Пуля и плоть: неравное противостояние. Часть 3. Биологические имитаторы
Натурное моделирование процессов, происходящих при огнестрельном ранении или минно-взрывной травме, применяет два типа имитаторов: биологической и небиологической природы. Объекты биологического происхождения – это прежде всего трупы людей, их отдельные части, а также различные виды млекопитающих. К небиологическим относят мыльные и желатиновые блоки, листы железа, различные виды тканей одежды и прочее. Конечно, «расстрел» в научных целях трупов и животных дает в итоге самые ценные теоретические результаты, но вот этические соображения… Вдобавок требования научной воспроизводимости результатов должны в будущем поставить крест на стрельбе по трупному материалу. Дело в том, что ткани каждого человека обладают собственными уникальными параметрами – доля жировой ткани, плотность, количество жидкости и так далее. К примеру, результаты баллистических испытаний на трупах женщин и мужчин (биоманекены) дают порой совсем разные результаты по причине иного соотношения мышечной и жировой ткани. Также вносит коррективы в использование трупов посмертное окоченение, изменяющее механические свойства тканей. Проще говоря, обстреливать труп нужно сразу после смерти. Невозможно использовать трупы для исследования физиологических реакций на «огнестрелы». Поэтому в современности создан значительный арсенал небиологических имитаторов, параметры которых являются аналогичными для человеческих тканей и органов. Однако живым имитаторам еще осталось место в раневой баллистике.
В истории раневой баллистики в качестве биообъектов использовались также свиньи, лошади, телята, быки, козы, овцы, собаки и мелкие животные – кошки и кролики. Человек очень хладнокровно подошел к выбору потенциальных жертв науки: несчастные должны быть неагрессивны, удобны для наблюдения, неприхотливы в содержании и недороги. Одними из первых под пули пошли лошади и крупный рогатый скот за счет массивной мышечной массы, позволяющей получать длинный раневой канал, очень удобный для исследования. Со временем оказалось, что работать с такими большими животными неудобно, да и дорого. С лошадями выявилась еще одна проблема – из-за низкого стояния купола диафрагмы и тяжести внутренних органов у животных в лежачем положении происходит сдавление нижних долей легких с развитием гипоксии. В связи с этим требуется общая анестезия длительностью более 30 минут с применение дорогой и сложной аппаратуры. Также сложностей добавляет непростая пищеварительная система лошадей и быков, которые в бессознательном состоянии могут неожиданно испортить весь эксперимент. Чрезмерно толстая кожа этих животных заставляет вносить поправки в итоги испытаний. Неплохо подходят для экспериментов по раневой баллистике козы и овцы – для них вполне подходят «человеческие» системы анестезии и медикаментозные препараты. Несколько усложняет оценку повреждений развитый шерстяной покров и выраженное различие в расположении внутренних органов. А вот собака вообще удостоилась почетного звания главного героя экспериментальной медицины, и раневая баллистика не является здесь исключением.
Памятник собаке Павлова. Источник: Wolcha.ru
Они хорошо дрессируются и достаточно послушны, что позволяет проводить успешную работу по экспериментальному лечению огнестрельных ранений. Артерии и вены у собак находятся в хорошей доступности для пункций и инъекций. К собачьему организму отлично подходит методы общей медицинской анестезии и стандартное оборудование, такое как эндотрахеальные трубки и аппараты искусственной вентиляции легких. В общем, собака лучший друг специалиста по раневой баллистике? Не совсем. Очень тонкая кожа, слабо связанная с подлежащими тканями, при попадании пули разрывается на куски большой площади с образованием глубоких карманов. Это не характерно для человеческой кожи, поэтому точность экспериментов страдает. К тому же, если требуется для исследования большая мышечная масса, приходится искать крупных собак, массой более 40 килограммов, что также проблематично. На помощь собаке в таком непростом деле пришли свиньи, удивительным образом сходные с человеческим организмом не только по строению, но даже по биохимии. Это активно используют трансплантологи и прочие медицинские экспериментаторы. Но эти животные, в отличие от собак, неохотно дают себя в руки для забора крови или введения анестезии, в общем, ведут себя в этом смысле как истинные свиньи. Есть сложности и с искусственной вентиляцией легких – склонность к спазму гортани может блокировать интубацию трахеи. Очень хорошо на свиньях исследовать наружную картину огнестрельных ранений с детальной оценкой входных и выходных отверстий.
