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從《哈利波特》的尖叫植物認識麻醉史!——《奇怪的生物知識增加了》

聚光文創_96
・2021/10/09 ・1915字 ・閱讀時間約 3 分鐘

  • 作者/蘇仁福、曾明騰
  • 繪者/Oliver Wei、卡斯威爾

藥到命除

麻醉用的藥物其實自古就有,例如:酒精、曼德拉草(Mandragora)、天仙子、大麻、鴉片等等,有些醫師為了減輕病人的疼痛,甚至連催眠也用上了。

酒精的麻醉歷史最為古老,據說西元前三千年,人們就已經開始將酒精運用於麻醉之上。

除了酒精,鴉片的歷史也同樣淵源流長。

西元一五〇到二〇〇年,希臘軍醫迪奧斯科里德斯(Pedanius Dioscorides),則是不做選擇兩種都要,他使用的正是在《哈利波特》中擔任解藥一角的曼德拉草。

《哈利波特》中的「魔蘋果」(即為曼德拉草)是喜怒無常的人形植物,尖叫聲極為致命。圖/GIPHY

迪奧斯科里德斯的麻醉配方,是以紅酒燉煮曼德拉草的根部,讓病人在進行截肢手術之前喝下,目的是為了使病人陷入沉睡並幫助止痛;他也是第一位使用麻醉(Anesthesia)這個術語的人。

在越過海洋的遙遠東方,同時期的華佗,則成為醫學史上第一位使用麻醉藥——也就是鼎鼎大名的「麻沸散」——來進行外科手術的醫師。

可惜的是,無論東方西方,這些麻醉藥物的處方並沒有流傳下來,湮沒在歷史之中;幾個世紀之後,回教世界的醫生又轉身投入各種草藥的懷抱,並且藉此來為病患止痛。

這些草藥不僅劑量難以控制,止痛的效果也同樣需要打上問號。許多病人不是在手術途中,因為疼痛而呼天搶地,就是悲傷的陷入長眠,從此一睡不醒。

圖/聚光文創提供

別擔心,在現代的手術中,這些難以預期的草藥已經不再被人們使用;然而在那個遙遠的年代,強壯的助手依然是外科手術的必備要素。

如果你想問,在沒有麻醉的手術臺上,該如何處理疼痛問題?當然是忍啊!忍無可忍,就繼續再忍!畢竟,那個年代可沒有安心亞能幫你呼呼。

英國研究、美國取樂

「乙醚」的發現,無異是麻醉史上最重要的第一步。

這個玩意兒來自於十三世紀一位煉金術士的配方,因為其味甘甘,當時還被取名為「甜礬」。一直到十七世紀,一位來自瑞士的醫生(同時也是煉金術師)──帕拉塞爾蘇斯(Paracelsus)才發現,這傢伙除了甜,居然還具備著令人意外的止痛效果。

只可惜,身為內科醫師的帕拉塞爾蘇斯和外科手術臺不熟,因此沒能發揮乙醚的鎮痛專才。

被稱為「笑氣」的氧化亞氮(Nitrous Oxide, N2O),則為麻醉史取得另一項重大的進展。

一七二二年,英國化學家普利斯特利(Joseph Priestley)首先發現了這種氣體;一八〇〇年,同為英國化學家的戴維(Humphrey Davy)則經由觀察得知,這款氣體可以讓吸入它的人感到十分愉快,並且興奮的捧腹大笑,他因此將它稱為「笑氣」。

之後,戴維更進一步的發現(這其實是他親自吸入後的心得),笑氣,居然也可以舒緩牙痛!再之後,戴維的助手法拉第也發現,吸入乙醚和吸入氧化亞氮的效果差不多,都能夠舒緩疼痛。

