液体呼吸
この乳児たちは肺が表面張力によってつぶれるのを防ぐ界面活性物質を生成することができないため死の危険にさらされていた。また同時に、肺を膨らませる人工呼吸器によって重く恒久的な肺への損傷を受ける危険もあった。そこで、肺をパーフルブロンで満たすことによって肺胞嚢を広げ、呼吸を可能にする試みがなされた。より低い圧力で肺が膨らまされ、より効率的に、低い負荷で肺を通した血液中への酸素の取り込み・二酸化炭素の放出が起こると期待された。この試みは成功した。
この13人の未熟児には24から76時間の部分的な液体呼吸が施された。特に困難や有害な副作用を起こすことなく空気呼吸に戻され、13人のうち11人に肺機能の目覚しい向上が見られた。その後6人が死亡したが、これは明らかに液体呼吸以外の原因によるものであった。
未熟児、子供、大人に対する臨床試験が行われた。この方法の安全性やガス交換機能の向上能力が著しいため、救命能力の高さを理由としてアメリカ食品医薬品局 (FDA) はこの製品を優先承認対象 (fast track) に指定した。これは、この製品の迅速な審査とできる限りすばやく安全な上市を計画することを意味する。しかし、期待通りの臨床試験結果が得られず、アライアンス社は部分的液体呼吸についての研究を断念した。
地球上では、空気中よりも水中にいるときの方が体が軽くなるように感じるが、これは水圧によって重力の影響を相殺する浮力が働くためである。この場合には重力と加速度は同様のものであり、もし2人の人間が加速する船の上にいて、1人は水中に、1人は空気中にいたとすると、水中にいる人は体重が少なくなったかのように感じる。加速に伴って水圧は増すが、これは上記の圧力と同じものであることに注意する必要がある。
潜水への応用の場合は、高圧の気体を呼吸することによる生理学的影響を避けるため液体呼吸が用いられるわけだが、こちらでは高加速度の影響を減じるために用いられるわけで、目的が異なる。
しかしながら、物理的・解剖学的にはこのような応用は不可能であるとされている。主な問題は、加速度が加わることによって心臓はより高い圧力をもって血液を送らねばならないという点である。これは液体呼吸を行うことによっては変わらない。さらに、肺を液体で満たすと、特にパーフルオロカーボンのように密度の高いものの場合、重量が増加する。パイロットや宇宙飛行士が経験するような特に強い加速度を受けると、液体で満たされた肺は気体呼吸時よりも遥かに大きな加速度が生じて破壊されてしまうだろうと考えられている。
後年、液体呼吸の技術は着実に改良され、進歩してきた。二酸化炭素の排出法の改善により実験動物の生存率は飛躍的に向上した。使用されるパーフルオロカーボンは 100 mL 中に 65 mL の酸素と 228 mL の二酸化炭素を溶かすことができる。1990年代初頭までに発展した液体呼吸法の手順は以下に示すようなものである。
チオペンタールの静脈注射で実験動物を麻酔する。
あお向けに寝かせ、挿管する。
血液試料を採取する。パーフルオロカーボンの温度を調節する。低体温にする必要はなくなっている。
気管内チューブを通してパーフルオロカーボンを肺に注入する。
備え付けの 3 L の容器にパーフルオロカーボンを満たす。保温、酸素供給、二酸化炭素除去を行う装置の間をポンプで循環させる。三方空圧弁から管を通し、実験動物に流す。吸息はコンピューターで制御する(流量 18 mL 毎秒)。1分あたり約6呼吸の速さで実験動物の肺に液体を送り込み、容器に戻す。
実験終了後、被検体を15秒間ほど傾けてパーフルオロカーボンを肺から出す。これは映画『アビス』の一場面でも見られ、モンク少尉がラットの肺から液体を吐き出させていた。この映画でラットは実際に液体呼吸を行っていた。
1990年代初頭に行われたこれらの実験は成功を収めている。パーフルオロカーボン中でイヌは約2時間生存し、実験後も若干低酸素状態になるのが普通だが数日中に正常に戻る。解剖検査を行った場合の典型的な知見は軽い浮腫やいくらかの出血であり、初期の実験で見られた肺への損傷は明らかに改善されている。