മെഡിക്കൽ ഓക്സിജന്റെ ചരിത്രം

Read Time:16 Minute

സീമ ശ്രീലയം

കോവിഡ് 19 രണ്ടാം തരംഗം നമ്മെ വിറപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഈ സമയത്ത് നിരന്തരം കേട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വാക്കാണ് മെഡിക്കൽ ഓക്സിജൻ എന്നത്. 1770 കളിൽ ആണ് ഓക്സിജന്റെ വൈദ്യശാസ്ത്ര ഉപയോഗത്തിന്റെ ചരിത്രം തുടങ്ങുന്നത് എന്നു പറയാം. അക്കാലത്ത് വ്യാപകമായി പ്രചരിച്ചിരുന്ന ഒന്നാണ് ഫ്ലോജിസ്റ്റൺ സിദ്ധാന്തം. എല്ലാ വസ്തുക്കളിലും ഫ്ലോജിസ്റ്റൺ എന്നൊരു പദാർത്ഥം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്നും വസ്തുക്കൾ കത്തുമ്പോൾ അത് പുറത്തു പോവുന്നു എന്നുമാണ് അക്കാലത്ത് വിശ്വസിക്കപ്പെട്ടിരുന്നത്! 1774-ൽ ജോസഫ് പ്രീസ്റ്റ് ലി (Joseph Priestley) എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ മെർക്കുറിക് ഓക്സൈഡ് ചൂടാക്കിയപ്പോൾ ഒരു വാതകം പുറത്തുവരുന്നത് കണ്ടെത്തുകയും ഇതിന് മെഴുകുതിരി ജ്വാലയെ കൂടുതൽ നന്നായി ജ്വലിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ടെന്ന് നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു. ഏതാണ്ടിതേ കാലത്തു തന്നെ കാൾ വിൽഹെം ഷീലെ (Carl Wilhelm Scheele) എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനും ഓക്സിജൻ കണ്ടുപിടിച്ചിരുന്നെങ്കിലും കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ ക്രെഡിറ്റ് ലഭിച്ചത് പ്രീസ്റ്റ്ലിക്കായിരുന്നു. ഈ വാതകത്തിന് ഓക്സിജൻ എന്നു പേരു നൽകിയത് ലവോസിയെ ആണ്. പ്രീസ്റ്റ്‌ലി ഓക്സിജനെ ഡീഫ്ലോജിസ്റ്റിക്കേറ്റഡ് എയർ എന്നാണ് വിളിച്ചിരുന്നത്. ഇത് കുറച്ചു സമയം ശ്വസിച്ചാൽ ശ്വാസകോശത്തിനു നല്ല സുഖം കിട്ടുമെന്നും അദ്ദേഹം പ്രസ്താവിച്ചു.

1789-ൽ തോമസ് ബെഡ്ഡോസ് (Thomas Beddoes) എന്ന ഭിഷഗ്വരൻ ഇംഗ്ലണ്ടിലെ ബ്രിസ്റ്റോളിൽ ന്യൂമാറ്റിക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് തുടങ്ങുകയും ആസ്ത്മാ രോഗികൾക്കും ഹൃദ്രോഗികൾക്കും ഓക്സിജൻ നൽകിക്കൊണ്ടുള്ള ചികിൽസ ആരംഭിക്കുകയും ചെയ്തു. ആവിയന്ത്രത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാവ് എന്ന നിലയിൽ ഏവർക്കും പരിചിതനായ ജയിംസ് വാട്ട് വാതക ഉല്പാദനത്തിനും ശ്വസന ചികിൽസയ്ക്കുമൊക്കെ സഹായകമായ പല ഉപകരണങ്ങളും രൂപകല്പന ചെയ്തു നൽകുകയും ചെയ്തു. പ്രീസ്റ്റ്‌ലിയിൽ നിന്നുമാണ് വാട്ട് ഓക്സിജനെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ അറിഞ്ഞത്. ഇതിൽ ശ്വസനോപകരണങ്ങളിലെ മൗത്ത് പീസ്, ട്യൂബ്, വാതക ഉല്പാദനത്തിനുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്കൊക്കെ ഇന്നും പ്രസക്തിയുണ്ട്. സർ ഹംഫ്രി ഡേവിയും ന്യൂമാറ്റിക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടുമായി സഹകരിച്ചു പ്രവർത്തിച്ചിരുന്നു. എന്നാൽ പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യ വർഷങ്ങളിൽ ടൈഫസ് പടർന്നു പിടിച്ചതോടെ ഈ സ്ഥാപനത്തിന്റെ പ്രവർത്തനവും നിലച്ചു.

പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിൽ പലരും ഓക്സിജൻ തെറാപ്പിയുമായി മുന്നോട്ടു വരാൻ തുടങ്ങി. പക്ഷേ അതിലൊക്കെ മെഡിക്കൽ നിലവാരത്തിലുള്ള ഓക്സിജനു പകരം സാധാരണ അന്തരീക്ഷ വായുവിന്റെ ഘടനയിൽ നിന്നു വലിയ വ്യത്യാസമില്ലാത്ത വായു തന്നെയാണ് നൽകിയിരുന്നത്. പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ മദ്ധ്യത്തിൽ ലാൻസെറ്റിലും ബ്രിട്ടീഷ് മെഡിക്കൽ ജേണലിലും ഡോ.എസ്.ബർച്ച് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഓക്സിജന്റെ ക്ലിനിക്കൽ സാധ്യതകളെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രബന്ധങ്ങൾ വലിയ ചർച്ചയായി. ഓക്സിജനെ സർവ്വരോഗസംഹാരിയായും ഒറ്റമൂലിയായും ഒക്കെ അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ടു പലരും നടത്തിയ മുതലെടുപ്പുകൾക്കും പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ട് സാക്ഷ്യം വഹിച്ചു. ഇതിന്റെ ഭാഗമായി കുപ്പികളിൽ ഓക്സിജൻ, ഓക്സിജൻ വാട്ടർ, ഓക്സിജൻ ടോണിക് എന്നൊക്കെയുള്ള പേരുകളിൽ ഉല്പന്നങ്ങൾ പലരും വിപണിയിൽ ഇറക്കുകയും ഇതിൽ ‘കോമ്പൗണ്ട് ഓക്സിജനു’ണ്ടെന്നും ഇത് ശ്വസിക്കുന്നത് ഏറെ നല്ലതാണെന്നും പ്രചരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.. കോമ്പൗണ്ട് ഓക്സിജൻ തെറാപ്പിയുടെ പേരിലുള്ള തട്ടിപ്പുകളെക്കുറിച്ച് ഡോ.സാമുവൽ എസ്.വാല്ല്യൻ എന്ന ഡോക്റ്റർ ശക്തമായിത്തന്നെ പ്രതികരിച്ചുകൊണ്ടു 1886-ൽ രംഗത്തെത്തി.

