت  در درمان با هیپوفیزیا و Heliox در طی ایسکمی و پروسه ریپرفیزوس در مغز را در مغز مقایسه کرد. آنها دریافتند که Heliox برای هر دو در کاهش حجم انفارکتوس و بهبود نقص عصبی، نسبت به هیپوکسیا برتر بود.

در یک مطالعه مشابه، کوبورن و همکارانش. در نتیجه، در یک مدل in vitro آسیب مغزی آسیب دیده، درمان با هلیم در فشار بالا دارای اثرات عصبی محافظت بود. با این وجود، در تحقیقات مختلف در مورد نورون های کشت شده، Rivzi et. ال گزارش داد که هلیوم normobaric برای زنده ماندن نورون پس از هیپوکسی و سلول های کلیه لوله های انسانی مضر است. دلایلی برای نتایج متفاوتی مشخص نشده است.

به طور قابل توجهی، مطالعه درون سلولی سلولهای شوون از عصب سیاتیک موشهای 4-5 روزه جدا شده است. محققان دریافتند که تابش سلول ها با یک لیزر هلیوم نئون موجب افزایش تکثیر سلول ها به روش دوز است. این نرم افزار در مورد صدمات جراحی ترمیم نورون امیدوار کننده است.

گاز هلیوم در جراحی

جراحی لاپاروسکوپی در حال حاضر به طور گسترده ای در درمان بیماری های مختلف شکم انجام می شود. این روش نیاز به بازتولید شکم را از طریق تزریق گاز با گاز دی اکسید کربن برای تجسم ساختارهای شکمی و ایجاد فضا برای دستکاری وسایل پزشکی دارد. دی اکسید کربن توسط پریتونوم جذب می شود و پارامترهای فیزیولوژیکی را تغییر می دهد که می تواند جراحی را پیچیده تر کند: عمدتا به قلب و ریه تغییر می کند (تغییرات قلب و ریه). چنگ و همکاران آل متا تجزیه و تحلیل تمام مطالعات با استفاده از گازهای پزشکی دیگر، اکسید نیتروژن و هلیوم، در ایجاد پنوموپیریتونوم مورد نیاز برای انجام عمل جراحی لاپاروسکوپی شکم انجام شده است. آنها نتیجه گرفتند که تغییرات قلب و ریه با هلیوم کمتر از دی اکسید کربن بود.

هلیم به عنوان جایگزینی سالم برای بیماران خطرناک تحت عمل جراحی لاپاروسکوپی کلیوی یافت شده است. محققان خاطرنشان می کنند که بیمارانی که بیشترین بهره را می برند، کسانی هستند که دچار مشکل در پاکسازی گاز CO2 از جریان خون خود هستند، مانند بیماران مبتلا به COPD، نارسایی احتقانی قلب، هیپوکسی مزمن از شنت درون ریوی، هیپوترمی مزمن و هیپوکسی مزمن از چندین انفارکتوس ریوی . در جراحی عمومی، هلیوم به عنوان یک جایگزین غیر قابل انعطاف پذیر برای شکم به جای CO2 مورد بررسی قرار می گیرد، زیرا در آزمایشات و آزمایشات بالینی، هلیوم، اسیدوز تنفسی را که معمولا با تزریق با استفاده از CO2 ایجاد می شود تولید نمی کند . علاوه بر این، Waseda et. با توجه به کاهش هپپکینا و اسیدوز در مقایسه با CO2 pneumoperitoneum، هلیوم پنوموپیریتونوم می تواند بهبود حرکتی دستگاه گوارش بعد از عمل را بهبود بخشد .

فن آوری پلاسمای هلیوم نیز کاربردی در جراحی شکمی و لاپاروسکوپی پیدا کرده است. پلاسمای هلیوم در انعقاد حرارتی بافت استفاده می شود که باعث خونریزی از جراحی می شود و تصورات سایت های خونریزی را افزایش می دهد .

آینده تحقیقات هلیوم

از زمان کشف هلیوم، کاربردهای هلیوم تا حد زیادی پیشرفت کرده است. تحقیقات کنونی نشان می دهد که گاز هلیوم در لایه های پیشرفته پزشکی پیشرفته مانند رادیولوژی و میکروسکوپ مطالعه می شود.

