Tidigare i år, det rapporterades att en astronaut i rymden hade utvecklat en potentiellt livshotande blodpropp i nacken. Detta behandlades framgångsrikt med medicin av läkare på jorden, undvika operation. Men med tanke på att rymdorganisationer och privata rymdflygbolag har förbundit sig att landa människor på Mars under de kommande decennierna, vi kanske inte har så tur nästa gång.

Kirurgiska nödsituationer är faktiskt en av de största utmaningarna när det gäller mänskliga rymdresor. Men under de senaste åren, rymdmedicinska forskare har kommit med ett antal idéer som kan hjälpa, från kirurgiska robotar till 3D-skrivare.

Mars är hela 54,6 miljoner kilometer (33,9 miljoner miles) från jorden, när som helst. I jämförelse, Internationella rymdorganisationen (ISS) kretsar bara 400 kilometer över jorden. För kirurgiska nödsituationer på ISS, proceduren är att stabilisera patienten och transportera dem tillbaka till jorden, med hjälp av telekommunikation i realtid. Detta kommer inte att fungera på Mars-uppdrag, där evakuering skulle ta månader eller år, och det kan finnas en latens i kommunikation på över tjugo minuter.

Samt avstånd, den extrema miljön som möter under transit till och på Mars inkluderar mikrogravitation, höga strålningsnivåer och en sluten tryckkabin eller dräkt. Detta är tufft för astronauternas kroppar och tar tid att vänja sig vid.

Vi vet redan att rymdresor förändrar astronauternas celler, blodtrycksreglering och hjärtprestanda. Det påverkar också kroppens vätskefördelning och försvagar dess skelett och muskler. Rymdresenärer kan också lättare utveckla infektioner. Så när det gäller lämplighet för operation, en skadad eller sjuk astronaut kommer redan att ha ett fysiologiskt underläge.

Men hur troligt är det att en astronaut faktiskt behöver opereras? För en besättning på sju personer, forskare uppskattar att det i genomsnitt kommer att inträffa en kirurgisk nödsituation vart 2,4:e år under ett Mars-uppdrag. De främsta orsakerna är skador, appendicit, gallblåsan inflammation eller cancer. Astronauter undersöks noggrant när de väljs ut, men kirurgiska nödsituationer kan inträffa hos friska människor och kan förvärras i den extrema miljön i rymden.

Flytande tarmar

Kirurgi i mikrogravitation är möjlig och har redan utförts, om än inte på människor än. Till exempel, astronauter har lyckats reparera råttsvansar och utföra laroskopi – ett minimalt invasivt kirurgiskt ingrepp som används för att undersöka och reparera organen inuti buken – på djur, medan den är i mikrogravitation.

Dessa operationer har lett till nya innovationer och förbättringar som magnetisering av kirurgiska verktyg så att de håller sig till bordet, och hålla tillbaka "kirurgen" också.

Ett problem var att under öppen operation, tarmarna flyter runt, skymmer sikten över det kirurgiska området. För att hantera detta, rymdresenärer bör välja minimalt invasiva kirurgiska tekniker, såsom nyckelhålskirurgi, förekommer helst i patientens inre hålrum genom små snitt med hjälp av en kamera och instrument.

En laroskopi utfördes nyligen på falska magar under en parabolisk "zero gravity"-flygning, med kirurger som framgångsrikt stämmer traumatisk blödning. Men de varnade för att det skulle vara psykiskt svårt att utföra en sådan procedur på en besättningsman.

Kroppsvätskor kommer också att bete sig annorlunda i rymden och på Mars. Blodet i våra ådror kan fastna på instrument på grund av ytspänning. Flytande droppar kan också bilda strömmar som kan begränsa kirurgens syn, vilket inte är idealiskt. Den cirkulerande luften i en sluten hytt kan också utgöra en infektionsrisk. Kirurgiska bubblor och blodavvisande kirurgiska verktyg kan vara lösningen.

Forskare har redan utvecklat och testat olika kirurgiska höljen i mikrogravitationsmiljöer. Till exempel, NASA utvärderade ett slutet system som består av ett kirurgiskt övertak av klar plast med armportar, syftar till att förhindra kontaminering.

När du kretsar eller slår sig ner på Mars, dock, vi skulle helst behöva en hypotetisk "traumapod", med strålskydd, kirurgiska robotar, avancerad livsuppehållande och begränsningar. Detta skulle vara en dedikerad modul med filtrerad lufttillförsel och en dator för att hjälpa till vid diagnos och behandling.

Robotar och 3D-utskrift

De operationer som hittills genomförts i rymden har visat att en stor mängd stödutrustning är nödvändig. Detta är en lyx som besättningen kanske inte har på en jungfruresa till Mars. Du kan inte ta mycket utrustning på en raket. Det har därför föreslagits att en 3-D-skrivare skulle kunna använda material från själva Mars för att utveckla kirurgiska verktyg.

Verktyg som har 3D-utskrivits har testats framgångsrikt av besättning utan tidigare kirurgisk erfarenhet, utföra en uppgift som liknar kirurgi helt enkelt genom att skära och sy material (snarare än en kropp). Det fanns ingen väsentlig skillnad i tid till färdigställande med 3-D-tryckta instrument som handduksklämmor, skalpellhandtag och tandad pincett.

Robotkirurgi är ett annat alternativ som har använts rutinmässigt på jorden, och testade för planetariska utflykter. Under NEEMO 7, en serie uppdrag i undervattensmiljön Aquarius i Florida Keys av NASA, operation av en robot kontrollerad från ett annat labb användes framgångsrikt för att avlägsna en falsk gallblåsa och njursten från en falsk kropp. Dock, fördröjningen i kommunikationen i rymden kommer att göra fjärrkontrollen till ett problem. Helst kirurgiska robotar skulle behöva vara autonoma.

Det finns en mängd forskning och förberedelser för en eventuell händelse av en kirurgisk nödsituation under ett Mars-uppdrag, men det finns många okända, speciellt när det gäller diagnostik och anestesi. I sista hand, förebyggande är bättre än operation. Så att välja frisk besättning och utveckla de tekniska lösningar som behövs för att skydda dem kommer att vara avgörande.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.