جراحی در فضا؛ از روده های شناور تا خون چسبناک

جراحی در فضا، به‌ویژه سیاره‌ی مریخ، به‌دلیل شرایطی مثل پرتوهای کیهانی و ریزگرانش و کمبود امکانات ممکن است خطرناک باشد؛ اما بعضی اوقات اجتناب‌ناپذیر است.

در آغاز سال، وجود لخته‌ی خون در گردن یکی از فضانوردان جان او را تهدید می‌کرد. پزشکان مستقر در زمین بدون نیاز به جراحی این مشکل را درمان کردند؛ اما باتوجه‌به اینکه سازمان‌های فضایی و شرکت‌های خصوصی هوافضا به‌دنبال فرود انسان روی مریخ در سال‌های آینده هستند، شاید همیشه بخت با فضانوردان یار نباشد و در شرایط فضا نیاز به جراحی پیدا کنند.

موقعیت‌های فوریتی جراحی یکی از مشکلات اصلی سفرهای فضایی هستند. در چند سال گذشته، پژوهشگران پزشکی فضایی، ایده‌های مختلفی مثل ربات‌های جراح و پرینترهای سه‌بعدی را مطرح کردند. مریخ در نزدیک‌ترین حالت ۵۴/۶ میلیون کیلومتر با زمین و ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) چهارصد کیلومتر با بالای زمین فاصله دارد. درصورت بروز موقعیت جراحی در ایستگاه فضایی بین‌المللی، بیمار در وضعیتی پایدار با برقراری ارتباط زنده به زمین برگردانده می‌شود؛ اما این روال برای مأموریت‌های مریخ امکان‌پذیر نیست؛ زیرا بازگشت از مریخ می‌تواند ماه‌ها یا سال‌ها به‌طول بینجامد و بین زمین و مریخ نیز بیش از بیست دقیقه تأخیر ارتباطی وجود دارد.

علاوه‌بر مشکل فاصله، محیط خشن مریخ و شرایطی مثل ریزگرانش و میزان زیاد پرتوها و کابین یا لباس محصور پرفشار به مشکلات اضافه می‌کنند. این وضعیت برای فضانوردان دشوار است و عادت به آن به زمان نیاز دارد. سفرهای فضایی سلول‌ها و فشارخون و عملکرد قلب فضانوردان را تغییر می‌دهند و بر توزیع مایعات بدن آن‌ها نیز تأثیر می‌گذارند و ماهیچه‌ها و استخوان‌ها را ضعیف می‌کنند. همچنین، ممکن است مسافران فضایی به‌راحتی دچار عفونت شوند و به ویروس‌ها مبتلا شوند؛ بنابراین در وضعیت جراحی، خطر بیشتری فضانوردان را تهدید می‌کند.

احتمال نیاز به جراحی در فضا چقدر است؟ طبق تخمین دانشمندان، گروه هفت‌نفره‌ای از فضانوردان تقریبا هر ۲/۴ سال یک‌بار به عمل جراحی اورژانسی در طول مأموریت مریخ نیاز پیدا می‌کنند. دلایلی اصلی نیاز به عمل جراحی می‌توانند جراحت، آپاندیس، التهاب کیسه‌ی سفرا یا سرطان باشند. وضعیت سلامت فضانوردان به‌طورگسترده پایش می‌شود؛ اما ممکن است وضعیت افراد سالم در محیط‌های خشن بدتر شود و نیاز به عمل جراحی پیدا کنند.

روده‌های شناور

جراحی در وضعیت ریزگرانش امکان‌پذیر و قبلا هم انجام شده است؛ اما هنوز روی انسان آزمایش نشده است. برای مثال، فضانوردان دم موشی را ترمیم کردند و عمل لاپاروسکوپی را روی حیوانات در وضعیت یادشده انجام دادند. این عمل معمولا برای بررسی و ترمیم اعضای داخل شکم انجام می‌شود.

