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第26章 医药重大发明、发现(11)

1628年,英国医生哈维在他所著的《心动论》中提出了划时代的血液循环理论,促使人们对已客观存在的血液基本原理进行系统的思考,奠定了静脉注射药物和液体的科学基础。

这以后,一位大胆的法国医生采用输血方法救治病人。这位医生叫丹尼斯,是当时法国国王路易十四的御医。他首先进行了动物血液输入人体的试验。他将400毫升羊血注入一个失血多病的青年人的静脉,这个青年人竟奇迹般地活了下来。丹尼斯开创了人类输血成功的先例。此后他又进行了多次输血试验,也安然无恙。但他在1668年的一次试验中,却以失败而告终。他给一名患者输动物血,第一次输血后病人病情有所好转;第二次输血后,病人出现发热、腹痛、大汗、血尿等症状,用现在的观点来看,这是典型的特异排斥反应;第三次输血后病人死亡。死者妻子告丹尼斯犯有杀人罪,为此,法国议会特别制定法律:不许再进行输血。

如果说早期输血是传奇式的,带有浓厚的宗教、迷信色彩,那么,著名的英国生理学家、妇产科医生布伦达尔经过艰苦的科学研究和临床输血实践,输血才开始步入有一定科学基础的理性输血时代。她在实验中发现“动脉放血致死的动物能通过输血而逆转”,“异种输血往往会出现致命的结果”,因而第一个明确指出“只有人血才能输给人”的科学结论,同时她也是第一个采血和输血工具的发明者。布伦达尔于1818年9月26日完成世界上首例有完整记载的人与人之间的输血试验,但病人两天后死亡。在此之后继续进行的9例输血中,有5例获得成功,4例仍然被死神夺去了生命。

为什么输血会造成这么多人丧命呢?原来,当时人们还没有认识到血型的不同!1900年,血液学家兰德斯坦纳和他的学生在前人长期探索的基础上,终于揭开了人体血液的奥秘。

兰德斯坦纳发现:人血的血浆里含有能起粘合作用的化学物质——凝集素;而红细胞里含有能被黏合的另一种化学物质——凝集原。凝集原有两种:A和B;凝集素也有两种:抗A和抗B。A和抗A,B和抗B是两对冤家,碰到一起就要产生凝集反应,使红细胞皱缩变形,堆在一起。兰德斯坦纳等人通过研究,将人类血液分为四种基本类型,即A型、B型、O型和AB型。多次的试验证明A型血不能输给B型血的人,B型血也不能输给A型的人,但O型血可以输给其他几个血型的人,AB型血的人则可接受其他类型的血。

由于知道了人的不同血型,避免了致命的溶血反应,这就为安全输血提供了可靠的保证。但血液毕竟是宝贵的,而且某些血型的血来源很不易。比如临床上急需要找一个“AB”型Rh阴性的血就非常困难,几千个人中才能找到一个。怎么解决这类问题呢?

今天的科学家们正在研究改变人的血型,使所有人的血液都能互相输用。不过,要真正研究出让各种血型的血变成“万能血”不是一件容易的事。因为“A”型血是红细胞表面含有 A抗原,“B”型血是红细胞表面含有B抗原,“AB”型血是红细胞表面A抗原和B抗原两种都有,“O”型血则红细胞表面没有A抗原和B抗原。由此看出,人类如果能任意改变红细胞表面决定血型的抗原,“万能血”才能真正实现。

20世纪80年代,科学家曾在咖啡豆中发现一种酶,可以用来剥离血红细胞的B抗原。早期的临床试验表明,经转变的血可以安全地输给不同血型的人,但这种酶效率低,无法在短时间内使大量的血转型。

近年来,丹麦科学家从一种名为“伊丽莎白王后”的细菌中发现了两种新的酶,这两种酶能对血液红细胞上的特异性抗原A和B发生催化作用,使其发生变化并失去功能,从而使A、B或AB型血都能转变为红细胞上既没有特异性抗原A,也没有特异性抗原B的血型。从而使A型、B型及AB型血都能像O型血一样,成为“万能输血血型”。

改变人类血型的研究目前还处于研究实验阶段,最终通过临床检验还需要很长时间。但是,这项研究一旦成功,就将改变传统的“血型不同者不能输血”的思维认识,使将来的输血手续简化,同时也能缓解医院和血库在遇到突发事件时,各血型储血与供血不足的问题,同时还能提高输血的安全性。

输血医学从神秘到科学,已发展成为现代医药科学中的一个新的分支学科,现代输血技术正迅猛发展继续造福于人类。

输血是救治病人的一种重要手段,但为了对付输血带来的各种各样的麻烦,现在,美国至少已有40%以上的医院要求病人采用“自身输血”的方法。所谓“自身输血”,就是病人输进的是事先储存在医院里的自己的血液;或者是把病人手术时、受伤时流出的血液收集起来,经过技术处理后再输回病人体内去。

注射器的发明

生病了打针、挂吊瓶,在今天是件再平常不过的事儿。不过,你知道打针时用的注射器是怎么发明出来的吗?这里面可有着悠久的历史与丰富的医学知识呢?