無論是乙醚還是笑氣,即便它們的止痛效果在十八世紀已逐漸為人所知,依然要等到十九世紀的中期,才真正被人們當作麻醉劑使用。

戴維的笑氣實驗。圖/聚光文創提供

散播歡樂的笑氣,在傳入大西洋對岸的美國之後,成為一種超時髦的取樂方法。

除了用以享樂,當時還有兩種醫生,對笑氣的麻醉效果深感興趣。一種是需要進行深度全身麻醉的外科醫師,至於另外一種,則是需要進行局部麻醉的牙醫師們。

當時的美國醫學院與牙醫學院的醫學生們,甚至會不定時的舉辦「乙醚狂歡會」與「笑氣派對」,號稱吸了之後,恐怖感↓ 愉悅感↑,連大腦都在顫抖抖抖抖抖。

一八四二年,一位參加過「乙醚狂歡會」的學生根據自身經驗,向他的牙醫波普(Eljia Pope)提出建議,認為乙醚或許可以幫助需要拔牙的病患來消除疼痛。

波普真的採納了這個建議,將乙醚使用在一位需要拔牙的女病患身上,這名女病患,因此成為史上第一位經歷「無痛拔牙」的患者。

說起來,無痛拔牙可真是個好東西,時至今日,因為醫學技術的進步與麻醉的普及,(成年的)病人也因此技術,不再視拔牙為畏途(應該吧)。

——本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

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聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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「來點海洛因止咳糖漿?」:過去化學合成的進步,今日藥物成癮的危機?——《食藥史》
聯經出版_96
・2022/09/06 ・2005字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

海洛因是半天然產物,是用嗎啡製造出來的,而嗎啡是鴉片的天然生物鹼,它也是半合成產物,是操弄天然物質的分子結構、增減原子而來,是所謂的「半合成」鴉片類藥物

海洛因為我國一級毒品,大家千萬不要嘗試。圖/envato.elements

現今多種止痛藥,都是鴉片的子孫!

一九○○年以後,很多實驗室追隨拜耳製造海洛因的腳步,製造自己的半合成藥物。它們從鴉片的生物鹼入手,比如嗎啡、可待因、蒂巴因等,想找出藥效的根源。

這些化學物質不容易研究,以嗎啡為例,它的結構相當複雜,由五個原子環連結而成。有些科學家設法分離出最小的活性成分,拆解成碎片,尋找這些分子的核心。接著他們擺布那些碎片,替換不同的原子,添加支鏈,讓它們變成半合成產物。

第一次世界大戰前後,化學家繼續尋找非成癮性止痛劑聖杯,製造並試驗數以百計的半合成製品,其中有極少數順利上市,有些甚至非常成功。

20世紀,拜耳在藥局張貼的廣告。 圖/wikipedia

一九二○年,有人用可待因製造出氫可酮(hydrocodone),這種物質與乙醯胺酚(acetaminophen)混合後,就成為如今的止痛藥維可汀(Vicodin)。以類似方法操作嗎啡,就會得到氫嗎啡酮(hydromorphone),這款藥物在一九二四年取得專利,如今仍在使用,商品名是第勞第德(Dilaudid)。

一九一六年,化學家改造可待因,製造出氧可酮(oxycodone),這是一種藥效極強的半合成藥物,是波賽考特止痛劑(Percocet)的主要成分,緩釋型麻醉止痛藥奧施康定(OxyContin)裡也有它邪惡的身影。這些半合成鴉片類藥物都是有效的止痛劑,都能讓使用者精神恍惚,也都有成癮性。

也有化學家找出藥效驚人的成品,比如一九六○年,有個蘇格蘭研究團隊製造出一種又一種新型蒂巴因(也是鴉片的天然生物鹼)。有一天研究人員拿起實驗室工作台上的玻璃棒攪拌幾杯茶,幾分鐘後,喝了茶的幾名研究人員全都倒下,昏迷不醒。原來玻璃棒沾上他們正在研究的物質,這是一種超級半合成藥劑,效力比嗎啡強上數千倍。這種藥劑後來以止動劑(Immobilon)商標上市,用在飛鏢上麻醉大象和犀牛。

塗有止動劑的飛鏢,可以用來麻醉大象、犀牛和……。 圖/IMDb

科技帶來的隱憂:奧施康定濫用問題

半合成奧施康定(俗稱奧克西、棉花、踢客、豆子和土海洛因)已經是鴉片類藥物的今日嬌客,經常登上報紙頭條。全世界 80% 的供應量都銷往美國。

它成功地將鴉片類藥物成癮問題,從鬧區街頭推向美國的中部小鎮。它無所不在,使用者遍布所有階層,以鄉村地區的貧窮白種人為主。

過去一個世紀以來,醫藥的進步延長全人類平均壽命,這個族群卻反向降低,主要原因正是奧施康定過量(與酒精和其他鴉片類藥物混用時極易發生),以及吞奧施康定自殺。

奧施康定為什麼這麼普遍,這方面的資訊非常豐富,只要看看新聞就知道。一百七十年前中國之所以淪為成癮國度、一八八○年代嗎啡之所以變成美國國家醜聞、一九五○年代海洛因之所以是最醜惡的藥物,問題的核心跟目前的奧施康定風波一樣,因為它們是鴉片類藥物

