5일간의 건식 침수로 인한 상태 저하를 방지하기 위한 허벅지 커프스 (DI-Cuff)

우주 비행은 우주에 대한 인간 적응의 가능성과 한계를 보여주었습니다. 지난 50년간 우주환경과 특히 미세중력이 우주비행사의 능력에 영향을 미칠 수 있는 변화를 일으킨다는 결과가 나왔다. 이러한 생리적 변화는 이제 더 잘 알려져 있습니다. 무중력 환경에 장기간 노출되면 뼈, 근육량, 근력, 심혈관 및 감각 운동 기능 저하, 면역, 호르몬 및 신진 대사 변화가 크게 감소할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 더 최근의 임무는 우주 비행의 새로운 생리적 적응과 결과를 보여주었습니다. 실제로, 장기간 무중력 상태에 노출된 우주비행사는 원시 변화와 눈의 구조적 변화(예: 맥락막 주름 및 시신경 유두 부종)를 경험합니다. 이 상태는 NASA에 의해 우주 비행 관련 신경-안구 증후군(SANS)으로 정의되었습니다. 이러한 시력 변화 중 일부는 비행 후 몇 년 동안 해결되지 않은 상태로 남아 있습니다. 이 현상은 인간의 우주 비행이 시작된 이래로 존재했을 가능성이 가장 높지만 최근에야 미세 중력에 대한 적응의 주요 결과로 인식되고 있습니다. 시력과 안구 구조의 변화는 우주 비행으로 유발된 머리 쪽으로 유체 이동과 상승된 두개내압에 장기간 노출된 결과로 생각됩니다. 우주 비행 중 정수압 구배의 손실로 인해 체액이 머리쪽으로 재분배됩니다. 저궤도 너머의 미래 유인 임무를 준비하기 위해서는 SANS 증후군의 근본적인 메커니즘을 조사하고 SANS를 역전시키거나 방지하기 위한 대책이 필요합니다. VTC(Venoconstrictive Thigh cuffs)는 머리 쪽으로 유체 이동을 완화하기 위한 한 가지 가능한 대책을 나타냅니다. 러시아 우주국은 VTC(팔찌)를 사용하여 하지의 체액을 격리하고 우주 비행 중 머리가 막히는 주관적인 감각을 완화합니다. 또한 6개월간의 Mir 임무에 대한 실험에서 팔찌가 우주비행사의 경정맥 단면적을 12%에서 20%까지 줄인 것으로 나타났습니다. 그러나 VTC(팔찌 포함)가 안구 생리학적 특징에 어떤 영향을 미치는지는 알려져 있지 않습니다. 우주국은 국제우주정거장과 지상에 대한 연구를 통해 SANS 증후군의 시작과 진행에 대한 연구에 적극적으로 참여하고 있습니다. 실제로 제한된 수의 비행 기회, 기내 실험 수행과 관련된 어려움(우주 비행사의 작동 제약, 기내 생체 의학 장치의 제한된 기능)을 고려하여 무중력 효과를 시뮬레이션하는 지상 기반 실험은 더 나은 성능을 위해 사용됩니다. 생리적 적응 메커니즘을 이해하고 대응책을 설계 및 검증합니다. 지구에서 미세중력을 시뮬레이션하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 그러나 -6° HDBR(head-down bed rest) 및 DI(dry immersion)라는 두 가지 개별 접근 방식은 무중력 상태에서 보이는 것과 가장 가까운 발견으로 장기 노출 가능성을 제공했습니다. 미세중력 효과와 유사한 신체 구성(체액 재분배 포함), 심혈관 및 골격근 특성의 변화를 일으킵니다. 일반적인 생리 분모는 체액의 두부 이동과 신체 활동 감소의 조합입니다. 침대에서 쉬는 것과는 달리, 침수는 신체를 지지하는 구조의 부족으로 인한 생리적 효과를 연구할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 건식 침수는 특수 탄성 자유 부동 방수 천으로 덮인 열 중성 물에 담그는 것을 의미합니다. 필름으로 둘러싸여 있고 물 덩어리에 "자유롭게 떠 있는" 피사체는 건조한 상태로 남아 있습니다. 수평으로 침수하는 동안 압력은 몸의 전체 표면에 거의 균등하게 분포됩니다(머리와 목만 물에 의해 완전히 지지되지 않음). 잠수하는 동안 특정 영역의 기계적 지원이 없으면 "지지 없음"이라고 하는 무중력 상태와 유사한 상태가 생성됩니다. DI 하의 생리적 변화는 HDBR 하에서보다 더 빠르게 발전하고 더 심오합니다. 이 고급 지상 기반 모델은 미세 중력으로 인한 상태 저하 및 신체 비활동 관련 병리에 대한 대책을 테스트하는 데 매우 적합합니다.

현재 연구는 이러한 맥락에서 프랑스 우주국(CNES)에 의해 20명의 건강한 남성 지원자에 대해 허벅지 커프의 효과를 평가하여 5일간의 건조 침수로 인한 악화, 특히 체액 이동 및 관련 안과 장애를 예방하기 위해 조직되었습니다. . 통합 접근 방식을 사용하여 CNES는 다양한 생리학적 영역의 변화와 이러한 변화를 방지 및/또는 줄이기 위한 대책의 잠재적인 유익한 효과를 평가하기 위해 10가지 과학적 프로토콜을 선택했습니다.