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第17章 生命的保护神——生物医药(3)

现代起搏器技术的确立

永久全埋藏式起搏器的植入标志着心脏起搏技术进入固率型时代。随后第二代起搏器与第三代即生理性起搏器时代的到来。1995年,首例自动阀值夺获型起搏器问世,这一技术开创了起搏器自动化的新时代。其特点为根据佩带者的实际情况制定其在体内工作的各种参数。至今,心脏起搏技术还在迅猛发展,每年都有很多新的功能、新的技术问世,使起搏器技术更加完善,使佩带者更大程度上受益。

探测微观世界——显微镜的侦探人生

显微镜的发明,为人类叩开了神秘的微观世界的大门,人类从此开始走进另一个眼睛看不见的新世界。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。

打开微观世界大门的工具——显微镜

最早的显微镜是由一个叫詹森的眼镜制造匠人于1590年发明的。这个显微镜是用一个凹镜和一个凸镜做成的,制作水平还很低。詹森虽然是发明显微镜的第一人,却并没有发现显微镜的真正价值。也许正是因为这个原因,詹森的发明并没有引起世人的重视。事隔90多年后,显微镜又被荷兰人列文虎克研究成功了,并且开始真正地用于科学研究试验。关于列文虎克发明显微镜的过程,也是充满偶然性的。

列文虎克于1632年出生于荷兰的德尔夫特市,从没接受过正规的科学训练。但他是一个对新奇事物充满强烈兴趣的人。一次,他从朋友那里听说荷兰最大的城市阿姆斯特丹的眼镜店可以磨制放大镜,用放大镜可以把肉眼看不清的东西看得很清楚。他对这个神奇的放大镜充满了好奇,但又因为价格太高而买不起。从此,他经常出入眼镜店,认真观察磨制镜片的工作,暗暗地学习着磨制镜片的技术。功夫不负有心人。1665年,列文虎克终于制成了一块直径只有0.3厘米的小透镜,并做了一个架,把这块小透镜镶在架上,又在透镜下边装了一块铜板,上面钻了一个小孔,使光线从这里射进而反射出所观察的东西。这样,列文虎克的第一台显微镜制作成功了。由于他有着磨制高倍镜片的精湛技术,他制成的显微镜的放大倍数,超过了当时世界上已有的任何显微镜。

列文虎克并没有就此止步,他继续下工夫改进显微镜,进一步提高其性能,以便更好地去观察了解神秘的微观世界。为此,他辞退了工作,专心致志地研制显微镜。几年后,他终于制出了能把物体放大300倍的显微镜。

1675年的一个雨天,列文虎克从院子里用杯子舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动,而且数量惊人。在一滴雨水中,这些小生物要比当时全荷兰的人数还多出许多倍。以后,列文虎克又用显微镜发现了红细胞和酵母菌。这样,他就成为世界上第一个微生物世界的发现者,被吸收为英国皇家学会的会员。

显微镜的发明和列文虎克的研究工作,为生物学的发展奠定了基础。利用显微镜,生物学家发现各种传染病都是由特定的细菌引起的。这就导致了抵抗疾病的健康检查、种痘和药物研制的成功。

据说,列文虎克是一个对自己的发明守口如瓶、严守秘密的人。直到现在,显微镜学家们还弄不明白他是怎样用那种原始的工具获得那么好的效果的。

血的速度——血压计的保卫战

血压是血液在血管内流动时,作用于血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的动力。而血压计在现代人的生活中,可以说无处不在。它已不仅是医生用的体检工具,更成为人们生活中离不开的保健用具了。

血压计的“血腥史”

切开马的动脉实验

最早认识到血压存在的是英国科学家威廉·哈维,他在1628年发表的著作《心与血的运动》中提出了血压的概念。这以后,开始有人尝试测量血压。最早有这个想法并开始实施的,是英国生理学家黑尔斯。他的方法今天看来可能有些“血腥”——在活体动物身上切开动脉血管测量血压。1733年,他在马的股动脉中插入一根铜管,另一端再连接一根长长的玻璃管,随后马的动脉血冲入玻璃管,形成高达2.5米的血柱,并随马心的搏动上下跳动。

从粗糙到精准

如此骇人的测量方法当然不能应用在人身上。1835年,科学家尤利乌斯·埃里松发明了一个血压计,把脉搏的搏动传导给一个狭窄的水银柱。脉搏搏动时,水银相应地上下跳动。人们终于可以在不切开动脉的情况下测量血压。但它有制作粗陋且读数不准确的缺点。1896年,意大利医生里瓦·罗基发明了现在仍在使用的裹臂式血压计。它有个能充气的袖带,环绕在手臂上。一端连接充气装置,另一端连接到水银测压装置上。医生用听诊器听脉搏跳动,在刻度表上读出血压数。