1860-കളുടെ അവസാനത്തോടെ ഓക്സിജൻ ചികിൽസാ ഉപകരണം എന്ന പേരിൽ ഓക്സിജൻ സംഭരിച്ചു വയ്ക്കാനുള്ള സിലിണ്ടർ രൂപത്തിലുള്ള സംവിധാനം യാഥാർഥ്യമായതോടെ ശസ്ത്രക്രിയാ സമയങ്ങളിൽ രോഗിക്ക് ഓക്സിജൻ നൽകാമെന്ന സ്ഥിതിയായി. 1885-ൽ പെൻസിൽവാനിയയിൽ ഡോ.ജോർജ് .ഇ.ഹോ‌ട്‌സാപ്പിൾ (Dr. George Holtzapple) ഒരു ന്യൂമോണിയ രോഗിക്ക് ഓക്സിജൻ നൽകുകയും ശ്വസനത്തകരാറുകൾ പരിഹരിക്കാൻ അത് സഹായകമാവുകയും ചെയ്തു. 1890-ൽ ഡോ.ആൽബർട്ട് ബ്ലോഗെറ്റ് (Dr.Albert Blodgett) എന്ന ഡോക്റ്ററുടെ അടുത്ത് കടുത്ത ന്യൂമോണിയ ബാധിച്ച് അവശനിലയിലായ 46 വയസ്സുള്ള ഒരു സ്ത്രീ എത്തി. ജീവൻ രക്ഷിക്കാൻ കഴിയുമോ ഡോക്റ്റർക്ക് ഉറപ്പില്ലായിരുന്നെങ്കിലും രോഗിക്ക് ശ്വസന ബുദ്ധിമുട്ടുകളെങ്കിലും കുറയട്ടെ എന്നു കരുതി തുടർച്ചയായി 6 ലിറ്റർ/മിനിറ്റ് എന്ന തോതിൽ ഓക്സിജൻ നൽകാൻ തുടങ്ങി. അത്ഭുതമെന്നേ പരയേണ്ടൂ ക്രമേണ രോഗി സ്വാഭാവികമായി ശ്വസിക്കാനുള്ള കഴിവ് വീണ്ടെടുത്തു. ചികിൽസാ സഹായിയായി ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ ഒരു ഒരു നിർണ്ണായക വഴിത്തിരിവായിരുന്നു ഇത്. ഇതിനെക്കുറിച്ച് ബോസ്റ്റൺ മെഡിക്കൽ ആന്റ് സർജിക്കൽ ജേണലിൽ അദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച റിപ്പോർട്ട് ലോകശ്രദ്ധ നേടുകയും ചെയ്തു. ബ്ലോഗറ്റിന്റെ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ട് ഏതാണ്ട് 25 വർഷത്തിനുള്ളിൽ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗവേഷണങ്ങൾ ത്വരിതപ്പെട്ടു. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ അഡോൾഫ് ഫിക്ക് എന്ന ജർമ്മൻ ഭിഷഗ്വരനും പോൾ ബെർട്ട് എന്ന ഫ്രഞ്ച് ഡോക്റ്ററും പാർഷ്യൽ പ്രഷറിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഓക്സിജൻ ടെൻഷൻ വിശദീകരിച്ചതും ധമനികളിലെയും സിരകളിലെയും രക്തത്തിലെ ഓക്സിജനേഷന്റെ വ്യത്യാസം വിശദീകരിച്ചതും കേന്ദ്ര നാഡീവ്യുഹത്തിൽ ഉയർന്ന ഓക്സിജൻ ടെൻഷൻ ഉണ്ടാക്കുന്ന തകരാറുകൾ വിശദീകരിച്ചതും ഈ രംഗത്ത് പുതിയ വഴിത്തിരിവായി.

ഓക്സ്ഫഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ ഫിസിയോളജി വിഭാഗം റീഡർ ആയിരുന്ന ജോൺ സ്കോട്ട് ഹാൽഡേൻ (John Scott Haldane) 1917-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ‘ദ് തെറാപ്യൂട്ടിക് അഡ്മിനിസ്ട്രേഷൻ ഓഫ് ഓക്സിജൻ’ എന്ന പ്രബന്ധം ശാസ്ത്രീയമായ രീതിയിൽ രോഗികൾക്ക് ഓക്സിജൻ നൽകുന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഉൾക്കാഴ്ച നൽകുന്ന ഒന്നായിരുന്നു. ഹൈപ്പോക്സിയ, അനോക്സീമിയ എന്നിവയും വിശദീകരിച്ചു.അദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ച ഹാൽഡേൻ ഇഫക്റ്റ് ആവട്ടെ രക്തത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ തോത് കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള മാർഗ്ഗത്തിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുകയും ചെയ്തു. ക്രിസ്ത്യൻ ബോർ, കാൾ ഹാസ്സൽബാക്, ജോസഫ് ബാക്രോഫ്റ്റ്, അഗസ്റ്റ് ക്രോഗ്, ഹെൻഡേർസൺ എന്നിവരുടെ കണ്ടെത്തലുകളും ഓക്സിജന്റെ ക്ലിനിക്കൽ ഉപയോഗ സാധ്യതകളെ നവീകരിക്കാൻ സഹായിച്ചു.

