厲害的“人工肺”

趙言昌

ECMO是什么？

它名叫體外膜肺氧合，相當(dāng)于機(jī)械肺，主要是給重癥心肺功能衰竭患者提供持續(xù)的體外呼吸與循環(huán)，被譽(yù)為重癥患者的“最后救命稻草”。這種神奇的設(shè)備是如何發(fā)明出來(lái)的呢？

ECMO的發(fā)明者叫約翰·吉本，出身于醫(yī)學(xué)世家。如果沿著父輩們的路走下去，他應(yīng)該安穩(wěn)地做一名醫(yī)生，可是意外總是先來(lái)。

1930年10月3號(hào)，27歲的吉本遇到一位患者，這位患者的膽囊有點(diǎn)問(wèn)題必須切除。然而，切除膽囊后，患者體內(nèi)出現(xiàn)了凝結(jié)的血塊，血塊隨著血液循環(huán)一路“跑”進(jìn)肺里，像栓子一樣堵住了血管。

肺由無(wú)數(shù)細(xì)小的氣球一樣的肺泡組成，我們吸的每一口空氣都會(huì)沿著各級(jí)器官組成的通路進(jìn)入這些“小氣球”，而它們會(huì)把其中的氧氣抓來(lái)送進(jìn)血液里，使生命之火繼續(xù)燃燒。

以當(dāng)時(shí)的醫(yī)療條件，要想救這位患者，必須進(jìn)行手術(shù)，且手術(shù)速度得非?？?。吉本的導(dǎo)師有一雙令人驚嘆的手，他在幾分鐘之內(nèi)完成了切開(kāi)血管、取出血栓、縫合血管等操作，然而患者還是死了。

回想起那位患者劇烈掙扎、臉色鐵青卻無(wú)法呼吸的場(chǎng)景，吉本產(chǎn)生了一個(gè)離經(jīng)叛道的想法：用機(jī)械做一個(gè)肺臟，幫助病人呼吸！所有人都以為吉本瘋了，朋友和導(dǎo)師都認(rèn)為那樣行不通，勸他選擇一個(gè)安全的研究領(lǐng)域，但他忘不了那張渴望氧氣的臉，誰(shuí)知道世間有多少這樣的患者等著緩解痛苦呢？

導(dǎo)師雖然不看好吉本的研究，卻盡自己所能為他找到了一個(gè)研究職位，讓他有了一間小實(shí)驗(yàn)室。

1934年，在麻省總醫(yī)院的博芬奇大樓里，吉本和他當(dāng)時(shí)的助手、后來(lái)的妻子開(kāi)始了制造肺臟的“旅途”。

按照吉本的規(guī)劃，他們需要在動(dòng)物身上做大量的試驗(yàn)，一步步解決人工肺的問(wèn)題，然后才能在人身上做進(jìn)一步的驗(yàn)證。

人工肺的原理其實(shí)并不復(fù)雜：把患者的血管切開(kāi)，用導(dǎo)管將血液引出來(lái)，往血液內(nèi)注入氧氣，讓血液中的二氧化碳釋放，再將血液送回患者體內(nèi)，但是做起來(lái)卻很難——血液流出的速度太快，患者會(huì)死;氧氣注入的速度不夠，患者會(huì)死;血液凝結(jié)產(chǎn)生血栓或者存在氣泡導(dǎo)致空氣栓塞，患者會(huì)死……吉本抓住一切機(jī)會(huì)向別人求助，自己也不斷思考、不斷學(xué)習(xí)，把波士頓的二手商店逛了個(gè)遍，尋找便宜可用的物件。最終，他鼓搗出來(lái)的氧合器充滿了仿生學(xué)的智慧。

那是一個(gè)金屬圓筒，跟血管有點(diǎn)像，里面充滿了氧氣，好比是肺泡。血液從金屬圓筒上緩慢流過(guò)，依靠自由擴(kuò)散釋放二氧化碳、融入氧氣。金屬圓筒的底部用來(lái)收集血液、對(duì)血液加熱，連同后面的水泵起著心臟的作用。

從萌生人工肺的想法到制定可行的方案，吉本花了4年時(shí)間，從正式開(kāi)始研究到制作出原型機(jī)，又花了1年。在試驗(yàn)了不知道多少只流浪貓后，1935年，吉本終于完成了一次成功的試驗(yàn)。

沒(méi)過(guò)多久，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，吉本參軍，人工肺的試驗(yàn)被迫中斷。幸運(yùn)的是，在帶著上校軍銜回到學(xué)校后，吉本經(jīng)人介紹認(rèn)識(shí)了國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM公司）的總裁，從這家公司帶回了一大批優(yōu)秀的工程師。同時(shí)，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院從吉本的研究中看到希望，給了他一大筆研究經(jīng)費(fèi)。

有了人和錢(qián)后，吉本安心改進(jìn)人工肺。和貓相比，人需要的氧氣要多得多，要想把人工肺用在人身上，必須設(shè)法提高氧氣注入的效率。那怎么提高氧氣注入的效率呢？

吉本制作了許多金屬絲網(wǎng)，將其垂直排列在充滿氧氣的箱子里。血液從患者體內(nèi)流出來(lái)，沿著每片金屬絲網(wǎng)落下，緩緩流動(dòng)，釋放二氧化碳，攝取氧氣，隨后被水泵驅(qū)使著為患者送去生的希望。

經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，1953年5月6號(hào)，吉本終于用ECMO成功進(jìn)行了一次人體手術(shù)。

吉本沒(méi)有靠ECMO賺一分錢(qián)，甚至沒(méi)有動(dòng)過(guò)這個(gè)心思。1973年2月5日，他打網(wǎng)球時(shí)心臟病發(fā)作，永遠(yuǎn)離開(kāi)了這個(gè)世界，而他的發(fā)明卻留下了，一直在幫助最危重的患者。

（轉(zhuǎn)自蝌蚪五線譜）