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外科之花的艱難綻放(2)

科學松鼠會_96
・2013/07/13 ・4204字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

第一章  破冰之舉,走出魔咒(下)

出生於波士頓的海倫‧布魯克‧塔西格(Helen Brooke Taussig,1898-1986),是美國約翰‧霍普金斯大學醫院(位於馬里蘭州巴爾蒂摩)的醫生,她一手開創了小兒心臟病專業,我想在當時應該沒有誰比她經歷過更多先心病患兒的死亡了。1938年,她經過反覆觀察系統研究之後發現,那些罹患法洛四聯症⑴的孩子在其正常病程中,只有動脈導管⑵閉合後才會明顯發生青紫。她的臨床觀察提示如果建立一個新的管道以增加肺動脈的血流將會緩解紫紺的症狀。

塔西格婆婆年輕時是美女一枚啊,還是職業美女

這一理論需要一個外科人才來幫助驗證,可到哪去找這麼一個合適的人呢?

1939年,波士頓兒童醫院的羅伯特‧格羅斯(Robert Gross,1905–1988)報導了他於1938年完成的動脈導管未閉的結紮手術,由於這一手術開創了手術治療先天性心臟病的先河,因此為其帶來了巨大聲譽(其實德國醫生埃米爾‧卡爾‧弗賴(Emil Karl Frey)已在1938年更早的時候完成了該手術,不過其發表較晚)。

獲悉這一報導之後,塔西格認為,既然外科醫生可以將肺動脈與主動脈之間的管道閉合,那麼他們也一定能在肺動脈與主動脈之間建立管道,這對那些可憐的法洛四聯症的孩子們一定是有幫助的,這將改善他們肺部的血液供應。

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1941年之前的某一天(具體時間幾個目前活著的當事人都記不準了),塔西格輾轉找到了當時聲望正隆的格羅斯,詳盡地闡述了自己的觀點,並懇請他出手相助。可格羅斯仍沉浸在因他的創舉而帶來的讚譽之中,未能發現塔西格理論的價值所在,他直截了當地告訴塔西格:「我的工作是關閉異常開放的導管,而不是把已關閉的導管打開。」關於格羅斯的這一回應,後來被廣為引用。但在1979年的一個學術會之後的晚宴上,作為榮譽嘉賓的塔西格卻提供了一個另外的版本,她說:「既然格羅斯講了這個關於他自己的故事,那麼我也來說一說吧。當年我問他是否可以建立這樣一個人造管道時,格羅斯醫生回答道,Oh, yes!我已經這樣做好多了,小菜一碟。我幾乎是低眉順眼地說,這對那些因法洛四聯症肺動脈狹窄而發生青紫的孩子,將有很大幫助啊。可是格羅斯先生對此毫無興趣,我只好回到巴爾蒂摩等待時機。」但無論這兩個版本哪個更接近真實,可以肯定的是,格羅斯的輕率使他失去了一個足以使自己再創輝煌、登壇入聖的機會。

並不氣餒的塔西格最終同另外一個外科醫生聯手開創了一個時代,創立了一個以二人名字命名的,一直沿用至今的經典姑息手術方式——BT分流,這一巨大貢獻使其名動江湖,一舉奠定了二人在業內的大佬級地位。彼時,格羅斯是否會因為自己的錯失良機而懊悔萬分?他會扼腕嘆息仰天長嘆,免冠徒跣以頭蹌地麼?2006年一位當年曾在格羅斯手下學習的醫生提到這件往事,他說格羅斯後來十分懊悔沒能對塔西格的理論給予足夠重視,輕易錯過了這個本可改寫心臟外科歷史的機會。也許是造化弄人,上帝為了使這一段歷史群星燦爛刻意剝奪了格羅斯一枝獨秀的機會,轉而去垂青另一個幸運兒了。