鴉片類藥物背後都有嚴重成癮問題。 圖/elements.envato

而每一種鴉片類藥物都非常容易成癮,沒有例外。

經過數十年的努力和數不清的失敗,半合成這條路始終沒有通往那個非成癮的神奇化學物質。於是研究人員採取下一步,尋找不同的方法。他們要的不是以嗎啡、可待因或任何屬於鴉片成分為基礎的藥物,而是某種全新的東西,某種結構完全不同、純粹合成的藥物。

不可思議的是,他們確實找到幾種。這些新合成藥品之中效力最強的,比如吩坦尼(fentanyl)和卡吩坦尼(carfentanil),止痛效果不只跟嗎啡一樣強,甚至可能強上數百倍。只是這些藥物同樣容易上癮,無一例外。

——本文摘自《食藥史:從快樂草到數位藥丸,塑造人類歷史與當代醫療的藥物事典》,2022 年 8 月,聯經出版

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聯經出版公司創立於1974年5月4日,是一個綜合性的出版公司,為聯合報系關係企業之一。 三十多年來已經累積了近六千餘種圖書, 範圍包括人文、社會科學、科技以及小說、藝術、傳記、商業、工具書、保健、旅遊、兒童讀物等。

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人體就像保麗龍一樣難切?電燒刀的設計思維
Unmet Needs 臨床工程專欄_96
・2020/03/30 ・1838字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 作者/蕭精誠

不知各位小時候有沒有用一般的刀子切過保麗龍呢?

想當初小編因為這樣做而被臭罵了一頓呢~後來長大以後才知道,原來切保麗龍應該要用可以加熱的保麗龍切割刀,只要用對刀具,就可以輕輕鬆鬆地切出漂亮的切口。

你知道嗎?同樣的原理搬到人體身上也適用哦!究竟是怎麼回事呢?讓我們來一探究竟!

用普通的刀子切保麗龍可是無法順利切割平整的喔!圖/GIPHY

外科手術,無法或缺的刀具

外科手術,講白了就是把人打開,把有病的部分喬一喬再放回去,因此「刀」成為手術過程中必要的存在。

人類早在幾千年前就開始進行外科手術,最早在石器時代,先人們便使用黑曜石製成的刀具進行手術。到了古羅馬時期,專門為進行外科手術的青銅製手術刀出現。從此,金屬手術刀便成為外科的代表,直至今日,手術室內仍可見到它的身影。

羅馬時期的手術用具,長得像刑具一樣。圖/wiki commons

然而,手術刀的使用相當看重使用者的技術及刀片的鋒利程度,若沒有漂亮的切口,便會造成傷口周遭的結締組織過度增生,造成在同部位執行第二次手術的困難度增加;另一個棘手的難題則是如果患部附近有小血管經過,或是因意外造成的出血狀況,都是傳統施術者需要克服的難題。

即使醫師手藝精湛,金屬刀具仍然會有傷口感染的風險。

既然如此,有沒有可能做出一種刀具,能讓任何人都可以輕鬆的切出漂亮的開口,既可以有效解決出血問題,還可以降低感染的可能呢?

金屬手術刀這麼不可靠,來把電燒刀吧

答案當然是肯定的!其實答案就是今天的主角「電燒刀」,而且做法還跟保麗龍刀的作法很類似,就是加熱就對了!

早在幾十萬年前人類就發現加熱過的細胞會讓性質改變(其實就是變好吃啦):

  • 當細胞被加熱至 60°C~95°C 時,會產生蛋白變性及脫水(就像是雞蛋變熟,而且煮一煮會縮水)。
  • 加熱至 100°C 會讓水沸騰,導致細胞破裂,達到殺菌的效果。
  • 當溫度來至 200°C 則時會使細胞碳化(也就是操揮搭,燒焦了)。

別小看這些古人的智慧哦,電燒刀就是利用電能產生熱,讓細胞達到高溫!