هلیوم در رادیولوژی

به علت وجود ذاتا کمبود 1H در ریه ها، MRI ریه ها به اندازه کافی از سایر بافت های بدن تجسم یافته است. علاوه بر این، رابطهای هوا بافتی در ریه موجب تحریفات میدان مغناطیسی می شود که سبب کاهش سیگنال رزونانس مغناطیسی ریه می شود. حرکت تنفسی و قلب باعث كاهش کیفیت MRI ریه می شود.

استنشاق، هلیوم هیپرپلارزی (HP 3He) غلظت پروتون های کم در هر دو ریه های طبیعی و بیماری را برطرف می کند. پلاریزه شدن به طور عمده با استفاده از روش پمپاژ اپتیکی با چرخش اسپین (SEOP) به دست می آید. پلاریزاسیون هسته ای پروتون هسته ای ناخوشایند تا پنج مرتبه افزایش می یابد در مقایسه با افزایش خطی متوسط ​​با قدرت میدان با استفاده از قطبش حرارتی . استفاده از XENON (HP 129Xe) MRI بیش از حد پراکنده است که پشت MRI روش HP 3He است، بیشتر به این دلیل که 129Xenon برای قطبی شدن چالش است.

با استفاده از روش SEOP، گاز هلیم به مدت یک شب (12-14 ساعت) قطبی می شود و توسط افراد از یک کیسه مخلوط با نیتروژن پزشکی برای تصویربرداری فوری نفس (16-16 ثانیه) استنشاق می شود. این روش بی خطر است و نیازی به هیچ دوز تابش یونیزه ندارد و می تواند بارها و بارها توسط استنشاق تسهیل کننده امتحان های طولی، مداخلات و اطفال تسهیل شود. MRI HP 3He می تواند اطلاعات اضافی در مورد اکسیژن ریه ارائه کند که ممکن است با سونوگرافی کامپیوتری با وضوح بالا (HRCT) یا MRI امکان پذیر نباشد.

هلیوم در میکروسکوپ

میکروسکوپ اسکن یون هلیوم (HIM) یک تکنولوژی تصویربرداری جدید است که توانایی ارائه تصاویر با وضوح زیر نانومتری از بافت های بیولوژیکی پوشش داده شده را دارد. با سیستم یونهای هلیوم، جزئیات دقیق مانند بافت غشا و نانو پروتئین غشایی بر روی پودوسیت گلومرولی تجسم یافت.

تاریخچه هلیوم به عنوان یک گاز درمانی

تاریخچه هلیوم به عنوان یک گاز درمانی

در سال 1926، سایرس و یانت متوجه شدند که مخلوط های اکسیژن هلیوم می توانند توسط انسان بدون ناراحتی و توسط حیوانات بدون اثرات مضر اثبات شوند. با توجه به حلالیت کمتر هلیوم در مقایسه با نیتروژن، با استفاده از مخلوط هلیوم و اکسیژن (Heliox) به جای نیتروژن و اکسیژن، تشکیل حباب های نیتروژن و به همین دلیل انفجار در ناوگان دریای عمیق کاهش یافت .

در سال 1934، باراچ برای اولین بار پیشنهاد استفاده از Heliox را به عنوان یک گاز درمانی پیشنهاد کرد. از آنجا که یک مخلوط هلیوم / اکسیژن دارای وزن یک سوم نسبت به هواست، باراک پیشنهاد استفاده از این گاز سبک را برای بهبود جریان اکسیژن در بیماران مبتلا به انسداد مجاری هوایی و افزایش آسم پیشنهاد کرد .

علاقه به استفاده بالینی از هلیوم به طور موقت پس از این دوره به علت ظهور bronchodilators و mucolytic و نیز از دست دادن منابع تولید هلیم در طی جنگ جهانی دوم کاهش یافت. در دهه 1980، علاقه به تحقیقات گاز هلیوم در حال افزایش بود، زیرا تعداد مرگ و میر مرتبط با آسم شروع به افزایش کرد. در ده سال گذشته، افزایش علاقه به مطالعات مربوط به استفاده از هلیوم افزایش یافته است.