百年前的发明仍在使用

1905年,俄国医师柯罗特科夫进一步改进了这种裹臂式血压计。基本原理不变,只是明确了舒张压和收缩压:通过放在肱动脉上的听诊器,听到当袖带压刚小于肱动脉血压时,血流冲过被压扁动脉所产生的振动声(简称柯氏音),即为心脏收缩期的最高压力﹐叫做收缩压。继续放气﹐柯氏音加大,当声音变得低沉而长时所测得的血压读数,叫做舒张压。直到现在,人们还是以柯罗特科夫提出的血压测量方法作为测量血压的标准,无论在医院还是在家庭,裹臂式水银血压计仍旧是最主流的测量工具。

测量方法——听诊法和示波法

听诊法又叫柯氏音法,也分为人工柯氏音法和电子柯氏音法。人工柯氏音法也就是我们通常所见到的医生、护士用压力表与听诊器进行测量血压的方法;电子柯氏音法则是用电子技术代替医生、护士的柯氏音测量方法。目前,听诊法测量血压所用的血压计由气球、袖带和检压计三部分组成。

示波法也叫振荡法,先把袖带捆在手臂上,对袖带自动充气,到一定压力(一般比收缩压高出30~50毫米汞柱)后停止加压,开始放气,当气压达到一定程度,血流就能通过血管,且有一定的振荡波,振荡波通过气管传播到压力传感器,压力传感能实时检测到所测袖带内的压力及波动。

最早的解热镇痛药——阿司匹林

阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药,诞生于1899年3月6日。用于治疗感冒、发热、头痛、牙痛、关节痛、风湿病,还能抑制血小板聚集,用于预防和治疗缺血性心脏病、心绞痛、心肺梗塞、脑血栓形成,应用于血管形成术及旁路移植术也有效。

早期朦胧的认识

阿司匹林的传奇历史和人类文明几乎一样悠长。人类很早就发现了柳树类植物的提取物(天然水杨酸)的药用功能。古苏美尔人的泥板上就有用柳树叶子治疗关节炎的记载。古埃及最古老的医学文献《埃伯斯纸草文稿》记录了埃及人至少在公元前2000多年以前就已经知道干的柳树叶子的止痛功效。古希腊医师希波克拉底在公元前5世纪记录了柳树皮的药效,这一知识被后来的盖伦等古希腊和罗马名医反复引用。中国古人也很早就发现了柳树的药用价值。据《神农本草经》记载,柳之根、皮、枝、叶均可入药,有祛痰明目,清热解毒,利尿防风之效,外敷可治牙痛。

柳树在欧洲一直都被很好地用来做药物,直到中世纪木材业的大发展。因为需求的巨大,在很多地方的柳树无法继续被提供作为药用。但是学者们的研究仍然在进展。1763年,有个叫斯通的学者向英国皇家学会报告了用柳皮粉医治发烧的疗法,指出柳皮还能治疗疟疾。他认为,植物的药效应该和它们的生长环境有关;因为柳树通常是长在潮湿的土壤里,而发烧和阴冷潮湿有关。这还和中医的某些思想有点像。

战争让阿司匹林重新回到历史的聚光灯下。自从发现美洲以后,欧洲人就改用南美进口的奎宁做止痛退烧药。但是当拿破仑的法国海军败给英国海军之后,欧洲大陆的海外贸易被封锁。法国等欧洲大陆国家不得不重新利用柳树等易得的止痛药。

1828年,法国药学家和意大利化学家终于成功地从柳树皮里分离提纯出了活性成分水杨苷。这个苦味的提取物的名称是从柳树的拉丁名Salixalba得来的。因为它的酸味,人们通常称它为水杨酸。后来德国化学家赫尔曼科尔贝成功实现了它的人工合成。但是水杨酸作为药物并不成功,它有一种极其难吃的味道,而且对胃的刺激很大,许多患者甚至认为用它治疗比病症本身更难忍受。

谁是阿司匹林的发明者

1897年,德国拜耳公司的化学家费利克斯·霍夫曼给水杨酸分子加了一个乙酰基,发明了乙酰水杨酸,也就是现在的阿司匹林。根据拜耳公司的官方历史,霍夫曼的研究动力来源于他的父亲服用水杨酸时对药的强烈味道和副作用的抱怨。霍夫曼还有另一个著名的成就——他用同样的方法合成了乙酰吗啡。当时的医生刚刚开始注意到吗啡的成瘾性,霍夫曼的乙酰吗啡很快就被拜耳公司以非上瘾性吗啡投入市场。

关于乙酰水杨酸的发明归属,后来有一些争议。1949年,霍夫曼在拜耳公司的上级艾兴格林声称给水杨酸加上乙酰基是他的主意,而他因为是犹太人而一直没有得到应有的承认。而事实上他发现的乙酰水杨酸早几十年前就被合成出来了。法国化学家戈哈特1853年就合成了不纯的乙酰水杨酸;德国化学家克劳特之后制得了更纯的产品。但他们都没有发现它的医学价值。

战火中的阿司匹林

乙酰水杨酸在拜耳公司合成出来后最初并没有引起当时的药物部门主任的重视,几乎被打入冷宫。但是最终还是进行了动物和人体实验,这些实验的成功很快就使拜耳公司决定把它投入市场。这种药物被正式命名为阿司匹林。

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