Расположение преграды и животного перед экспериментом для изучения убойного действия рикошетирующей пули. Источник: Вестник Российской Военно-медицинской академии
Как проводят испытания огнестрельного оружия на животных? До самого эксперимента за животными наблюдают в виварии в течение 5-7 суток, а непосредственно перед «часом X» несчастных погружают в наркоз и фиксируют. Критерием уровня наркоза служит снижение рефлексов и тонуса скелетных мышц. Стреляют по животным пулями на приведённых и действительных дальностях. Оружие располагают в 8-10 метрах от животного (пуля успевает стабилизироваться), а вот пороха досыпают ровно столько, сколько нужно для разгона пули до необходимой скорости. Меньше пороха – меньше скорость пули, соответственно, исследуемая дальность будет больше. Сложности с действительно дальностью в том, что точно попасть с расстояния, к примеру, в 500 метров в живую мишень очень непросто. А точное попадание именно в указанную точку на теле жертвы является обязательным условием для скоростной видеосъемки и импульсной рентгенографии.
Свинья под наркозом и с подключенной регистрирующей аппаратурой. Источник: Вестник Российской Военно-медицинской академии
Внешний вид входных пулевых отверстий при ранении фрагментами пули патрона СП10. Источник: Вестник Российской Военно-медицинской академии
В то же время именно действительная дальность дает наиболее реальные результаты – пуля сохраняет естественные условиях движения. В случае смертельного ранения проводится полный цикл обследования с последующим вскрытием трупа. При несмертельных ранениях исследуется поведенческая активность и весь спектр физиологических функций – от состояния нервной системы до тонуса периферических сосудов.
Картина ранения подопытного животного после преодоления пулей твердой преграды. Источник: Военно-медицинский журнал.
К вопросу об этичности. В 1959 году английские исследователи Рассел и Берч предложили концепцию «трех R» («The three Rs»), которой стоит придерживаться при проведении любых травмоопасных опытов с животными. Три составляющие: replacement – замена, reduction – уменьшение и refinement – повышение качества. Принцип замены требует, по возможности, заменять животных другими моделями и приемами (математическими, к примеру), а вместо млекопитающих использовать животных с менее развитой нервной системой. Принцип уменьшения предполагает использование в «бесчеловечных» экспериментах как можно меньшего количества животных. Третий принцип, повышение качества, требует использования как можно более высокотехнологичного оборудования и медикаментов для анестезии. Выводить животных из эксперимента также необходимо как можно более безболезненным методом. Многое в соблюдении этих рекомендаций ложится на комитеты по этике. К примеру, в Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова есть независимый совет по этике, который, помимо всего прочего, следит за порядком использования лабораторных животных в биомедицинских экспериментах.
В настоящее время ни в России, ни в мире эксперты по раневой баллистике огнестрельного оружия не могут отказаться от использования животных и трупного материала, даже с учетом большого разнообразия имитаторов небиологического происхождения.
В истории раневой баллистики в качестве биообъектов использовались также свиньи, лошади, телята, быки, козы, овцы, собаки и мелкие животные – кошки и кролики. Человек очень хладнокровно подошел к выбору потенциальных жертв науки: несчастные должны быть неагрессивны, удобны для наблюдения, неприхотливы в содержании и недороги. Одними из первых под пули пошли лошади и крупный рогатый скот за счет массивной мышечной массы, позволяющей получать длинный раневой канал, очень удобный для исследования. Со временем оказалось, что работать с такими большими животными неудобно, да и дорого. С лошадями выявилась еще одна проблема – из-за низкого стояния купола диафрагмы и тяжести внутренних органов у животных в лежачем положении происходит сдавление нижних долей легких с развитием гипоксии. В связи с этим требуется общая анестезия длительностью более 30 минут с применение дорогой и сложной аппаратуры. Также сложностей добавляет непростая пищеварительная система лошадей и быков, которые в бессознательном состоянии могут неожиданно испортить весь эксперимент. Чрезмерно толстая кожа этих животных заставляет вносить поправки в итоги испытаний. Неплохо подходят для экспериментов по раневой баллистике козы и овцы – для них вполне подходят «человеческие» системы анестезии и медикаментозные препараты. Несколько усложняет оценку повреждений развитый шерстяной покров и выраженное различие в расположении внутренних органов. А вот собака вообще удостоилась почетного звания главного героя экспериментальной медицины, и раневая баллистика не является здесь исключением.