تاریخچه هلیوم به عنوان یک گاز درمانی

جستجوی PubMed برای مقالات با عنوان هلیوم نشان می دهد افزایش تعداد انتشارات با توجه به هلیوم در 10 سال گذشته. جستجوی PubMed با هلیوم موجود در متن عنوان انجام شد و نتایج جستجو …
بر خلاف زنون ، هلیوم خواص بیهوشی ندارد. با توجه به فشارهای بالا که به موجب فرضیه مایر-اوورتون پیش بینی می شود بیهوشی، هلیوم، حداقل غلظت alveolar را برای بیهوشی های ناپایدار افزایش می دهد و همچنین نشان دهنده ایجاد تشنج است. بنابراین هلیوم به عنوان یک غیر ایموبیلایزر مشخص می شود، گازی که بیهوشی را ایجاد نمی کند، اما ممکن است اثرات بیولوژیکی دیگری نیز داشته باشد.

اثرات شناخته شده هلیوم و کاربردهای آن در پزشکی

اثرات شناخته شده هلیوم و کاربردهای آن در پزشکی

برای اطلاعات بیشتر در رابطه با هلیوم کلیک کنید.

اثرات شناخته شده هلیوم و کاربردهای آن در پزشکی

1.اثر محافظت قلبی از طریق: • سیگنالینگ کیناز های زنده بقا •مهار باز و تشکیل mPTP •گونه های اکسیژن واکنش پذیر (از جمله اکسید نیتریک) •کانال های پتاسیم تنظیم شده توسط آدنوزین تری فسفات NlitochondrIal • گیرنده های اپلوئید •جدا شدن Mitochondrial •پتاسیم حساس Ca2 + •فعال سازی کانال

2.اثرات نوروپروتکتیو: •القاء هیپوترمی •کاهش میزان سکته •بهبود ضعف های عصبی •محافظت از عصب در مغز آسیب دیده

3.برنامه های تنفسی: •انسداد راه هوایی بالا •Post-Extubation Stridor •کروپ •برونشيوليت •ARDS• COPD •تشدید آسم حاد •تست عملکرد ریه

4.برنامه های دیگر: •غواصی در عمق دریا •در لاپاروسکوپی -جراحی شکم •تحرک دستگاه گوارش را بهبود می بخشد •Coagulabon حرارتی پلاسمایی هلیم •MRI ریه

گاز هلیوم چیست

گاز هلیوم چیست

برای اطلاعات بیشتر در رابطه با هلیوم کلیک کنید.

هلیوم یک گاز نجیب بسیار سبک، بی بو، بی مزه و بی رنگ با مشخصات ایمنی قوی و برنامه های کاربردی متعدد است. باعث احتراق و انفجار نمی شود و منحصر به فرد است. نقطه جوش -452.1 درجه فارنهایت (-268.9 درجه سانتیگراد) و نقطه ذوب -458 درجه فارنهایت (-272.2 درجه سانتیگراد) که کمترین در میان عناصر است. هلیم دومین عنصر فراوان در جهان است. با این وجود، استفاده هلیوم بیشتر در  مواد زیرزمینی فسیلی رادیواکتیو است و باید در طول تولید گاز طبیعی استخراج شود. هلیوم زمانی مورد نیاز است که نیاز به برخی از ویژگی های منحصر به فرد باشد: تراکم کم، حلالیت کم و هدایت گرمائی بالا. 7000 تن یا 22 درصد کل هلیوم مورد استفاده شامل سرد کردن آهنرباهای ابررسانایی در اسکنرهای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی پزشکی (MRI) است. اگر چه معمولا به عنوان یک گاز برداشت در بالن ها و دوچرخه ها شناخته می شود، این استفاده کمتر از 7٪ کل استفاده می شود.

گاز هلیوم چیست

هلیوم سبک ترین گاز نجیب (4 گرم / مول) است. تنها گازی که چگالی ان کمتر از هلیوم می باشد، هیدروژن است.استفاده از هیدروژن به دلیل اشتعال پذیری آن در مخلوط های هوا محدودتر از هلیوم است. هلیوم (0.179 g / L) 86٪ کمتر از هوای اتاق (1.293 g / L) و 8 برابر کمتر از اکسیژن (1.429 g / L)است. این ویژگی منحصر به فرد برای برنامه های متعدد آن بسیار مهم است.