注射器的历史比许多人想象中要悠久的多。据医学史书记载,注射器出现的最初形态是灌肠器,在汉代医学家张仲景的《伤寒杂病论》中就对此有形象的描述。 15世纪,意大利人卡蒂内尔就提出注射器的原理。但直到1657年英国人雷恩才进行了第一次人体试验。当时,雷恩用羽毛和狗的膀胱,制成了注射器的代用品,把药注入人的体内。法国国王路易十六的军队外科医生阿贝尔也曾设想出一种活塞式注射器。

在17世纪60年代,德国出现了关于静脉输液的专著。这时,极少数医生曾用动物膀胱制成静脉注射工具,用中空的树枝插入人体,尝试输血。这种方法虽然挽救过一些生命,却带来许多致命的并发症,1670年巴黎议会禁止输血,动物膀胱注射的技术就绝迹了。

到了19世纪初期,制药技术发展起来,为了把药物送入体内,医生们尝试了从木钩子到柳叶刀的各种器具,企图通过用沾有药物的器具,刺穿皮肤以将药物送入体内。其实,针筒在这时已经出现,不过人们只用它来治疗胎记。针头也由爱尔兰医生弗朗西斯·赖恩发明出来。但直到1853年,来自法国的普拉瓦兹和苏格兰的伍德才第一次将针筒和针头组合到一起,这一创新也就成为了现代注射器的鼻祖。伍德使用这一新工具向病人皮下注射吗啡,来治疗睡眠障碍。然而,不幸的事情发生了,伍德的妻子因为自己注射吗啡过量而去世。几年以后,伍德又为注射器的针管加上了刻度,并换上了更细的针头。这一系列的改良立即吸引了众多医生的注意,并很快得到了广泛应用。这让许多疾病可以医治,带来了医学史上的飞跃。

到20世纪50年代时,注射器的生产已经具有相当的规模了。注射器也出现了小到025毫升,大到200毫升的各种型号。这时,美国BD公司应红十字会要求,生产了一次性采血包,随后,又开发出玻璃制的一次性注射器。短短三个星期内,这些注射器就为100万美国儿童接种了脊髓灰质炎疫苗。随后,BD公司并购了巴尔的摩生物实验室,并研发出一整套无菌技术。这奠定了整个一次性无菌医疗器具产业的基础。

塑料工业的飞速发展也为注射器的生产注入了新的元素。1956年,新西兰医生科林·默多克发明了一次性的塑料注射器。与传统的玻璃注射器相比,用塑料制作注射器除了秉承玻璃制品惰性、透明等优点外,它还具有不易损坏、便于运输、造价低廉、易于回收等特点,它的安全性更是玻璃注射器望尘莫及的。一次性无菌注射器开始了规模化生产,逐渐取代了传统注射器而成为了医生们的首选。

注射器在救治了千千万万人的同时,却也要了许多医生的命。因为针刺伤是医生被传染肝炎、艾滋病的主要途径。从20世纪80年代开始,注射器的包装、设计以及回收都开始加入了保护医务人员的考虑。美国已经要求所有医院停用传统钢制针头,使用具有安全设计的医疗器具。

未来注射器的发展,必向着更有效、更安全、更易用、更便宜、更人性化的方向发展。值得一提的是,许多人从小惧怕打针,原因不言而喻——痛。不过,不久以后这个问题就会迎刃而解了。目前,人们正在开发一种“微针头”,其直径与人的毛发相当。因为很细,所以能够显著减轻甚至消除注射时的疼痛。

电休克疗法的发明

电休克疗法是一种治疗精神病的疗法。在治疗过程中,医生让微弱的电流通过患者大脑1~2秒钟,使病人达到暂时的昏迷,可以控制病人的兴奋和改善病人的幻觉、妄想等精神病症状。

首先使用电休克疗法治病的是意大利精神病医生塞尔列提和比尼。1936年,他们首先用动物进行试验, 1938年开始用人做试验。他们为了治疗癫痫病,采取向大脑通电流的办法。这个轰动一时的精神病治疗法获得了极大的成功,并立即传遍了全世界。

为什么电休克会在治疗精神病,特别是精神分裂症和精神抑郁症方面有效?对此,人们提出了种种假设来解释这种现象。精神分析学说的假设是,患者把电击治疗视作一种惩罚,这种惩罚对引起抑郁症的内疚情感具有缓解作用。另一种更加现代的假设来自生理心理学。这种假设认为,电击治疗能刺激大脑增加产生某些神经递质,如肾上腺素等。所以,有充分的理由相信,一些精神病患者的大脑的生化平衡发生紊乱,电休克疗法有助于患者恢复正常的生化平衡状态。