Памятник собаке Павлова. Источник: Wolcha.ru
Они хорошо дрессируются и достаточно послушны, что позволяет проводить успешную работу по экспериментальному лечению огнестрельных ранений. Артерии и вены у собак находятся в хорошей доступности для пункций и инъекций. К собачьему организму отлично подходит методы общей медицинской анестезии и стандартное оборудование, такое как эндотрахеальные трубки и аппараты искусственной вентиляции легких. В общем, собака лучший друг специалиста по раневой баллистике? Не совсем. Очень тонкая кожа, слабо связанная с подлежащими тканями, при попадании пули разрывается на куски большой площади с образованием глубоких карманов. Это не характерно для человеческой кожи, поэтому точность экспериментов страдает. К тому же, если требуется для исследования большая мышечная масса, приходится искать крупных собак, массой более 40 килограммов, что также проблематично. На помощь собаке в таком непростом деле пришли свиньи, удивительным образом сходные с человеческим организмом не только по строению, но даже по биохимии. Это активно используют трансплантологи и прочие медицинские экспериментаторы. Но эти животные, в отличие от собак, неохотно дают себя в руки для забора крови или введения анестезии, в общем, ведут себя в этом смысле как истинные свиньи. Есть сложности и с искусственной вентиляцией легких – склонность к спазму гортани может блокировать интубацию трахеи. Очень хорошо на свиньях исследовать наружную картину огнестрельных ранений с детальной оценкой входных и выходных отверстий.
Расположение преграды и животного перед экспериментом для изучения убойного действия рикошетирующей пули. Источник: Вестник Российской Военно-медицинской академии
Как проводят испытания огнестрельного оружия на животных? До самого эксперимента за животными наблюдают в виварии в течение 5-7 суток, а непосредственно перед «часом X» несчастных погружают в наркоз и фиксируют. Критерием уровня наркоза служит снижение рефлексов и тонуса скелетных мышц. Стреляют по животным пулями на приведённых и действительных дальностях. Оружие располагают в 8-10 метрах от животного (пуля успевает стабилизироваться), а вот пороха досыпают ровно столько, сколько нужно для разгона пули до необходимой скорости. Меньше пороха – меньше скорость пули, соответственно, исследуемая дальность будет больше. Сложности с действительно дальностью в том, что точно попасть с расстояния, к примеру, в 500 метров в живую мишень очень непросто. А точное попадание именно в указанную точку на теле жертвы является обязательным условием для скоростной видеосъемки и импульсной рентгенографии.
Свинья под наркозом и с подключенной регистрирующей аппаратурой. Источник: Вестник Российской Военно-медицинской академии
Внешний вид входных пулевых отверстий при ранении фрагментами пули патрона СП10. Источник: Вестник Российской Военно-медицинской академии
В то же время именно действительная дальность дает наиболее реальные результаты – пуля сохраняет естественные условиях движения. В случае смертельного ранения проводится полный цикл обследования с последующим вскрытием трупа. При несмертельных ранениях исследуется поведенческая активность и весь спектр физиологических функций – от состояния нервной системы до тонуса периферических сосудов.
Картина ранения подопытного животного после преодоления пулей твердой преграды. Источник: Военно-медицинский журнал.
К вопросу об этичности. В 1959 году английские исследователи Рассел и Берч предложили концепцию «трех R» («The three Rs»), которой стоит придерживаться при проведении любых травмоопасных опытов с животными. Три составляющие: replacement – замена, reduction – уменьшение и refinement – повышение качества. Принцип замены требует, по возможности, заменять животных другими моделями и приемами (математическими, к примеру), а вместо млекопитающих использовать животных с менее развитой нервной системой. Принцип уменьшения предполагает использование в «бесчеловечных» экспериментах как можно меньшего количества животных. Третий принцип, повышение качества, требует использования как можно более высокотехнологичного оборудования и медикаментов для анестезии. Выводить животных из эксперимента также необходимо как можно более безболезненным методом. Многое в соблюдении этих рекомендаций ложится на комитеты по этике. К примеру, в Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова есть независимый совет по этике, который, помимо всего прочего, следит за порядком использования лабораторных животных в биомедицинских экспериментах.
В настоящее время ни в России, ни в мире эксперты по раневой баллистике огнестрельного оружия не могут отказаться от использования животных и трупного материала, даже с учетом большого разнообразия имитаторов небиологического происхождения.
Информация