  • 當細胞被加熱至 60°C~95°C 時,可使蛋白變性,達到結紮血管的目的。
  • 加熱至 100°C 則可使細胞破裂,達到切割的目的。
  • 當溫度達到 200°C 時則可以快速且大面積的止血。
溫度(°C) 對細胞造成的影響 應用於人體的作用
60-95 蛋白質變性與脫水 血管結紮
100 細胞破裂 組織切割
200 部份有機碳化 快速止血

講到這裡應該有些讀者們應該要喊痛了吧,又是電流又是加熱的,這樣的東西真的可以運用在人體身上嗎?

電燒刀的技術特點

不用擔心,雖然這些問題的確困擾了工程師很久,但在多年的實驗與改良之下,電燒刀所使用的是交流電,頻率落在 300KHz~600KHz 之間。這段頻率既不會太低造成肌肉與神經去極化,致使患者的肌肉跳動甚至是影響到心臟功能;也不會太高造成能量散射,對其他周邊組織造成不必要的危害。甚至針對切割與止血,工程師們都設計了不同的電流波形來最佳化效果。

放心吧,電燒刀並不會造成不必要的危害。圖/Vidal Balielo Jr.@Pexels

電燒刀的概念在 19 世紀末提出,並在 20 世紀推廣至全世界,如今,不論是何種手術,電燒刀儼然是刀房內的必備工具。孔子曰:「工欲善其事,必先利其器。」有了電燒刀的幫忙,任何新手都可以輕鬆切出漂亮的開口,甚至還能夠解決困擾醫師們幾百年的出血問題。

好的工具,就是要降低使用者的門檻,讓以往需要花很多時間練習的技巧被取代,讓工具做工具該做的事,讓人類做人類該做的事。

實際上,手術用刀具還有很多種,光是電燒刀的原理就有分單極電燒雙極電燒,除此之外,超音波刀、伽馬刀、熱熔切等都是近年來發展出來的常見刀具,而本篇只是針對常見的電燒刀對其做些粗淺的介紹。

希望讀者們可以了解到其實切割人體不一定需要刀片,掌握好人體細胞的特性,動手術也可以像熱刀切奶油一樣。

本文轉載自:Unmet Needs 臨床工程專欄 人體就像保麗龍?電燒刀的設計思維

「臨床工程專欄」希望從醫工的角度出發,與讀者分享醫材開發背後的巧思。藉由介紹醫材設計的觀點、開發醫材的經驗分享,與整理相關的知識資源,讓大家得知,醫材開發,有跡可循。

Unmet Needs 臨床工程專欄_96
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從《哈利波特》的尖叫植物認識麻醉史!——《奇怪的生物知識增加了》
聚光文創_96
・2021/10/09 ・1915字 ・閱讀時間約 3 分鐘

  • 作者/蘇仁福、曾明騰
  • 繪者/Oliver Wei、卡斯威爾

藥到命除

麻醉用的藥物其實自古就有,例如:酒精、曼德拉草(Mandragora)、天仙子、大麻、鴉片等等,有些醫師為了減輕病人的疼痛,甚至連催眠也用上了。

酒精的麻醉歷史最為古老,據說西元前三千年,人們就已經開始將酒精運用於麻醉之上。

除了酒精,鴉片的歷史也同樣淵源流長。

西元一五〇到二〇〇年,希臘軍醫迪奧斯科里德斯(Pedanius Dioscorides),則是不做選擇兩種都要,他使用的正是在《哈利波特》中擔任解藥一角的曼德拉草。

《哈利波特》中的「魔蘋果」(即為曼德拉草)是喜怒無常的人形植物,尖叫聲極為致命。圖/GIPHY

迪奧斯科里德斯的麻醉配方,是以紅酒燉煮曼德拉草的根部,讓病人在進行截肢手術之前喝下,目的是為了使病人陷入沉睡並幫助止痛;他也是第一位使用麻醉(Anesthesia)這個術語的人。