ഒന്നാം ലോകമഹായുദ്ധ കാലത്ത് ഫോസ്‌ജീൻ, ക്ലോറിൻ പോലുള്ള വാതകങ്ങൾ ശ്വസിച്ച് അവശനിലയിൽ ആവുന്ന സൈനികർക്ക് ഓക്സിജൻ നൽകി വന്നിരുന്നു. ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ വാതകം നിറച്ച ഒരു സിലിണ്ടർ, ഒരു പ്രഷർ റഗുലേറ്റർ, ഇതുമായി ഘടിപ്പിക്കപ്പെട്ട ഒരു റിസർവോയർ ബാഗ്, മുഖത്ത് നന്നായി ഉറച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു മാസ്ക്ക് എന്നിവയടങ്ങിയ ഹാൽഡേൻ എക്വിപ്മെന്റ് എന്ന ഒരുപകരണമാണ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. എന്നാൽ ഇതിൽ ഓക്സിജൻ വലിയ തോതിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് തന്നെ വ്യാപിക്കുന്നു എന്നതായിരുന്നു പോരായ്മ. എങ്കിലും നിരന്തര ശ്രമങ്ങളിലൂടെ ഇതിന്റെ ഉപയോഗം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സാധിച്ചു. ആയിരം അടിയോളം വരുന്ന എയർ ടൈറ്റ് ആയ ഒരു ഗ്ലാസ്സ് റൂമിൽ അമ്പത് ശതമാനത്തോളം ഓക്സിജൻ ഉള്ള വായു ലഭ്യമാക്കി ഓക്സിജൻ ലഭ്യമാക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങളും അക്കാലത്ത് നടന്നിരുന്നുവത്രേ. പക്ഷേ ഇതൊന്നും രോഗികളുടെ ശരീരത്തിന് ആവശ്യമായ ഓക്സിജൻ ലഭിക്കാൻ സഹായകമായിരുന്നില്ല. 1922-ൽ ഹാൽഡേൻ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച റസ്പിറേഷൻ എന്ന ഗ്രന്ഥവും 1928-ൽ ശ്വാസതടസ്സമുള്ളവരിൽ തെറാപ്യൂട്ടിക് ഓക്സിജന്റെ പ്രാധാന്യത്തെക്കുറിച്ച് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഗവേഷണപ്രബന്ധവും ഈ രംഗത്തെ തുടർമുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് പ്രചോദനമായി. കടുത്ത ശ്വാസതടസ്സമുള്ള ഒരാൾക്ക് ഇന്റർമിറ്റന്റ് രീതിയിൽ ഓക്സിജൻ നൽകുന്നത് ആഴത്തിൽ മുങ്ങിപ്പോയ ആളെ ഇടയ്ക്കിടെ മാത്രം ജലോപരിതലത്തിൽ എത്തിക്കുന്നതിനു സമമാണെന്നും ഇത് അപകടമാണെന്നും അദ്ദേഹം പ്രസ്താവിച്ചു. കണ്ടിന്യുസ് ഓക്സിജൻ തെറാപ്പിയുടെ പ്രാധാന്യത്തെക്കുറിച്ച് ഹാൽഡേൻ പ്രസ്താവിച്ച കാര്യങ്ങൾ അംഗീകരിക്കപ്പെടാൻ 1960 കൾ ആവേണ്ടി വന്നു. 1970 ൽ യു.എസ്സ് ഡോക്റ്ററായ തോമസ് പെറ്റി (Thomas petty) യുടെ പഠനങ്ങളും ചികിൽസാനുഭവവും കണ്ടിന്യൂസ് ഓക്സിജൻ തെറാപ്പിയുടെ പ്രാധാന്യത്തിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നതായിരുന്നു.

ഗുരുതര ശ്വാസകോശ രോഗികളിൽ ലോങ് ടേം ഓക്സിജൻ തെറപ്പിയുടെ (LTOT ) പ്രാധാന്യം ഊന്നിപ്പറഞ്ഞുകൊണ്ട് ആധുനിക രീതിയിലുള്ള ക്ലിനിക്കൽ ഓക്സിജൻ ഉപയോഗം സാധ്യമാക്കുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്കു വഹിച്ച യു.എസ് ഡോക്റ്ററാണ് ആൽവൻ ബറാക് (Dr Alvan Barach). ആംബുലൻസുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഓക്സിജൻ ഉപകരണങ്ങൾ അദ്ദേഹം രൂപകല്പന ചെയ്യുകയും അത്തരം ഓക്സിജൻ ബോട്ടിലുകൾ 1950-കളോടെ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങുകയും ചെയ്തു. ഏതാണ്ടിതേ സമയത്തു തന്നെ കോട്സ്, ഗിൽസൺ, പിയേർസ് എന്നീ ഡോക്റ്റർമാർ ഗുരുതര ശ്വാസകോശ പ്രശ്നങ്ങളുള്ള രോഗികളുടെ ചികിൽസയിൽ കൊണ്ടു നടക്കാവുന്ന കമ്പ്രസ്ഡ് ഓക്സിജൻ ഗ്യാസ് സിലിണ്ടറുകൾ ഉപയോഗിച്ചു തുടങ്ങി. 1970-കളോടെ വീടുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന മെഡിക്കൽ ഗ്രേഡ് ഓക്സിജൻ യൂണിറ്റുകളും ലഭ്യമായിത്തുടങ്ങി. എത്രയോ നാളുകൾ നീണ്ട ഗവേഷണങ്ങളുടെയും പഠനങ്ങളുടെയും ഫലമായാണ് പല കാരണങ്ങളാൽ ശ്വാസകോശത്തിനു സംഭവിക്കുന്ന തകരാറു മൂലം ശരീരത്തിൽ ഓക്സിജൻ തോതു കുറയുന്ന അവസ്ഥയിൽ രോഗികൾക്ക് നൽകേണ്ട മെഡിക്കൽ ഓക്സിജന്റെ ഗാഢത, പ്രവാഹ നിരക്ക്, മർദ്ദം എന്നിവ സംബന്ധിച്ച് സുരക്ഷിതമായ മാനദണ്ഡങ്ങളിലേക്ക് എത്തിച്ചേരാൻ സാധിച്ചത്. പലരും കരുതുന്നതുപോലെ 100 ശതമാനം ഓക്സിജൻ അല്ല മെഡിക്കൽ ഓക്സിജനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 100 ശതമാനം ഓക്സിജൻ ശ്വസിക്കുന്നത് അപകടകരവുമാണ്. സാധാരണയായി 94 മുതൽ 96 ശതമാനം വരെ ഓക്സിജനാണ് മെഡിക്കൽ ഓക്സിജനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