這幸運兒是阿爾弗雷德‧布萊洛克(Alfred Blalock,1899 –1964),這個後來大名鼎鼎的心外科奠基人之一,其早年的經歷不要說與幸運毫無關係,甚至可以說成是相當地點兒背!1922年自霍普金斯大學醫學院畢業後,他最初的意願是在霍普金斯大學醫院做一名普外科醫生,但他的申請被拒絕了,原因是成績不夠,哎,這真讓人情何以堪。於是他去了泌尿外科,話說是金子總是會發光的,布萊洛克很快以出色的表現贏得了上級醫生的另眼相看,這位伯樂認為布萊洛克是個外科天才,應該讓他去他最想去的地方,因此為他爭取到了去普外科培訓的機會。可布萊洛克去了普外科不久,就同其他幾個實習醫生發生了嚴重的爭端,結果……布萊洛克被普外科踹了出來,之後又去了耳鼻喉科……對普外科情有獨鍾的布萊洛克此時仍未死心,最後又輾轉在多家醫院斷斷續續地勉強完成了普外科醫生的培訓。霍普金斯大學醫學院差不多是全美第一的醫學院了,從這畢業而又不得不到別家醫院接受培訓,其窩囊程度堪比哈佛畢業而去西太平洋大學教書了。

1927年,鬱鬱不得志的布萊洛克得了肺結核,甚至經歷了嚴重的肺出血,要知道真正有效的抗結核抗結核藥物異煙肼和利福平是分別於1952年和1965年才出現,可布萊洛克居然奇蹟般地挺了過來。通常我們說大難不死必有後福,不過是對經歷過磨難的人一種善意美好的期許罷了,磨難就是磨難,它本身絕不會孕育任何福祉。我在寫作此文時,出於對所有這些人的尊敬,我不厭其煩地標註了所有人的生卒年,到此文完成時我發現,布萊洛克畢竟逝去的稍早了些。

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我更願意相信布萊洛克的大難不死,是因為他在等待他事業中的那位幸運女神塔西格,上帝還不允許他在未完成其歷史任務之前就掛掉,縱使肺結核這是個幾乎必死的理由也不行!

在布萊洛克主持實驗室工作時,他與助手費雯‧托馬斯(Vivien Thomas,1910-1985)曾試圖通過吻合鎖骨下動脈和肺動脈,來建立肺動脈高壓的動物模型,不過幸運的是,他失敗了。是的,他沒能通過這種分流如願地建立肺動脈高壓的模型,實在是一種太過幸運的失敗,因為這恰好說明在肺循環中,可以在不增加異常壓力的情況下增加肺的血流量,而這不正是塔西格所需要的麼?

我們從1985年出版的托馬斯的自傳中得知,塔西格的造訪是在1943年,她動情地向布萊洛克描述著那些可憐的孩子的慘狀,他們唯一的希望就是通過外科手段讓肺得到更多的血液。布萊洛克接受了這一理論,他也認為肺血流的缺乏是許多先心病患兒死亡的首要原因。通過系統的改進,布萊洛克-塔西格分流術(Blalock-Taussig shunt)⑶的雛形得以確立——吻合鎖骨下動脈與肺動脈。

病例已準備好,是一個叫艾琳‧撒克遜(Eileen Saxon)的15個月大的孩子,已發生青紫了。由於在當時布萊洛克的手術技術還遠稱不上高超,但其助手Thomas卻是個天才的實驗員,手技十分了得,為保證病人的安全,布萊洛克要求自己先作為手術助手協助托馬斯,在狗身上做一次,然後再由自己主刀托馬斯作為助手做一到兩個。寫到這的時候我忍不住想,假如托馬斯當初不是由於在大蕭條時期沒能讀成醫科,而後陰差陽錯的做了布萊洛克的實驗室助手,那麼這個BT分流有沒有可能變成TT(Thomas-Taussig)分流?但人算不如天算……我是說,準備工作還沒能如期完成時——布萊洛克只作為手術助手協助托馬斯做了一次動物實驗,病人撒克遜的病情就開始迅速惡化了,情況危險,再拖,就一點兒機會也沒了。

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怎麼辦?按計畫完成準備工作,可能患兒已經等不到那個時候了,冒險現在做手術,那一旦失敗布萊洛克真的會身敗名裂。這時候,如果僅僅為自己的前途命運著想的話,完全可以按部就班的完成準備工作,就算這個患者死了,病例總會再有的,到時候再穩穩當當的一鳴驚人,豈不是更穩妥?不過,幸虧布萊洛克不像我這麼膽小怕事,為了不使這個病人死在眼前,他決定硬著頭皮上。