گاز هلیوم چیست و تراکم ان به چه صورت است؟

تراکم هلیوم به طور قابل توجهی پایین تر از گازهای دیگر است، که به دلیل کاربرد چندگانه آن در درمان تنفسی است.
هدایت حرارتی بالا هلیوم باعث کاهش دمای بدن در هنگام جابجایی بدن در هلیوم می شود که می تواند باعث کاهش سوخت و ساز بدن و کاهش هزینه انرژی شود.هیپوترمی در موشهای مبتلا به تنفس 75٪ هلیوم برای دوره های طولانی القا شد. در انسان، تنفس هلیوم برای مدت کوتاه نشان داده شده است که منجر به هیپوترمی میشود .

 

گاز هلیوم پزشکی

گاز هلیوم پزشکی

هلیوم گاز نجیب به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متمایز آن یعنی چگالی کم، حلالیت کم و هدایت گرمائی بالا، کاربردهای فراوانی دارد. به طور عمده، فراوانی مطالعات در پزشکی مربوط به هلیوم در امکان استفاده از آن به عنوان یک درمان اضافی در تعدادی از بیماری های تنفسی مانند تشدید آسم، COPD، ARDS، کروپ و برونشیولیت متمرکز می شود. گاز هلیوم، که بعدها به نظر بیولوژیکی بی هوازی بود، اخیرا نشان داده شده است که در حفاظت از میوکارد از ایسکمی توسط مکانیسم های مختلف مفید است. اگر چه حفاظت از عصب بافت مغز مستند شده است، اما سازوکارهایی که در آن انجام می شود هنوز مشخص نشده است. جراحان در جستجوی استفاده از هلیوم به جای دی اکسید کربن هستند تا بتوانند شکم بیماران تحت عمل جراحی لاپاروسکوپی شکم را به دلیل برتر بودن آن در پیشگیری از اسیدوز تنفسی در بیماران مبتلا به بیماری های همودینامیک که باعث حفظ مقدار دی اکسید کربن می شوند، بررسی کنند. برنامه های تازه کشف شده در رادیولوژی MRI ریه و تصویر برداری از اندام ها با جزئیات بسیار دقیق با استفاده از میکروسکوپ یونی هلیوم، فرصت های جدید هیجان انگیز را برای استفاده از گاز هلیوم در زمینه های پزشکی پیشرفته به دست آورده است.

گاز هلیوم پزشکی

برای اطلاعات بیشتر در رابطه با هلیوم کلیک کنید.

 

گاز مرکاپتان

گاز مرکاپتان

https://goo.gl/uWUVnV

گاز مرکاپتان

مشخصات گاز مرکاپتان

ساختمان ، خواص و چگونگی انتخاب مواد بودار کننده گاز:

مواد بودار کننده گاز معمولاً پایه سولفوری دارد و متعلق به یک کلاس شیمیایی خاص به نام ترکیبات اورگانو سولفور، به شرح زیر هستند:

1-     الکیل مرکاپتان ها : شامل تترابوتیل مرکاپتان و ایزوپروپیل مرکاپتان

2-     الکیل سولفیدها : شامل دی متیل سولفید یا اتیل سولفید

3-     سیکلیک سولفیدها : شامل تتراهیدروتیوفن

الکیل مرکاپتان ها دارای بوی بسیار بدی هستند و به دلیل همین ویژگی در صورت هر گونه نشتی گاز، حس بویایی تحریک شده و تشخیص داده می شود متداول ترین انواع آن تریشیو بوتیل مرکاپتان و ایزوپروپیل مرکاپتان است که از خاصیت بودار کنندگی زیادی برخوردارند. معمولاً برای به دست آوردن خواص مطلوبتر از مخلوط دو یا چند نوع مرکاپتان و سایر مواد بودار کننده با نسبت های معین استفاده می گردد.گفتنی است الکیل سولفیدها خاصیت بودار کنندگی بالایی ندارد و به همین دلیل آن را با مرکاپتان ها مخلوط می کنند تا از سایر خواص مطلوب آن مانند مقاومت در مقابل یخ زدگی و کنترل فشار بخار استفاده شود به طور کلی مواد بودار کننده ذکر شده مشهورترین ادورانت ها هستند و ادورانت های تجارتی اغلب شامل ترکیبی (مخلوطی) ازاین ادورانت ها است.