厲害的“人工肺”

趙言昌

ECMO是什么？

它名叫體外膜肺氧合，相當于機械肺，主要是給重癥心肺功能衰竭患者提供持續的體外呼吸與循環，被譽為重癥患者的“最后救命稻草”。這種神奇的設備是如何發明出來的呢？

ECMO的發明者叫約翰·吉本，出身于醫學世家。如果沿著父輩們的路走下去，他應該安穩地做一名醫生，可是意外總是先來。

1930年10月3號，27歲的吉本遇到一位患者，這位患者的膽囊有點問題必須切除。然而，切除膽囊后，患者體內出現了凝結的血塊，血塊隨著血液循環一路“跑”進肺里，像栓子一樣堵住了血管。

肺由無數細小的氣球一樣的肺泡組成，我們吸的每一口空氣都會沿著各級器官組成的通路進入這些“小氣球”，而它們會把其中的氧氣抓來送進血液里，使生命之火繼續燃燒。

以當時的醫療條件，要想救這位患者，必須進行手術，且手術速度得非常快。吉本的導師有一雙令人驚嘆的手，他在幾分鐘之內完成了切開血管、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、臉色鐵青卻無法呼吸的場景，吉本產生了一個離經叛道的想法：用機械做一個肺臟，幫助病人呼吸！所有人都以為吉本瘋了，朋友和導師都認為那樣行不通，勸他選擇一個安全的研究領域，但他忘不了那張渴望氧氣的臉，誰知道世間有多少這樣的患者等著緩解痛苦呢？

導師雖然不看好吉本的研究，卻盡自己所能為他找到了一個研究職位，讓他有了一間小實驗室。

1934年，在麻省總醫院的博芬奇大樓里，吉本和他當時的助手、后來的妻子開始了制造肺臟的“旅途”。

按照吉本的規劃，他們需要在動物身上做大量的試驗，一步步解決人工肺的問題，然后才能在人身上做進一步的驗證。

人工肺的原理其實并不復雜：把患者的血管切開，用導管將血液引出來，往血液內注入氧氣，讓血液中的二氧化碳釋放，再將血液送回患者體內，但是做起來卻很難——血液流出的速度太快，患者會死;氧氣注入的速度不夠，患者會死;血液凝結產生血栓或者存在氣泡導致空氣栓塞，患者會死……吉本抓住一切機會向別人求助，自己也不斷思考、不斷學習，把波士頓的二手商店逛了個遍，尋找便宜可用的物件。最終，他鼓搗出來的氧合器充滿了仿生學的智慧。

那是一個金屬圓筒，跟血管有點像，里面充滿了氧氣，好比是肺泡。血液從金屬圓筒上緩慢流過，依靠自由擴散釋放二氧化碳、融入氧氣。金屬圓筒的底部用來收集血液、對血液加熱，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年時間，從正式開始研究到制作出原型機，又花了1年。在試驗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。

沒過多久，第二次世界大戰爆發，吉本參軍，人工肺的試驗被迫中斷。幸運的是，在帶著上校軍銜回到學校后，吉本經人介紹認識了國際商業機器公司（IBM公司）的總裁，從這家公司帶回了一大批優秀的工程師。同時，美國國立衛生研究院從吉本的研究中看到希望，給了他一大筆研究經費。

有了人和錢后，吉本安心改進人工肺。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，將其垂直排列在充滿氧氣的箱子里。血液從患者體內流出來，沿著每片金屬絲網落下，緩緩流動，釋放二氧化碳，攝取氧氣，隨后被水泵驅使著為患者送去生的希望。

經過不斷改進，1953年5月6號，吉本終于用ECMO成功進行了一次人體手術。

吉本沒有靠ECMO賺一分錢，甚至沒有動過這個心思。1973年2月5日，他打網球時心臟病發作，永遠離開了這個世界，而他的發明卻留下了，一直在幫助最危重的患者。

（轉自蝌蚪五線譜）