1944年11月29日,護士將那個已極度脆弱的孩子轉運到手術室,手術中佈萊洛克要求托馬斯必須站在他旁邊,塔西格則緊挨著麻醉醫生站在患兒的頭端,以觀察孩子臉色的變化。

我曾經不止一次地目睹這樣的情景:手術室的自動門關上之後,幾個家屬相擁著輕聲啜泣,此時此刻,患兒撒克遜的父母又在做什麼呢?除了向上帝禱告之外,就只有心焦如焚的等待了吧。無論如何,這扇手術室的門終究會再次打開,只是,打開之後,還能看到親愛的孩子,微笑的臉麼?

手術室之門,見證了多少人間悲歡,而這一回,在霍普金斯大學醫院,它將見證一個重要的歷史時刻。

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當時還是低年資住院醫的丹頓‧阿瑟‧庫利(Denton Arthur Cooley,1920——)記錄到:

「1944年11月29日,這是一個在心臟歷史上值得紀念的日子,布萊洛克醫生將施行第一次這樣的分流手術。當手術結束嬰兒的嘴唇顏色由深藍色的發紺轉變為令人愉快的粉紅色時,可以想見我們當時所感受到的興奮,這可能是心臟手術時代的正式開始。」

就在這種幾乎是趕鴨子上架的情況下,手術居然獲得了成功,我們真不知道這到底是布萊洛克的幸運,還是那個叫撒克遜的患兒幸運,抑或這乃是整個時代的幸運。該手術的確立,使得許多嚴重的心臟畸形獲得了足夠的肺血流,改善了生存質量,那些不幸的孩子終於不必再任由死神蹂躪了,救命的曙光似已在天際出現。

這種手術雖然沒有改變心臟的畸形,但由於增加了肺的血供從而使患兒的青紫情況明顯得到緩解,運動的耐受性也得以極大提高。這在當時普遍認為先心病等於沒救的情況下,其震撼效果可想而知。到1949年,已有1000多符合手術條件的兒童實施了BT分流,心血管外科以無可辯駁的益處迅速推廣。當布萊洛克和塔西格提倡的原則被醫學界確切接受時,心臟外科也開始在世界範圍內被外科醫生承認,正式成為現代醫學中一個重要的分支。

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被冰封了近半個世紀的心臟外科,終於破土而出,原來心臟並不是脆弱得不允許任何操作,似乎走出比爾羅特的魔咒已指日可待,但事實果真如此麼?

Patent ductus: 開放的導管

 

Taussig和Blalock

 

Helen Brooke Taussig(1898-1986)

 

Alfred Blalock(1899 –1964)(得過肺結核你還吸菸!還擺POSE!)

 

Vivien Thomas(1910-1985)

 

⑴法洛四聯症:一種常見的引起青紫的先天性心臟病,較複雜,主要畸形包括心室間隔的缺損和肺動脈狹窄等。

⑵動脈導管:存在於肺動脈與主動脈之間,通常於出生後逐漸閉合。如未能成功閉合,則稱為動脈導管未閉,單獨存在的動脈導管未閉是最簡單的一種先心病,也是最早可以通過手術治療的先心病。

⑶ Blalock-Taussig分流術:A為將右鎖骨下動脈與右肺動脈直接吻合B為在右鎖骨下動脈和右肺動脈之間通過人工血管建立了通道(此為改良BT分流)。

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關於本文

轉載自科學松鼠會 外科之花的艱難綻放系列,作者李清晨

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科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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揭密突破製程極限的關鍵技術——原子層沉積
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/08/30 ・3409字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文由 ASM 委託,泛科學企劃執行。 

以人類現在的科技,我們能精準打造出每一面牆只有原子厚度的房子嗎?在半導體的世界,我們做到了!

