Eerder dit jaar, er werd gemeld dat een astronaut in de ruimte een mogelijk levensbedreigende bloedstolsel in de nek had ontwikkeld. Dit werd met succes behandeld met medicijnen door artsen op aarde, operatie vermijden. Maar aangezien ruimtevaartorganisaties en particuliere ruimtevaartmaatschappijen zich ertoe hebben verbonden mensen de komende decennia op Mars te laten landen, misschien hebben we de volgende keer niet zoveel geluk.

Chirurgische noodgevallen zijn in feite een van de grootste uitdagingen als het gaat om menselijke ruimtevaart. Maar de laatste jaren, ruimtegeneeskundige onderzoekers hebben een aantal ideeën bedacht die kunnen helpen, van chirurgische robots tot 3D-printers.

Mars is maar liefst 54,6 miljoen kilometer (33,9 miljoen mijl) verwijderd van de aarde, wanneer het dichtst. In vergelijking, het International Space Agency (ISS) draait op slechts 400 kilometer boven de aarde. Voor chirurgische noodgevallen op het ISS, de procedure is om de patiënt te stabiliseren en terug naar de aarde te vervoeren, geholpen door telecommunicatie in realtime. Dit werkt niet op Mars-missies, waar evacuatie maanden of jaren zou duren, en er kan een vertraging van meer dan twintig minuten in de communicatie optreden.

Evenals afstand, de extreme omgeving waarmee we tijdens de reis naar en op Mars worden geconfronteerd, omvat microzwaartekracht, hoge stralingsniveaus en een gesloten drukcabine of -pak. Dit is zwaar voor het lichaam van astronauten en het kost tijd om eraan te wennen.

We weten al dat ruimtereizen de cellen van astronauten veranderen, bloeddrukregulatie en hartprestaties. Het beïnvloedt ook de vochtverdeling van het lichaam en verzwakt de botten en spieren. Ruimtereizigers kunnen ook gemakkelijker infecties krijgen. Dus in termen van geschiktheid voor chirurgie, een gewonde of onwel astronaut zal al in een fysiologisch nadeel zijn.

Maar hoe waarschijnlijk is het dat een astronaut daadwerkelijk geopereerd moet worden? Voor een bemanning van zeven personen, onderzoekers schatten dat er tijdens een Mars-missie gemiddeld één chirurgische noodsituatie om de 2,4 jaar zal zijn. De belangrijkste oorzaken zijn blessures, appendicitis, galblaasontsteking of kanker. Astronauten worden bij hun selectie uitgebreid gescreend, maar chirurgische noodgevallen kunnen optreden bij gezonde mensen en kunnen verergeren in de extreme omgeving van de ruimte.

Drijvende darmen

Chirurgie in microzwaartekracht is mogelijk en is al uitgevoerd, zij het nog niet op mensen. Bijvoorbeeld, astronauten zijn erin geslaagd om rattenstaarten te repareren en laroscopie uit te voeren - een minimaal invasieve chirurgische procedure die wordt gebruikt om de organen in de buik te onderzoeken en te repareren - bij dieren, terwijl in microzwaartekracht.

Deze operaties hebben geleid tot nieuwe innovaties en verbeteringen, zoals het magnetiseren van chirurgische instrumenten zodat ze aan de tafel blijven plakken, en het tegenhouden van de "chirurg" ook.

Een probleem was dat, tijdens open chirurgie, de darmen zouden rondzweven, verduisterend zicht op het chirurgische veld. Om hiermee om te gaan, ruimtereizigers moeten kiezen voor minimaal invasieve chirurgische technieken, zoals kijkoperaties, idealiter voorkomend in de interne holtes van de patiënt door kleine incisies met behulp van een camera en instrumenten.

Er is onlangs een laroscopie uitgevoerd op valse buiken tijdens een parabolische "zero gravity" vlucht, met chirurgen die met succes traumatische bloedingen hebben gestopt. Maar ze waarschuwden dat het psychologisch moeilijk zou zijn om zo'n procedure op een bemanningslid uit te voeren.

Lichaamsvloeistoffen zullen zich ook anders gedragen in de ruimte en op Mars. Het bloed in onze aderen kan door oppervlaktespanning aan instrumenten blijven kleven. Drijvende druppels kunnen ook stromen vormen die het zicht van de chirurg kunnen belemmeren, wat niet ideaal is. De circulerende lucht van een gesloten cabine kan ook een infectierisico vormen. Chirurgische luchtbellen en bloedafstotende chirurgische instrumenten kunnen de oplossing zijn.

Onderzoekers hebben al verschillende chirurgische behuizingen ontwikkeld en getest in omgevingen met microzwaartekracht. Bijvoorbeeld, NASA evalueerde een gesloten systeem bestaande uit een chirurgische doorzichtige plastic overkapping met armpoorten, gericht op het voorkomen van besmetting.

Bij een baan rond of neergestreken op Mars, echter, we zouden idealiter een hypothetische "traumapod" nodig hebben, met stralingsafscherming, chirurgische robots, geavanceerde levensondersteuning en beperkingen. Dit zou een speciale module zijn met gefilterde luchttoevoer en een computer om te helpen bij diagnose en behandeling.

Robots en 3D-printen

De operaties die tot nu toe in de ruimte zijn uitgevoerd, hebben aangetoond dat een grote hoeveelheid ondersteunende apparatuur essentieel is. Dit is een luxe die de bemanning misschien niet heeft op een maagdelijke reis naar Mars. Je kunt niet veel apparatuur meenemen op een raket. Daarom is gesuggereerd dat een 3D-printer materialen van Mars zelf zou kunnen gebruiken om chirurgische instrumenten te ontwikkelen.

Hulpmiddelen die 3D-geprint zijn, zijn met succes getest door een bemanning zonder eerdere chirurgische ervaring, het uitvoeren van een taak die lijkt op een operatie door simpelweg materialen te snijden en te hechten (in plaats van een lichaam). Er was geen wezenlijk verschil in doorlooptijd met 3D-geprinte instrumenten zoals handdoekklemmen, scalpel handvatten en getande pincet.

Robotchirurgie is een andere optie die routinematig op aarde wordt gebruikt, en getest voor planetaire excursies. Tijdens NEEMO 7, een reeks missies in de onderwaterhabitat Aquarius in Florida Keys door NASA, operatie door een robot bestuurd vanuit een ander laboratorium werd met succes gebruikt om een ​​nep-galblaas en niersteen van een nep-lichaam te verwijderen. Echter, de vertraging in communicatie in de ruimte zal afstandsbediening een probleem maken. Ideaal, chirurgische robots zouden autonoom moeten zijn.

Er is een schat aan onderzoek en voorbereiding voor het mogelijke geval van een chirurgische noodsituatie tijdens een Mars-missie, maar er zijn veel onbekenden, vooral als het gaat om diagnostiek en anesthesie. uiteindelijk, voorkomen is beter dan chirurgie. Het selecteren van gezonde bemanning en het ontwikkelen van de technische oplossingen die nodig zijn om hen te beschermen, zal dus cruciaal zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.