电休克治疗问世后,曾一度被视为一种野蛮的疗法,原因是其会诱发脑癫痫,并且有时是在违背病人意愿的情况下采用的。批评者们争论说,电休克治疗精神疾病的长期功效是值得怀疑的。他们还强调说,太多的电休克治疗会引起某些脑损伤。但事实并非如此,进行电休克治疗时,电量为80~120伏,在此电量下,电流直接通过人的大脑,导致全身抽搐,病人意识丧失,没有痛苦。治疗结束后,少部分患者会出现头痛、恶心及呕吐,轻者不必处理,重者对症治疗即可缓解。还有一少部分患者可出现意识模糊、反应迟钝,这取决于治疗次数的多少和间隔时间的长短,一般7~10天内逐渐消失。据资料表明,电抽搐治疗可引起脑电图改变,导致记忆力下降,但这种情况持续时间很短。一般认为,电抽搐治疗后1个月内可恢复正常。对有严重自杀行为的抑郁性精神病患者,经过药物治疗需2~3周才获得最佳效果,如采用电抽搐治疗在一周内即可生效。国外有研究证明,经电抽搐治疗100次以上的病例,并无明显的脑功能影响,现一个疗程仅有8~12次,据电抽搐万次治疗的分析表明,未发生危及生命的合并症。因此,可以说电抽搐治疗是一项安全有效的治疗方法。

近年来,随着麻醉法和肌肉弛缓药的应用,在进行电休克治疗时,患者不会再像以往那样在手术台上翻腾反抗,医护人员也不必再努力对病人加以压服。这种无抽搐电休克疗法因无明显痛苦、费用较低、无明显副作用再次得到了广泛的认可,成为治疗严重抑郁症、某些类型精神病及紧张症的手段。

尽管取得了一些进展,但在治疗抑郁症方面,电休克疗法仍不太可能变得像药物治疗那样普遍。原因之一是,其实施起来较为复杂且危险,需要全麻和吸氧。所以,通常在药物治疗失败、患者需要紧急援助的情况下,精神病学家们才推荐使用电休克疗法。

目前科学家们正在对电休克疗法进行改进。新疗法包括电磁刺激法和迷走神经刺激法,前者也会如电休克疗法那样造成脑癫痫,后者则需要植入一个类似于起搏器的装置来刺激与脑相连的神经,此疗法已被获准治疗癫痫症。

阿司匹林的故事

青青的杨柳,水池边、小河岸,随处可见。它那婀娜多姿的身影,令人想起寒冷的冬日已过去,温暖的春天已到来。掐下一段叶尖,放进嘴里,有一丝苦涩。正是这苦味,让几个世纪前的人想到它可能具有的用途,最后通过实验,发现并制成100多年来应用不衰的阿司匹林。

阿司匹林原是商标名称,它的化学名称是乙酰水杨酸,其实应该称为乙酰柳酸,其来源和柳树有关。早在公元前5世纪,古希腊医生希波克拉底已记载从柳树皮提取的苦味粉末可用来镇痛、退烧。古罗马人用杨树皮的浸出液治疗坐骨神经痛;美洲印第安人用柳树皮炮制的茶退烧;非洲霍屯督人用柳树皮制成饮料医治风湿病。这些民间土药就是天然阿斯匹林。到了19世纪,随着有机化学的建立,科学家们试图从植物药物中纯化出有效成分。1827年,柳树皮中的活性成分水杨苷被分离、纯化了出来。10年后,意大利化学家发现,水杨苷水解、氧化变成水杨酸,而其实水杨酸在几年前已由德国化学家从绣线菊提取出来了,只不过当时不知道它与水杨苷的关系。

水杨酸的药效要比水杨苷强很多。1859年,德国化学家发明了合成水杨酸的廉价方法。此后,水杨酸开始被广泛使用。但水杨酸是一种中强酸,会使口腔感到灼痛。而且口服水杨酸会导致胃痛,当时也误以为这是由于其酸性引起的。因此就想到要如何避免水杨酸的酸性。为此,德国拜尔公司的研究人员通过酯化反应,把水杨酸变成乙酰水杨酸。

拜尔公司是建于1863年的一家化工小公司,原来主要是生产染料。在19世纪80年代后期,染料业开始衰落,拜尔公司转而研究化学制药。它将乙酰水杨酸命名为阿司匹林,于1899年上市,一举成名。拜尔公司因此成功转型,演变到现在,成了德国第一大、世界第三大制药公司。

按照拜尔公司的说法,阿司匹林是在1897年由一名年轻化学家霍夫曼首次合成的。据说,霍夫曼的父亲患有风湿性关节炎,经常服用水杨酸消炎止痛,但是水杨酸又让老霍夫曼胃痛。为了减轻父亲的痛苦,在父亲的激励下,霍夫曼决心寻找一种具有水杨酸的疗效而副作用较小的药物,为此翻阅化学文献,在一次实验中偶然地发现了乙酰水杨酸。这个富有人情味的传说最早出现在1934年由拜尔公司的一名退休化学家写的书中,此后成为权威说法出现在各种有关阿司匹林的文献中。其实对这项发明起着非常重要作用的还有一位犹太化学家艾兴格林,其功绩不但被埋没了,而且还被关进了集中营。他虽然多次向有关当局提出申诉,但至死也未获得认可。

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