如果將半導體製程比喻為蓋房子,「薄膜製程」就像是在晶片上堆砌層層疊疊的磚塊,透過「微影製程」映照出房間布局 — 也就是電路,再經過蝕刻步驟雕出一格格的房間 — 電晶體,最終形成我們熟悉的晶片。為了打造出效能更強大的晶片,我們必須在晶片這棟「房子」大小不變的情況下,塞進更多如同「房間」的電晶體。

因此,半導體產業內的各家大廠不斷拿出壓箱寶,一下發展環繞式閘極、3D封裝等新設計。一下引入極紫外曝光機,來刻出更微小的電路。但別忘記,要做出這些複雜的設計,你都要先有好的基底,也就是要先能在晶圓上沉積出一層層只有數層原子厚度的材料。

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現在,這道薄膜製程成了電晶體微縮的一大關鍵。原子是物質組成的基本單位,直徑約0.1奈米,等於一根頭髮一百萬分之一的寬度。我們該怎麼精準地做出最薄只有原子厚度,而且還要長得非常均勻的薄膜,例如說3奈米就必須是3奈米,不能多也不能少?

這唯一的方法就是原子層沉積技術(ALD,Atomic Layer Deposition)。

蓋房子的第一步是什麼?沒錯,就是畫設計圖。只不過,在半導體的世界裡,我們不需要大興土木,就能將複雜的電路設計圖直接印到晶圓沉積的材料上,形成錯綜複雜的電路 — 這就是晶片製造的最重要的一環「微影製程」。

首先,工程師會在晶圓上製造二氧化矽或氮化矽絕緣層,進行第一次沉積,放上我們想要的材料。接著,為了在這層材料上雕出我們想要的電路圖案,會再塗上光阻劑,並且透過「曝光」,讓光阻劑只留下我們要的圖案。一次的循環完成後,就會換個材料,重複沉積、曝光、蝕刻的流程,這就像蓋房子一樣,由下而上,蓋出每個樓層,最後建成摩天大樓。

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薄膜沉積是關鍵第一步,基底的品質決定晶片的穩定性。但你知道嗎?不只是堆砌磚塊有很多種方式,薄膜沉積也有多樣化的選擇!在「薄膜製程」中,材料學家開發了許多種選擇來處理這項任務。薄膜製程大致可分為物理和化學兩類,物理的薄膜製程包括蒸鍍、濺鍍、離子鍍、物理氣相沉積、脈衝雷射沉積、分子束磊晶等方式。化學的薄膜製程包括化學氣相沉積、化學液相沉積等方式。不同材料和溫度條件會選擇不同的方法。

二氧化矽、碳化矽、氮化矽這些半導體材料,特別適合使用化學氣相沉積法(CVD, Chemical Vapor Deposition)。CVD 的過程也不難,氫氣、氬氣這些用來攜帶原料的「載氣」,會帶著要參與反應的氣體或原料蒸氣進入反應室。當兩種以上的原料在此混和,便會在已被加熱的目標基材上產生化學反應,逐漸在晶圓表面上長出我們的目標材料。

如果我們想增強半導體晶片的工作效能呢?那麼你會需要 CVD 衍生的磊晶(Epitaxy)技術!磊晶的過程就像是在為房子打「地基」,只不過這個地基的每一個「磚塊」只有原子或分子大小。透過磊晶,我們能在矽晶圓上長出一層完美的矽晶體基底層,並確保這兩層矽的晶格大小一致且工整對齊,這樣我們建造出來的摩天大樓就有最穩固、扎實的基礎。磊晶技術的精度也是各公司技術的重點。

雖然 CVD 是我們最常見的薄膜沉積技術,但隨著摩爾定律的推進,發展 3D、複雜結構的電晶體構造,薄膜也開始需要順著結構彎曲,並且追求精度更高、更一致的品質。這時 CVD 就顯得力有未逮。

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並不是說 CVD 不能用,實際上,不管是 CVD 還是其他薄膜製程技術,在半導體製程中仍占有重要地位。但重點是,隨著更小的半導體節點競爭愈發激烈,電晶體的設計也開始如下圖演變。

圖/Shutterstock

看出來差別了嗎?沒錯,就是構造越變越複雜!這根本是對薄膜沉積技術的一大考驗。

舉例來說,如果要用 CVD 技術在如此複雜的結構上沉積材料,就會出現像是清洗杯子底部時,有些地方沾不太到洗碗精的狀況。如果一口氣加大洗碗精的用量,雖然對杯子來說沒事,但對半導體來說,那些最靠近表層的地方,就會長出明顯比其他地方厚的材料。

該怎麼解決這個問題呢?

