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人造器官之父”Willem Kolff:绝境走向巅峰、幻想转化为现实

MedTF  · 公众号  ·  · 2024-04-06 21:46

正文

在医学领域,器官移植一直扮演着守护人类健康与延续生命的神圣使命。而在这一伟大的历程中,Willem Kolff教授无疑是一位杰出的先驱者。他被誉为“人造器官之父”,正是他的创新思维和坚定信念,使得人造器官从遥不可及的科幻构想逐渐变为触手可及的现实,为无数患者点亮了生命的希望之光。



医学界的创新巨匠

人造肾脏的缔造者


Willem Kolff教授,一位杰出的医学家,于1911年在荷兰的莱顿镇诞生,成长于一个世代行医的家庭。身为家中的长子,他自小便沐浴在医学的熏陶之中,他的父亲Jacob Kolff更是结核病疗养院的权威主任。尽管年幼的科尔夫曾面临阅读障碍的挑战,但他凭借着坚韧不拔的精神,与木匠为伴,一同在周末学校刻苦攻读。这段经历不仅磨练了他的意志,更使他的动手能力异于常人,为日后的医学研究奠定了坚实的基础。 三人行必有我师。


1937年,Willem Kolff教授以优异的成绩从莱顿大学医学院毕业,他心怀憧憬,毅然踏上前往格罗宁根大学医学院内科实习的旅程。转折发生在1938年,身为实习生的Willem Kolff教授亲眼目睹了一位年仅22岁的患者因急性肾功能衰竭而离世,那一刻,他的内心受到了强烈的震撼。这位患者的离世,激发了他内心深处对于医学的执着追求。


Willem Kolff教授意识到,即便当时的医学已经取得了辉煌的成就,仍有许多严重的器官疾病,如肾衰竭等,依旧缺乏有效的治疗手段。这种深刻的认知,坚定了他探索人造器官的初衷,决心为医学界带来新的希望与突破。 所有的创新都是面对当下的未满足,坚定信念。


肾脏,这一人体的重要器官,承担着生成尿液、排除代谢产物,调节体内水、渗透压、电解质及酸碱平衡的重任,它是维持机体内环境稳定、保障新陈代谢正常进行的关键。一天,Willem Kolff教授在图书馆的浩瀚书海中,偶然发现了John Abel于1913年发表的一篇关于动物血液透析的文章,这篇文章如同一盏明灯,照亮了他前行的道路。


医学是一门既神圣又充满挑战的科学。 深受启示的Willem Kolff教授,满怀激情地投身于人造肾脏的实验之中。他独具匠心,巧妙地运用香肠肠衣作为半透膜,将血液注入其中,精确排除空气,再添加尿素。随后,他将这个充满生机的“小宇宙”沉浸在装满盐水的浴缸中。仅仅5分钟,奇迹便诞生了,香肠内的尿素竟然奇迹般地全部转移到了盐水中。这一伟大实验的成功,不仅为Willem Kolff教授的研究之路奠定了坚实的基础,更为人类医学的辉煌历程揭开了崭新的一页。



二战的硝烟弥漫之际,纳粹的铁蹄踏入了荷兰。Willem Kolff教授的导师,格罗宁根大学医学院内科系的系主任,因拒绝为纳粹效劳而选择了悲壮的自杀。面对战争的硝烟与学术的诱惑交织下,Willem Kolff教授始终坚定着研究的信念。他不愿为纳粹的黑暗势力所驱使,亦不愿放弃对知识的渴求与对生命的敬畏。在这严峻的现实之下,他立下了一个宏伟的志向:拯救更多的生命于危难之中。


多年的潜心研究,让Willem Kolff教授面临着层出不穷的困难与挑战。然而,他从未动摇过自己的决心。他坚信,只要心中有爱,手中握有智慧,总有一天能够创造出能够延续生命的神奇人造器官。 成功并不是最终的目的,敢于尝试才是最大的成功。


于是,他辗转来到Kamper医院,将自己在医学与工程学领域的深厚知识融会贯通。他巧妙地运用战乱乡村中能找到的一切材料:一架被击落的德国空军战斗机、废弃的福特汽车水泵、空荡的橙汁罐子、陈旧的搪瓷浴缸、充满节奏感的木鼓,甚至人造香肠肠衣等,这些看似毫无关联的物品,在他的手中焕发出新的生命。 感恩儿时的木匠玩伴。


终于,在1943年,Willem Kolff教授将这些材料化腐朽为神奇,精心打造出一台颠覆性的“转鼓式人造肾脏”。它不仅是一台机器,更是Willem Kolff教授对生命的敬畏和对科学的不懈追求的结晶。