在越過海洋的遙遠東方,同時期的華佗,則成為醫學史上第一位使用麻醉藥——也就是鼎鼎大名的「麻沸散」——來進行外科手術的醫師。

可惜的是,無論東方西方,這些麻醉藥物的處方並沒有流傳下來,湮沒在歷史之中;幾個世紀之後,回教世界的醫生又轉身投入各種草藥的懷抱,並且藉此來為病患止痛。

這些草藥不僅劑量難以控制,止痛的效果也同樣需要打上問號。許多病人不是在手術途中,因為疼痛而呼天搶地,就是悲傷的陷入長眠,從此一睡不醒。

圖/聚光文創提供

別擔心,在現代的手術中,這些難以預期的草藥已經不再被人們使用;然而在那個遙遠的年代,強壯的助手依然是外科手術的必備要素。

如果你想問,在沒有麻醉的手術臺上,該如何處理疼痛問題?當然是忍啊!忍無可忍,就繼續再忍!畢竟,那個年代可沒有安心亞能幫你呼呼。

英國研究、美國取樂

「乙醚」的發現,無異是麻醉史上最重要的第一步。

這個玩意兒來自於十三世紀一位煉金術士的配方,因為其味甘甘,當時還被取名為「甜礬」。一直到十七世紀,一位來自瑞士的醫生(同時也是煉金術師)──帕拉塞爾蘇斯(Paracelsus)才發現,這傢伙除了甜,居然還具備著令人意外的止痛效果。

只可惜,身為內科醫師的帕拉塞爾蘇斯和外科手術臺不熟,因此沒能發揮乙醚的鎮痛專才。

被稱為「笑氣」的氧化亞氮(Nitrous Oxide, N2O),則為麻醉史取得另一項重大的進展。

一七二二年,英國化學家普利斯特利(Joseph Priestley)首先發現了這種氣體;一八〇〇年,同為英國化學家的戴維(Humphrey Davy)則經由觀察得知,這款氣體可以讓吸入它的人感到十分愉快,並且興奮的捧腹大笑,他因此將它稱為「笑氣」。

之後,戴維更進一步的發現(這其實是他親自吸入後的心得),笑氣,居然也可以舒緩牙痛!再之後,戴維的助手法拉第也發現,吸入乙醚和吸入氧化亞氮的效果差不多,都能夠舒緩疼痛。

無論是乙醚還是笑氣,即便它們的止痛效果在十八世紀已逐漸為人所知,依然要等到十九世紀的中期,才真正被人們當作麻醉劑使用。

戴維的笑氣實驗。圖/聚光文創提供

散播歡樂的笑氣,在傳入大西洋對岸的美國之後,成為一種超時髦的取樂方法。

除了用以享樂,當時還有兩種醫生,對笑氣的麻醉效果深感興趣。一種是需要進行深度全身麻醉的外科醫師,至於另外一種,則是需要進行局部麻醉的牙醫師們。

當時的美國醫學院與牙醫學院的醫學生們,甚至會不定時的舉辦「乙醚狂歡會」與「笑氣派對」,號稱吸了之後,恐怖感↓ 愉悅感↑,連大腦都在顫抖抖抖抖抖。

一八四二年,一位參加過「乙醚狂歡會」的學生根據自身經驗,向他的牙醫波普(Eljia Pope)提出建議,認為乙醚或許可以幫助需要拔牙的病患來消除疼痛。

波普真的採納了這個建議,將乙醚使用在一位需要拔牙的女病患身上,這名女病患,因此成為史上第一位經歷「無痛拔牙」的患者。

說起來,無痛拔牙可真是個好東西,時至今日,因為醫學技術的進步與麻醉的普及,(成年的)病人也因此技術,不再視拔牙為畏途(應該吧)。

——本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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心跳暫時停止:第一台心肺機的誕生(上)——《心臟的故事》
究竟出版
・2020/03/30 ・3188字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 作者/桑迪普.裘哈爾(Sandeep Jauhar);譯者/陳信宏

編按:美國外科醫生吉本(John Heysham Gibbon),由於構想出「心肺機」而聞名於世,他對於體外循環的研究成果更是徹底改變了二十世紀的外科手術,但其實年輕時的他並不是那麼堅定地想當醫生。就讓我們一起來看看他的研究之路!

吉本在費城傑佛遜醫學院的第一年課程要結束時,曾考慮放棄醫學而成為一名作家,因為寫作是他就讀普林斯頓大學期間一直懷抱於心中的熱情。

吉本的父親是個很實際的人,建議他取得醫學學位,原因是他不會「拿到學位就導致文筆變差」(這種忠告聽起來很熟悉)。於是,吉本堅持了下來,而在三年後的 1927 年取得醫學博士學位。

體外循環,真有可能?