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CVD 容易在複雜結構出現薄膜厚度不均的問題。圖/ASM

材料學家的思路是,要找到一種方法,讓這層薄膜長到特定厚度時就停止繼續生長,這樣就能確保各處的薄膜厚度均勻。這種方法稱為 ALD,原子層沉積,顧名思義,以原子層為單位進行沉積。其實,ALD 就是 CVD 的改良版,最大的差異在所選用的化學氣體前驅物有著顯著的「自我侷限現象」,讓我們可以精準控制每次都只鋪上一層原子的厚度,並且將一步驟的反應拆為兩步驟。

在 ALD 的第一階段,我們先注入含有 A 成分的前驅物與基板表面反應。在這一步,要確保前驅物只會與基板產生反應,而不會不斷疊加,這樣,形成的薄膜,就絕對只有一層原子的厚度。反應會隨著表面空間的飽和而逐漸停止,這就稱為自我侷限現象。此時,我們可以通入惰性氣體將多餘的前驅物和副產物去除。在第二階段,我們再注入含有 B 成分的化學氣體,與早已附著在基材上的 A 成分反應,合成為我們的目標材料。

透過交替特殊氣體分子注入與多餘氣體分子去除的化學循環反應,將材料一層一層均勻包覆在關鍵零組件表面,每次沉積一個原子層的薄膜,我們就能實現極為精準的表面控制。

你知道 ALD 領域的龍頭廠商是誰嗎?這個隱形冠軍就是 ASM!ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商,自 1968 年,Arthur del Prado 於荷蘭創立 ASM 以來,ASM 一直都致力於推進半導體製程先進技術。2007 年,ASM 的產品 Pulsar ALD 更是成為首個運用在量產高介電常數金屬閘極邏輯裝置的沉積設備。至今 ASM 不僅在 ALD 市場佔有超過 55% 的市佔率,也在 PECVD、磊晶等領域有著舉足輕重的重要性。

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ASM 一直持續在快速成長,現在在北美、歐洲、及亞洲等地都設有技術研發與製造中心,營運據點廣布於全球 15 個地區。ASM 也很看重有「矽島」之稱的台灣市場,目前已在台灣深耕 18 年,於新竹、台中、林口、台南皆設有辦公室,並且在 2023 年於南科設立培訓中心,高雄辦公室也將於今年年底開幕!

當然,ALD 也不是薄膜製程的終點。

ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商。圖/ASM

最後,ASM 即將出席由國際半導體產業協會主辦的 SEMICON Taiwan 策略材料高峰論壇和人才培育論壇,就在 9 月 5 號的南港展覽館。如果你想掌握半導體產業的最新趨勢,絕對不能錯過!

圖片來源/ASM

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美國將玉米乙醇列入 SAF 前瞻政策,它真的能拯救燃料業的高碳排處境嗎?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/06 ・2633字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 美國穀物協會 委託,泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎?

2007 年,從台北的八座加油站開始,民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3,指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示,則代表不同濃度,最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10,巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

圖片來源:Hanskeuken / Wikipedia

為什麼要加酒精呢?

單論玉米乙醇來說,碳排放趨近於零。為什麼呢?因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟,接著被採收,發酵成為玉米乙醇,最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環,淨排放都是 0,是個零碳的好燃料來源。

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圖片來源:shutterstock

當然,我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此,美國農業部經過評估分析,2017 發表的報告指出,玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF(永續航空燃料)前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%,而根據國際民用航空組織(ICAO)的預測,這個數字還會成長,2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF,開始成為航空業減碳的關鍵,及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續,都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高,以食用油為原料進行氫化的 HEFA,以及酒精航空燃料 ATJ(alcohol-to-jet)。

圖片來源:shutterstock

每種燃料的原料都不相同,因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料,因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油,再進行「氫化」。

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就引擎來說,我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵,以氫原子佔據這些鍵結,讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高,不易氧化,適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯,接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵,成為長鏈烷烴,性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化,但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外,HEFA 取用的油品來源來自餐廳,雖然是幫助廢油循環使用的好方法,但供應多少比較不穩定。相對的,因為 ATJ 來源是玉米等穀物,通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產,因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF,都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息,例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100% 的 SAF 燃料完成飛行,締下創舉。

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圖片來源:shutterstock

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析,在所有交通工具的碳排放中,航空業佔了其中的 12%,而公路交通則占了 77%。沒錯,航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%,但真正最大宗的碳排來源,還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢?有人擔心,酒精可能會吸收空氣中的水氣,對機械設備造成影響?