മെഡിക്കൽ ഓക്സിജന്റെ വ്യാവസായിക ഉല്പാദനത്തിനും സംഭരണത്തിനും നിലവിൽ പല മാർഗ്ഗങ്ങളുമുണ്ട്. അന്തരീക്ഷവായുവിൽ നിന്നും വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തിൽ ഓക്സിജൻ വേർതിരിച്ചെടുക്കാനുള്ള ഒരു പ്രധാന മാർഗ്ഗമാണ് അംശിക സ്വേദനം. ഇതിൽ ദ്രാവക രൂപത്തിൽ ലഭിക്കുന്ന ഓക്സിജനെ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളും വേപ്പറൈസറുകളുമൊക്കെ ഉപയോഗിച്ച് വാതകരൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റാൻ സാധിക്കും. പ്രത്യേകമായി ശുദ്ധീകരിച്ചു സിലിണ്ടറുകളിലാണ് മെഡിക്കൽ ഓക്സിജൻ നിറയ്ക്കുന്നത്. പ്രഷർ സ്വിങ് അഡ്‌സോർപ്ഷൻ പ്ലാന്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചും മെംബ്രെയ്ൻ ഫിറ്ററിങ് ടെക്നോളജി ഉപയോഗിച്ചും അന്തരീക്ഷ വായുവിൽ നിന്നും ഓക്സിജൻ ഉല്പാദനം സാധ്യമാണ്. ദ്രാവക ഓക്സിജന്റെ താപനില -183⁰C ആയതുകൊണ്ടു തന്നെ ദ്രാവക മെഡിക്കൽ ഓക്സിജൻ വിദൂര സ്ഥലങ്ങളിലേക്ക് കൊണ്ടു പോവാൻ ക്രയോജനിക് ടാങ്കുകളെയാണ് ആശ്രയിക്കുന്നത്. ആശുപത്രികളിൽ വലിയ തോതിൽ ദ്രാവക ഓക്സിജൻ സംഭരിച്ചു വയ്ക്കാനുള്ള ഒരു സംവിധാനമാണ് വാക്വം ഇൻസുലേറ്റഡ് ഇവാപ്പറേറ്റർ. ദ്രാവക ഓക്സിജനെ വാതകരൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റാൻ പ്രത്യേക വേപ്പറൈസറും സൂപ്പർ ഹീറ്റർ സംവിധാനങ്ങളുമൊക്കെ ഇതിലുണ്ട്. നിശ്ചിത മർദ്ദത്തിൽ ഓക്സിജൻ നിറച്ച ഓക്സ്ജൻ സിലിണ്ടറുകളാണ് രോഗികൾക്ക് ഓക്സിജൻ ലഭ്യമാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റൊരു സംവിധാനം. കൊണ്ടു നടക്കാവുന്നതും വൈദ്യുതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതുമായ ഓക്സിജൻ കോൺസൻട്രേറ്ററുകളും ലഭ്യമാണ്.