他在波士頓城市醫院實習的時候,開始思索「體外循環」的概念。

一天晚上,他的研究導師愛德華.邱吉爾(Edward Churchill)交代他監控一名命在旦夕的年輕女子,原因是那名女子接受了普通的膽囊手術後,出現了巨大的肺部血塊。

愛德華知道,如果進行肺動脈血栓去除手術(pulmonary embolectomy),也就是切開充滿血的肺動脈取出血塊,幾乎可以確定必然會造成致命性的出血。不過,隔離心臟以避免失血也不可行;沒有氧氣供給,大腦在短短幾分鐘內就會遭受永久傷害。

圖/pixabay

肺動脈血栓去除手術是由德國外科醫師特倫德倫堡(Friedrich Trendelenburg)在 1908 年所發明的,但他的病患都沒有存活下來。「我們在診所進行了十二次這種手術。」他在 1912 年時如此感嘆,「我的助手進行的次數比我還多,但沒有一次成功。」

與特倫德倫堡同時代的瑞典外科醫師奈斯特隆(Gunnar Nyström)注意到這項可怕的死亡率,指出:「我們的準則是,只有在人力可以判斷的範圍內,認定病患已完全沒有活命機會,才會施行手術。」

面對這種外科手術上的兩難,愛德華因此猶豫不決。血塊也許會自行溶解,也有可能碎裂而流入較小的動脈分支。說不定肺部其他區域的通氣量會出現補償性的增加。他指示吉本,在病患的狀況惡化至極度虛弱、瀕臨死亡的時候通知他,因為屆時他就有充分的理由可以進行這種孤注一擲的手術。

第二天一早,隨著病患因血壓遽降而變得毫無知覺,吉本通知了愛德華。那名女子隨即被推往手術室,卻在手術檯上斷氣。

吉本雖是個不苟言笑的研究者,用起移液滴管比與人相處還要自在,但他卻為了那名年輕女子落淚。同時,她的死也令他靈光乍現。

他曾在 1970 年時提到:

「在那個漫長的夜晚,無能為力地看著那名病患掙扎活命,血液的顏色卻越來越深,靜脈也逐漸擴張,我因此自然而然地想到,如果能從病患腫脹的靜脈中持續取出部分藍色血液,為其注入氧氣,並讓其中的二氧化碳逸出,再把這些恢復紅色的血液持續注入病患的動脈,那麼我們說不定能救回她的性命。這麼一來,我們即可繞過造成阻礙的血栓,而在病患的體外分攤心臟與肺臟的部分工作。」

靈光乍現之後,投入一切心力進行研究

雖然眾人不看好,卻還是堅持研究。圖/GIPHY

基本上,吉本與他的助理(也是他的妻子)瑪麗.霍普金森(Mary Hopkinson)可說是將他們接下來的職涯完全投入於這項目標。吉本所有的指導者都勸阻他,認為他的大志應當用來追求風險較低的計畫。愛德華也不看好吉本提議的研究。

那時候的醫學院和現在一樣,都不贊同為了宏大的理念而投注大量時間與金錢的做法。在一個不發表論文就完蛋的世界裡,你必須讓自己的名字經常出現在頂尖期刊上。

吉本的指導者建議他聚焦於迭代問題,這種問題的解決方法也許會調整既有的典範,但不會試圖取代。不過吉本異常頑固,就算以醫療科學家而言也是如此。他不顧一切繼續前進的結果,是將三十年的學術生涯投注於一個重大構想,而這個構想也永久改變了醫學。

研發心肺機,需解決的是工程問題

吉本面對的是個工程問題:如何從體內抽出血液,輸送到一個由金屬與塑膠製成的機器裡充氧,又不至於形成血塊,然後再把這些血液在不產生氣泡的情況下打回體內,以便滋養維生器官。

為了解決這個問題,他需要動物。

感謝當年流浪貓的犧牲????。圖/GIPHY

初期的實驗對象都是流浪貓,是他和瑪麗用鮪魚及粗麻布袋從波士頓街道抓來的。因為實驗需要幾個小時準備,所以都得一大早就到實驗室。

他們會麻醉一隻貓、切開牠的氣管,再把牠連接於一部人工呼吸器。到了下午三點左右,他們就會開始進行主要步驟:抽出那隻貓的血液,在心臟停止跳動的期間讓那些血液循環至一部機器,再打回牠的體內以維持生命。

經過多次試誤後,他們終於確認採取這樣的架構:

  • 藉著阻斷主靜脈與主動脈,把心臟隔離於循環系統外,再以每分鐘約 175 毫升的速率,從頭部的一條靜脈抽血。
  • 接著,讓這些血液在接近純氧的環境下,縷縷流過一只旋轉著的金屬圓筒,好讓血液藉由擴散作用吸收氧氣並排除二氧化碳。
  • 最後在圓筒底部將這些血液收集起來並加溫後,透過吉本在醫院附近一家二手商店用幾美元買來的一部空氣泵,輸回貓腿上的一條動脈。

瑪麗後來指出:「只要我們覺得那隻貓承受得了,或裝置沒有出問題,我們就會繼續用止血鉗完全夾住肺動脈,可是會出錯的東西實在是多得數不清。」

如同吉本所描述的,他們的機器由「金屬、玻璃、電動馬達、水槽、電動開關、電磁鐵等等組裝而成⋯⋯整個看起來就像某種複雜過頭的荒謬機器」。這部機器經過無數次的改進,最後發展到和平臺鋼琴一樣大。雖然它看起來不怎麼優雅,卻的確有效。

到了 1930 年代末期,吉本已能為貓狗維持生命達數小時之久,而且最重要的是,還能讓那些動物在機器關閉後重新恢復心肺功能。1939 年,吉本在一篇論文中發表他的研究成果,標題為〈在實驗性閉塞肺動脈期間維持實驗對象的生命,並使其於事後存活下來〉。

他後來寫道:

「我永遠不會忘記那一天,我們將止血鉗徹底夾緊,完全阻塞肺動脈,在體外血液迴路的運作下,維持動物的血壓穩定不變。太太和我張臂互擁,在實驗室裡手舞足蹈,一面歡笑,一面高聲叫好。」

接著又指出:

「知道現在世界各地每天都有(心臟)手術進行,雖然令我和其他人深感滿足,但在我人生中,卻沒有別的事物比得上那天,和瑪麗在麻州總醫院那幢老布芬奇大樓實驗室裡共舞帶來的狂喜和欣悅。」

不過,人類比貓咪大得多;人類的血量約是貓的八倍。於是,吉本開始思考要怎麼修改他的機器好供人類使用。

戰爭結束後,重返研究崗位

他的研究一度中斷,原因是他在 1941 至 1945 年間受徵召,前往太平洋戰場擔任外科創傷醫師。

圖/pixabay

戰爭結束後,吉本回到他的研究計畫,但這時仍有不少重大問題需要解決。

  • 血球會被幫浦打碎,蛋白質、纖維蛋白、脂肪與氣體粒子會對維生器官造成傷害。
  • 當然,他也必須以更大的機器處理人類更多的血量,不再是汽水罐,而是牛奶桶。

為了解決這些問題,吉本向 IBM 公司求助,剛好該公司的董事長湯瑪斯.華生(Thomas Watson)是他一名學生的岳父。在 IBM 工程師的協助下,吉本改良了機器:增設濾網以過濾血塊、加大充氧器,並納入特殊的滾軸式幫浦。

第二次世界大戰後,從事這類研究的時機已然成熟,當時不論是電腦、核子科技與太空探索等領域,都陸續展開大規模的公私計畫。吉本的團隊善用這個政治環境,將 30 億年的演化成果壓縮在 20 年的人類高度努力中。

到了 1950 年代初期,他的動物實驗已將死亡率從 80% 降到 12%,因此吉本認為,把他設計的這部機器試用在人類身上的時機已然來臨。

——本文摘自《心臟的故事》,2019 年 9 月,究竟出版

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從《哈利波特》的尖叫植物認識麻醉史!——《奇怪的生物知識增加了》
聚光文創_96
・2021/10/09 ・1915字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 作者/蘇仁福、曾明騰
  • 繪者/Oliver Wei、卡斯威爾

藥到命除

麻醉用的藥物其實自古就有,例如:酒精、曼德拉草(Mandragora)、天仙子、大麻、鴉片等等,有些醫師為了減輕病人的疼痛,甚至連催眠也用上了。

酒精的麻醉歷史最為古老,據說西元前三千年,人們就已經開始將酒精運用於麻醉之上。

除了酒精,鴉片的歷史也同樣淵源流長。

西元一五〇到二〇〇年,希臘軍醫迪奧斯科里德斯(Pedanius Dioscorides),則是不做選擇兩種都要,他使用的正是在《哈利波特》中擔任解藥一角的曼德拉草。