其實也不用那麼擔心,畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅,來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說,酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑,當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查,結果發現,由於 E10 汽油摻雜的比例非常低,和傳統汽油的化學性質差異非常小,這 50 年來的車輛,只要符合國際標準製造,都與 E10 汽油完全相容。

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解惑:這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎?

在環保議題裡,這種原本以為是一片好心,最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範,例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明,生質乙醇等生物燃料確實有持續性,但必須符合「永續」的標準,並且因為使用的原料是穀物,因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是,隨著目標變明確,專門生產生質酒精的玉米需求增加,這也帶動品種的改良。在美國,玉米產量連年提高,種植總面積卻緩步下降,避開了與糧爭地的問題。

另外,單位面積產量增加,也進一步降低收穫與運輸的複雜度,總碳排量也觀察到下降的趨勢,讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭,低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外,生質燃料車,是否也是個值得加碼投資的方向?

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參考資料

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心絞痛不輕忽!可能造成猝死的冠狀動脈心臟病?冠狀動脈繞道手術是什麼?
careonline_96
・2024/06/07 ・2957字 ・閱讀時間約 6 分鐘

「有位 50 多歲的男性糖尿病患者,因為重度冠狀動脈狹窄接受過多次心導管支架治療,但是冠狀動脈都反覆阻塞,且出現心臟衰竭的狀況,才終於決定接受冠狀動脈繞道手術。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授指出,「冠狀動脈繞道手術的原理就是使用病人自體血管繞過狹窄的位置,幫助心肌獲得充足的血液循環。」

由於患者有糖尿病,術後出現傷口併發症(包含感染)的風險較高,於是使用術後負壓傷口照護系統以期降低風險。陳紹緯教授說,術後負壓傷口照護系統能夠排除傷口積液,降低感染風險,幫助傷口癒合。在心臟外科團隊的照顧下,患者狀況穩定,於術後七天順利出院。

如今,心導管介入手術已相當進步,但是冠狀動脈繞道手術仍在治療冠狀動脈心臟病中扮演相當重要的角色。相較於接受心導管塗藥支架治療,糖尿病合併多條冠狀動脈阻塞的病患,在追蹤五年後,接受冠狀動脈繞道手術可有效降低死亡風險,並能大幅降低心肌梗塞的風險,因此建議優先採用冠狀動脈繞道手術 1

冠狀動脈是供應心肌氧氣與養分的血管,當冠狀動脈狹窄或阻塞便會造成冠狀動脈心臟病(冠心病)。陳紹緯教授解釋,如果冠狀動脈狹窄導致冠狀動脈血流量無法滿足心肌的需求,便會產生心絞痛;如果冠狀動脈突然阻塞,冠狀動脈血流中斷,心肌便會缺氧壞死,稱為心肌梗塞,狀況非常危急,患者可能猝死。

很多原因可能造成冠狀動脈心臟病,危險因子包括:糖尿病、高血壓、高血脂、抽菸、體重過重、家族病史等。陳紹緯教授說,心絞痛發作時,症狀表現包括頭暈、胸悶、胸痛、壓迫感、呼吸急促等,疼痛會延伸至下巴、肩膀等處。

針對急性心肌梗塞、病人狀況很差時,建議緊急進行心導管介入治療。陳紹緯醫師說,因為作心導管打通血管的速度較快、侵入性較小,有機會搶救缺氧的心肌。針對穩定型心絞痛,也就是在身體活動或情緒激動的時候,冠狀動脈血流供應不足的患者,重度冠狀動脈狹窄病人採用冠狀動脈繞道手術能夠長期達到較佳的血管通暢度,減少心血管不良事件,降低死亡風險。陳紹緯教授說,如果三條冠狀動脈都阻塞或左主冠狀動脈狹窄,就會建議進行冠狀動脈繞道手術。包括前美國總統柯林頓、日本明仁天皇都曾經在最好的醫療團隊建議下接受冠狀動脈繞道手術。