جراحی‌های اولیه زمینه‌ساز نوآوری‌ها و پیشرفت‌های جدیدی مثل مغناطیسی‌سازی ابزار جراحی شدند؛ به‌صورتی‌که این ابزار به میز و جراح می‌چسبند و در فضا معلق نمی‌شوند. یکی از مشکلات جراحی باز، شناورشدن روده‌ها است که باعث می‌شود دید جراح محدود شود. فضانوردان برای حل این مشکل باید از روش‌های جراحی سوراخ کلیدی یا لاپاروسکوپی استفاده کنند که معمولا در حفره‌های داخلی بدون بیمار ازطریق دوربین و ابزار انجام می‌شود.

عمل لاپاراسوکوپی اخیرا روی شکم‌های کاذب در طول پرواز جاذبه‌ی صفر انجام شده است. در این عمل، جراحان با موفقیت خون‌ریزی مزمن را ریشه‌یابی کردند؛ اما به‌عقیده‌ی آن‌ها، انجام چنین عملی ازنظر روانی روی فضانوردان کار بسیار دشواری است.

مایعات بدن در فضا و محیط مریخ رفتار متفاوتی دارند. یکی از مشکلات عمل جراحی در فضا، چسبیدن خون داخل رگ‌ها به ابزار جراحی است که علت این فرایند را کشش سطحی دانسته‌اند. قطره‌های شناور خون می‌توانند جریان‌هایی را شکل دهند که دید جراح را محدود می‌کنند. افزون‌براین، هوایی که در کابین ایزوله در جریان است، می‌تواند خطر عفونت را افزایش دهد. ابزار جراحی دفع خون و حباب‌های جراحی می‌توانند راه‌حلی برای این مشکل باشند.

پژوهشگران قبلا هم وضعیت محیطی جراحی در محیط‌های ریزگرانش را بررسی کرده‌اند. برای مثال، ناسا سیستم بسته‌ای برای پیشگیری از آلودگی را ارزیابی کرد که از پوشش شفاف پلاستیکی همراه‌با پورت‌های بازو تشکیل شده است. با‌این‌حال در مدار مریخ یا روی سطح آن، به پوشش محافظتی از پرتوها و ربات‌های جراحی و سیستم‌های پیشرفته‌ی پشتیبانی از حیات نیاز است. محیط جراحی در مریخ ماژولی اختصاصی با قابلیت تولید هوای فیلترشده و کامپیوتری برای کمک به تشخیص و درمان را شامل می‌شود.

ربات‌ها و پرینت سه‌بعدی

جراحی در فضا ثابت کرد برای این کار به تجهیزات زیادی نیاز است. شاید خدمه نتوانند کل این تجهیزات را با خود به سفر مریخ ببرند یا سوار موشک کنند. اینجا است که ایده‌ی پرینتر سه‌بعدی مطرح می‌شود. پرینتر سه‌بعدی با استفاده از مواد موجود در مریخ، ابزار جراحی را تولید می‌کند. تاکنون، ابزار متعددی با پرینترهای سه‌بعدی تولید شده‌اند و خدمه با موفقیت کارهای مشابه جراحی مثل ایجاد برش یا بخیه را با آن‌ها انجام داده‌اند. هیچ تفاوتی بین زمان تکمیل کار با ابزار سه‌بعدی و ابزار معمولی جراحی وجود ندارد.

جراحی رباتیک یکی از گزینه‌های رایج روی زمین محسوب می‌شود و در نقاط مختلفی آزمایش شده است. برای مثال در مأموریت NEEMO 7، مجموعه‌ای از مأموریت‌های زیردریایی ناسا جراحی رباتیک با موفقیت برای حذف سنگ کلیه و کیسه‌ی صفرا از بدنی کاذب انجام شد. بااین‌حال، تأخیر در برقراری ارتباط فضایی کنترل از راه دور را مشکل‌ساز می‌کند؛ به‌همین‌دلیل، ربات‌های جراح فضایی باید خودکار باشند.

پژوهش‌های زیادی درباره‌ی امکان جراحی در مأموریت‌های مریخ در حال انجام است؛ اما هنوز مجهولات زیادی به‌ویژه درزمینه‌ی تشخیص و بیهوشی وجود دارند؛ ازاین‌رو، پیشگیری بهتر از جراحی و درمان است. به‌همین‌دلیل، در درجه‌ی اول انتخاب خدمه‌ی سالم و سپس توسعه‌ی راه‌حل‌های مهندسی برای محافظت از آن‌ها ضروری است.