1944年3月至1945年7月,Willem Kolff教授以自身的热情和专注,为15位深受尿毒症折磨的患者倾注了全部的心血。然而,令人遗憾的是,在众多接受治疗的患者中,仅有一位在药物副作用下遭遇急性肾功能衰竭的患者,奇迹般地存活下来。


Willem Kolff教授后来深入反思,他坚信这位患者的康复并非仅仅依靠人造肾脏的神奇力量。实际上,真正拯救患者生命的,是及时排除了体内的磺胺结晶,解除了肾小管梗阻,从而让肾功能得以逐渐恢复。 不要因为一次失败就放弃,因为失败是成功的垫脚石。 1945年9月,Willem Kolff教授以卓越的医术,成功治疗了一例极为棘手的病例——急性胆囊炎并发急性肾功能衰竭。病人在经历了漫长而紧张的11.5小时透析后,终于从昏迷中苏醒,展现出了生命的顽强与希望。仅仅一周之后,这位勇敢的患者便康复出院,重返温馨家园。这一历史性时刻,不仅标志着人类医学史上的重大突破,更向世界宣告:人造肾脏的奇迹已然降临,拯救着无数濒临绝望的生命。


开创心脏医疗新纪元

Willem Kolff与克利夫兰诊所


然而,Willem Kolff教授并没有满足于这一成就,他继续对人造肾脏进行改进和完善。随着时间的推移,他的人造肾脏逐渐发展成为现代透析机,为肾衰竭患者提供了更为高效和安全的治疗手段。这一器械不仅成为了临床上最流行、最受医生和患者欢迎的装置,更是挽救了千百万人的生命。


然而,Willem Kolff教授的发明不仅仅局限于人造肾脏。他始终致力于人造器官的研究,包括眼睛、耳朵和四肢等。他坚信,只要能够找到合适的材料和技术,人类就能够再造出任何一个人体器官。这一信念驱使着他不断探索和创新,为医学界带来了一个又一个的奇迹。



1950年,Willem Kolff教授受克利夫兰诊所之邀,跨越重洋,来到美国的这片热土。在克莱夫兰诊所,Willem Kolff教授与Frank Mason Sones教授及Donald Effler教授等多位杰出医学专家携手合作,共同致力于医学创新。经过无数次的研讨与实践,他们终于为克利夫兰诊所设计了首个可应用于临床实践的人工心肺机,这一里程碑式的成果为医学界带来了新的曙光。


心脏内腔手术,诸如心脏搭桥术,需在直视环境下精细操作,这要求我们切开心脏,并暂时截断上下腔静脉的血流,从而营造一个无血的手术空间。在正常生理状态下,静脉血流的中断时间极为有限,一般不得超过3至4分钟,否则患者将因缺氧而面临生命危险。而Willem Kolff教授早在1944年的透析实践中便发现,血液在转鼓式人造肾脏中能够实现氧合作用,这一发现为后来的医疗技术发展打开了新的篇章。基于这一发现,Willem Kolff教授创新性地研发出了聚乙烯毛细血管转鼓型膜式氧合器,为心脏内腔手术的安全进行提供了重要保障。


Willem Kolff教授在深入研究文献时,意外发现了一项引人注目的报道:将柠檬酸钾注入冠状动脉,竟然能使心脏暂时沉寂。1956年3月17日,Donald Effler教授在克利夫兰诊所领衔操刀,为一个年仅17个月的患儿实施了房间隔缺损修补手术,Willem Kolff教授担任体外循环的重要职责,共同为患儿的康复保驾护航。此次手术不仅是克利夫兰诊所首次运用Willem Kolff教授精心设计的膜式氧合器体外循环机,更是医学史上一个里程碑——首次通过注射柠檬酸钾使心脏停跳后再度复苏。手术后的患儿恢复迅速,仅用了15天时间便顺利出院,展现了医学的神奇与希望。 伟大的事业,需要决心,能力,组织和责任感。


克利夫兰诊所也因其在心脏病治疗领域的卓越成就而声名远播。随后,阿根廷医生René Gerónimo Favaloro的加入,更为这家医院在心肌血运重建领域带来了革命性的突破。在短短数年间,克利夫兰诊所便由一所小型私人医院蜕变为全球闻名的心脏医疗中心。在U.S. News & World Report的权威排名中,克利夫兰的心脏外科自1995年起,已经连续25年荣登榜首,证明了其在心脏医疗领域的领导地位。



从幻想转化为现实

人工心脏走向科学巅峰







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