2021 美國/歐洲心臟科學會冠心病治療指引(2021 ACC/AHA Guideline for Coronary Artery Revascularization)特別建議下列族群應優先採取冠狀動脈繞道手術而不建議心導管支架手術,包括:糖尿病患者合併多條血管阻塞、複雜性多條或左主冠狀動脈阻塞(SYNTAX score 大於 33 分)、左心室功能不全(收縮分率小於 50 %)、多條血管合併多條血管狹窄、不適合抗血小板藥物、或無法負擔新型塗藥支架的病人。

不可輕忽的傷口併發症

冠狀動脈繞道手術是相當成熟的心臟手術,開胸手術不代表是落後的治療,針對病情複雜而嚴重的病人,反而有最好的效果。經驗豐富的醫療團隊都會特別留意,盡可能降低心臟衰竭、中風、出血等併發症的風險。陳紹緯教授說,冠狀動脈繞道手術因是針對複雜性冠狀動脈疾病的病人,因此除了在病情較單純且病灶適合的病人可以採用微創小傷口的方式,目前大多數還是要開胸、及多處傷口拿血管,因此術後的傷口照護相當重要。因為冠狀動脈心臟病患常常都有糖尿病,傷口癒合較慢且容易感染,出現傷口併發症的風險較高。

「倘若出現傷口併發症,可能進展為敗血症,甚至會導致死亡。」陳紹緯教授說,「特別是胸骨,萬一遭到感染,死亡率也會比較高。」

為了減少傷口併發症,必須多管齊下。陳紹緯教授說,包括把血糖控制穩定、使用預防性抗生素、術前手術部位的清潔、採用術後負壓傷口照護系統等來一起降低傷口併發症產生的風險。

傷口併發症的發生常跟傷口內的積液有關,因為傷口在縫合之後,仍會滲出組織液,而積蓄在傷口內的組織液可能滋生細菌,漸漸導致化膿、蜂窩性組織炎、甚至菌血症。陳紹緯教授說,術後負壓傷口照護系統的做法是在縫合傷口後,覆蓋特殊的敷料,然後連接一個能夠抽吸的小型主機,讓傷口維持負壓的狀態。

術後負壓傷口照護系統能夠有效排除傷口積液,降低感染風險,並幫助保持皮膚乾燥,避免傷口旁皮膚浸潤。陳紹緯教授說,維持負壓的狀態也可以幫助拉近縫合的傷口,減少側邊張力,並增加傷口附近的血流量,刺激肉芽組織生長,從而增加傷口癒合機率。在黏貼完成後,術後負壓傷口照護系統可以連續保護傷口 5 至 7 天,減少換藥頻率與不適。

糖尿病、體重過重、年紀較大、慢性腎臟病、長期使用類固醇患者等,都是出現傷口併發症的高危險群,接受手術前,可以和醫師討論如何事先做好預防措施,以降低傷口感染的風險。

筆記重點整理

  • 如果冠狀動脈狹窄導致冠狀動脈血流量無法滿足心肌的需求,便會產生心絞痛;如果冠狀動脈突然阻塞,冠狀動脈血流中斷,心肌便會缺氧壞死,稱為心肌梗塞,患者可能猝死。
  • 如果三條冠狀動脈或左主冠狀動脈都嚴重狹窄,建議進行冠狀動脈繞道手術。
  • 相較於接受心導管塗藥支架治療,糖尿病合併多條冠狀動脈阻塞的病患,在長期追蹤後,接受冠狀動脈繞道手術可有效死亡風險,並能大幅降低心肌梗塞的風險,因此建議優先採用冠狀動脈繞道手術 。
  • 因為冠狀動脈心臟病患常常都有糖尿病,傷口癒合較慢且容易感染,出現傷口併發症的風險較高。因此,把血糖控制穩定、使用負壓傷口照護系統皆有助於降低傷口感染的風險。

註解

  1. Head SJ, Milojevic M, Daemen J, et al. Mortality after coronary artery bypass grafting versus percutaneous coronary intervention with stenting for coronary artery disease: a pooled analysis of individual patient data [published correction appears in Lancet. 2018 Aug 11;392(10146):476]. Lancet. 2018;391(10124):939-948. doi:10.1016/S0140-6736(18)30423-9 ↩︎

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