《哈利波特》中的「魔蘋果」(即為曼德拉草)是喜怒無常的人形植物,尖叫聲極為致命。圖/GIPHY

迪奧斯科里德斯的麻醉配方,是以紅酒燉煮曼德拉草的根部,讓病人在進行截肢手術之前喝下,目的是為了使病人陷入沉睡並幫助止痛;他也是第一位使用麻醉(Anesthesia)這個術語的人。

在越過海洋的遙遠東方,同時期的華佗,則成為醫學史上第一位使用麻醉藥——也就是鼎鼎大名的「麻沸散」——來進行外科手術的醫師。

可惜的是,無論東方西方,這些麻醉藥物的處方並沒有流傳下來,湮沒在歷史之中;幾個世紀之後,回教世界的醫生又轉身投入各種草藥的懷抱,並且藉此來為病患止痛。

這些草藥不僅劑量難以控制,止痛的效果也同樣需要打上問號。許多病人不是在手術途中,因為疼痛而呼天搶地,就是悲傷的陷入長眠,從此一睡不醒。

圖/聚光文創提供

別擔心,在現代的手術中,這些難以預期的草藥已經不再被人們使用;然而在那個遙遠的年代,強壯的助手依然是外科手術的必備要素。

如果你想問,在沒有麻醉的手術臺上,該如何處理疼痛問題?當然是忍啊!忍無可忍,就繼續再忍!畢竟,那個年代可沒有安心亞能幫你呼呼。

英國研究、美國取樂

「乙醚」的發現,無異是麻醉史上最重要的第一步。

這個玩意兒來自於十三世紀一位煉金術士的配方,因為其味甘甘,當時還被取名為「甜礬」。一直到十七世紀,一位來自瑞士的醫生(同時也是煉金術師)──帕拉塞爾蘇斯(Paracelsus)才發現,這傢伙除了甜,居然還具備著令人意外的止痛效果。

只可惜,身為內科醫師的帕拉塞爾蘇斯和外科手術臺不熟,因此沒能發揮乙醚的鎮痛專才。

被稱為「笑氣」的氧化亞氮(Nitrous Oxide, N2O),則為麻醉史取得另一項重大的進展。

一七二二年,英國化學家普利斯特利(Joseph Priestley)首先發現了這種氣體;一八〇〇年,同為英國化學家的戴維(Humphrey Davy)則經由觀察得知,這款氣體可以讓吸入它的人感到十分愉快,並且興奮的捧腹大笑,他因此將它稱為「笑氣」。

之後,戴維更進一步的發現(這其實是他親自吸入後的心得),笑氣,居然也可以舒緩牙痛!再之後,戴維的助手法拉第也發現,吸入乙醚和吸入氧化亞氮的效果差不多,都能夠舒緩疼痛。

無論是乙醚還是笑氣,即便它們的止痛效果在十八世紀已逐漸為人所知,依然要等到十九世紀的中期,才真正被人們當作麻醉劑使用。

戴維的笑氣實驗。圖/聚光文創提供

散播歡樂的笑氣,在傳入大西洋對岸的美國之後,成為一種超時髦的取樂方法。

除了用以享樂,當時還有兩種醫生,對笑氣的麻醉效果深感興趣。一種是需要進行深度全身麻醉的外科醫師,至於另外一種,則是需要進行局部麻醉的牙醫師們。

當時的美國醫學院與牙醫學院的醫學生們,甚至會不定時的舉辦「乙醚狂歡會」與「笑氣派對」,號稱吸了之後,恐怖感↓ 愉悅感↑,連大腦都在顫抖抖抖抖抖。

一八四二年,一位參加過「乙醚狂歡會」的學生根據自身經驗,向他的牙醫波普(Eljia Pope)提出建議,認為乙醚或許可以幫助需要拔牙的病患來消除疼痛。

波普真的採納了這個建議,將乙醚使用在一位需要拔牙的女病患身上,這名女病患,因此成為史上第一位經歷「無痛拔牙」的患者。

說起來,無痛拔牙可真是個好東西,時至今日,因為醫學技術的進步與麻醉的普及,(成年的)病人也因此技術,不再視拔牙為畏途(應該吧)。

——本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

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聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。