駱昌芹
《封神演義》里有這樣一段故事:太乙真人用兩朵蓮花、三片荷葉和折成三百個骨節(jié)的荷葉梗,做成人形,內(nèi)放金丹,吐口仙氣,使鬧海的哪吒得以死而復(fù)生。
這當(dāng)然只是個神話。神話不是現(xiàn)實,蓮花、荷葉、荷葉梗等是變不成人的肢體的。但是,這個故事確實反映了古代人們修補損壞了的機體的美好愿望。
幻想常常是科學(xué)的先導(dǎo)。長期以來,人們就曾用象牙、木材、黃金,以及不銹鋼、鈦合金等來修補人體,并且取得了一定的成績。這些材料都是硬邦邦的,修補人的骨骼可以,代替人的筋肉卻不行,更不能用來制作具有各種特殊功能的臟器。
合成高分子材料的出現(xiàn),為人體醫(yī)用材料開辟了全新的途徑。高分子材料的化學(xué)性能比較穩(wěn)定,具有彈性和可塑性,還有一定的機械強度,所以問世不久就被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)上。高分子材料開始只是用做假牙、牙托之類,后來隨著一系列新的具有各種優(yōu)異性能的高分子不斷被發(fā)現(xiàn),它們在醫(yī)學(xué)上的用途越來越廣,終于形成了一個蓬勃發(fā)展的專門領(lǐng)域——醫(yī)用高分子。
一個人死去,常常不是因為全部機體都損壞,而只是某些主要器官出了毛病,如果能像修補房屋門窗或者更換機器零件那樣,把壞了的器官除去,換上新的器官,人不就可以救活了嗎?
借助多能的高分子材料,人們已使人工臟器的神話逐步變成現(xiàn)實。
心臟是人體最關(guān)鍵的臟器。它的作用好比一個泵,為全身提供血液循環(huán)的動力。心臟停止跳動,就意味著生命的終止。
泵要工作少不了閥門,心臟的“閥門”是四個小小的瓣膜:左心房和左心室之間的瓣膜叫二尖瓣,右心房和右心室之間有三尖瓣,另外還有左心室、主動脈之間的主動脈瓣和右心室、肺動脈之間的肺動脈瓣。它們各有各的用處,協(xié)調(diào)動作,保證血液沿著一定的方向流動;只要一個瓣膜出了毛病,就會造成血液流動不暢或泄漏、回流,嚴(yán)重時便危及生命。
修理泵的閥門是容易的,醫(yī)治瓣膜的創(chuàng)傷卻不簡單。病變嚴(yán)重的瓣膜不僅藥物治療無效,而且手術(shù)修補也難達(dá)到目的。怎么辦呢?應(yīng)該研究心臟瓣膜的人工代用品。
當(dāng)然,并不是什么材料都可以制作心臟瓣膜的。心臟瓣膜要植入人的心臟,跟血液直接接觸,容易使血液凝聚,人體組織又有免疫性,總是傾向于排出外來的物質(zhì),這就要求制作心臟瓣膜的材料沒有毒性,不會形成凝血現(xiàn)象,與機體的相容性好,不產(chǎn)生異物反應(yīng)和炎癥。另外,還要求它有極好的曲繞強度,耐疲勞,耐老化。
某些特種高分子正是具有這些優(yōu)異性能的好材料,把它們做成球形或蝶形的瓣膜,安置在人的心臟里,就能起到控制血液循環(huán)的單向閥門的作用。
瓣膜只是心臟的一部分。制造人工全心,用來代替完全病變了的心臟,這是全世界許多醫(yī)學(xué)家正在悉心研究的課題。人工全心有復(fù)雜的動力部分,但是它的結(jié)構(gòu)材料仍然是高分子。目前的人工全心與3D打印有機結(jié)合起來,因為3D打印技術(shù)也是依賴于生物材料而取得突破的。我們都知道人體的“零部件”都是建立在生物材料的基礎(chǔ)上,用生物材料打出模型,然后在此基礎(chǔ)上植入干細(xì)胞培養(yǎng),讓需要的人體“零部件”形成組織。根據(jù)國外媒體報道,體內(nèi)安裝了人工全心的小牛最長已經(jīng)存活了184天??梢灶A(yù)期,用不了太久,人工全心就可以供臨床使用。
人工腎的研究更是一馬當(dāng)先。我們可以把腎臟看作一個過濾器,血液通過的時候,它把人體新陳代謝所產(chǎn)生的尿素、尿酸、肌酐等廢物“扣留”下來,形成尿液排出體外。一旦腎臟出了毛病,這些廢物排不出去,儲積在血液里,就會產(chǎn)生危險的“尿毒癥”。
腎不中用了,用一般藥物對付尿毒癥又無能為力,有人于是就想,能不能用人工的辦法,直接把血液里的廢物排出去呢?這就是最早的人工腎的想法,第一次實踐是在20世紀(jì)40年代。幾十年來,人工腎已經(jīng)有了飛速發(fā)展,效率越來越高,體積越來越小,應(yīng)用也越來越廣泛。
對于人工腎來說,最要緊的是要求它具備一種選擇性透過的性能?,F(xiàn)在一般是用醋酸纖維、聚丙烯腈等高分子材料做成透析膜,這種膜容許尿素、尿酸、肌酐等廢物通過,而將有用的成分保留下來,血液也就得到“澄清”了。
人工腎可以做成平板式、盤管式和空心纖維型等多種樣式。
近年來,人工臟器的研究工作一直很活躍。使用高分子材料,人工肺、人工血管、人工氣管、人工喉、人工關(guān)節(jié)、人工皮膚、人工肌腱等都已經(jīng)被制造出來,人工肝、人工血球、人工細(xì)胞等等也正在研制之中。
“多才多藝”的高分子材料還被用在對多種所謂“不治之癥”的治療上。
你也許早聽說過“腦積水病”。人體內(nèi)控制腦脊液的系統(tǒng)一旦失靈,腦脊液就會異常增多,壓迫頭部,脹得很大,患者十分痛苦。
腦積水病曾經(jīng)被當(dāng)作“絕癥”,可是現(xiàn)在用高分子材料做成引流管,里面有自動調(diào)節(jié)流速的“閥門”,一頭插進(jìn)腦室,一頭連上頸靜脈,這樣,腦脊液通過引流管流進(jìn)右心房,建立起新的腦脊液循環(huán)系統(tǒng),患者的痛苦解除了,也就可以正常地生活了。
眼睛的視網(wǎng)膜脫落,患者將喪失視力。現(xiàn)在可以用硅橡膠和滌綸布做成窄帶,壓在眼球的四周,使脫落了的視網(wǎng)膜恢復(fù)到正常的位置,病人就能重見光明。
有一種萎縮性鼻炎實在叫人傷腦筋——病人鼻涕長流不止?,F(xiàn)在我們也找到了辦法,制成一種室溫硫化硅橡膠,未見空氣時流動性很大,一遇空氣就自動硫化變成彈性體。如果把這種高分子材料像打針一樣注射一點到鼻腔里,長流的鼻涕就會被止住。
室溫硫化硅橡膠還可以用來修補損壞的聲帶。若把它注進(jìn)人的皮膚里,又能代替肌肉彌補面部、胸部的缺陷。
談到醫(yī)學(xué),總不能忘了制藥。醫(yī)用高分子也為制藥打開了新局面。
用高分子材料做成的裝藥膠囊,可以使藥在指定的部位釋放,提高藥物的效用。
如果是腸子有病,病人當(dāng)然希望藥物到腸子里才起作用,而不愿它在途經(jīng)胃時損耗。這件事情好辦,只要研制出一種“疏”酸“親”堿的高分子材料,裝進(jìn)藥劑,通過胃的酸性環(huán)境時安然無恙,進(jìn)入腸的堿性環(huán)境中膠囊溶解,藥劑就能在那里“物盡其用”了。
平常我們打針吃藥,總是藥物剛進(jìn)入人體時濃度很高,但是過不了多久,濃度就迅速降低。也就是說,藥物的“后勁”不足。
高分子在這里又顯神通,用它們做成藥物微囊,讓藥力均一釋放,就能得到有“后勁”的長效藥物,幫助我們更好地戰(zhàn)勝病魔。比如,用一種高分子膜包住避孕藥做成的避孕環(huán),放進(jìn)人體,有效時間長達(dá)一年,而它的副作用卻比一般服用避孕藥小得多。
人們還發(fā)現(xiàn),有些高分子本身就有抵抗病毒和消除炎癥的作用。
目前,醫(yī)用高分子正在不斷向前發(fā)展,它的應(yīng)用范圍已從最初的口腔科、骨科擴大到腦外科、胸外科、五官科、泌尿科、婦科。近幾十年來,全世界已有150多萬人安裝了用高分子材料做成的人工臟器和人工血管,醫(yī)用高分子材料每年救活了成千上萬人的性命。
隨著人們對身體健康越來越重視,醫(yī)用高分子材料的運用得到醫(yī)學(xué)界更廣泛的關(guān)注,將更好地為人類服務(wù)。
(編輯 孫世奇)