器象｜医学器物的生命史：以罗伯逊多功能雾化器为例的研究

作者：陈雪扬

（清华大学科学史系助理研究员）

医学史学家阿尔图罗 · 卡斯蒂廖尼（Arturo Castiglioni）曾提出，医学史研究关注观念的历史、事实的历史与人物的历史。伴随着20世纪70年代以来史学领域的文化转向与物质转向，医学史领域出现了更为多元的研究主题，有关医学器物的研究得到了学者们的重视。作为切实可感的历史遗产，器物在观念、事实与人物之间架起桥梁，并在时光流转中保持着长久的生命力。罗伯逊多功能雾化器自诞生至今已逾百年，其设计、生产、推广应用到逐渐淡出医疗市场的历程，描绘出19世纪末20世纪初由发明家、医生、患者、仪器生产商、贸易代理商以及海外传教士等不同主体所构成的医学网络，呈现了西方医学演进过程中一个鲜为人知的生动画面。

进入21世纪，罗伯逊多功能雾化器因其历史价值出现在拍卖与收藏市场中，吸引了世界范围内的藏家与研究者。清华大学科学博物馆（筹）于2022年末自海外购得实物藏品，并于2024年初展出。藏品型制与专利证书中的设计一致，主体支撑部分采用高强度拉制金属材质，中心主轴上下贯通，上方带有专用配套压力表，压力表直径约6.5厘米，厚度约3厘米。主轴靠下位置有总控制阀，方便调节或切断来自下端储气罐的气流，整体高约46厘米。6个大小一致的圆底玻璃烧瓶呈环状围绕主轴均匀排列，烧瓶球径约8.5厘米，瓶高约13.5厘米，其中两个烧瓶由蓝色与茶色玻璃制成，以便药品避光贮存和使用。烧瓶上方由环形通气管道相连，管道直径约26厘米，烧瓶上方的旋塞可有效防止液体挥发及雾化后的气体倒流。使用时底座可拆卸，接于储气瓶上方（见图1）。

图1 清华大学科学博物馆（筹）馆藏

罗伯逊多功能雾化器

通过对专利信息、医学书籍与期刊、商品广告等资料进行综合考察，深入探究罗伯逊多功能雾化器生命历程中的历史细节，并以此为线索，分析影响医学仪器生命始末的诸因素，有助于认识医学知识、医学实践与医学仪器之间的相互作用，并进一步发掘历史中的医学仪器在当代的意义。

1898年4月11日，来自辛辛那提的约翰·罗伯逊（John Robertson）向美国专利局提交了申请书，为自己的新款“雾化设备”（atomizing apparatus）申请专利保护。这件造型精美、操作简单的新颖产品，是当时吸入治疗领域中安全又高效的医用雾化设备。19世纪中期以来，医用与家用雾化设备普遍采用加热雾化的工作原理，通过加热液体制剂产生药物蒸汽，而高温蒸汽易灼伤患者口鼻。相较而言，罗伯逊多功能雾化器的创新设计类似如今的压缩空气式雾化器，在其下端配有储气瓶，储气瓶内的压缩空气会通过压力阀的控制形成高速气流，气流可以单独通向某个烧瓶，也可以同时通向多个烧瓶，在避免热蒸汽灼伤的同时，实现多种药物组合雾化的效果。也正因为储气瓶的存在，罗伯逊多功能雾化器在使用时无需额外的支架或桌子放置。环状通气金属管道可连接导管，将药物通过气力输送至鼻腔、咽喉和耳朵等部位，很大程度上避免了药物在空中的挥发与散失。在操作方面，既可以调节给药频率，根据治疗需要为患者进行连续或间歇性用药；又可通过气压计精确控制雾化过程中的气体压力。

尽管这款雾化器在4年后的1902年7月1日才通过专利认证（见图2），随后分别在英国、法国、德国以及加拿大获得了专利，然而真正需要它的医生与患者并没有等待太久。甚至早在提出专利申请前，它就已经开始生产并投向市场了。众所周知，在专利未获认证之前就将新产品投向市场，对于发明者和生产商来说都是冒险举动，在实际效果、商业声誉和经济利益等方面都存在风险。然而，就罗伯逊多功能雾化器的情况来看，发明人罗伯逊和生厂商气动化学公司（The Pneumachemic Co.）都表示乐观，因为早期产品的成功给他们带来了信心。

图2 罗伯逊多功能雾化设备专利设计图

正如罗伯逊在1898年专利申请书中所陈述的那样：“我的发明涉及该类雾化或汽化装置的某些改进，我于1895年11月12日在美国专利证书第549822号中提出并要求保护的雾化器就是其中的一种；本发明的目的是改进和简化该装置的结构，使其更加紧凑，不易损坏，并且能够更好、更方便的使用，特别是在通过按摩肺部、喉咙和耳朵治疗疾病时。”新款雾化设备是以他之前发明的 横排雾化器为基础进行创新的设计，横排雾化器于1895年获得专利认证（见图 3，图4），并取得了临床治疗与商业营销的双重成功。

图3 1895年罗伯逊横排雾化器

专利设计图

图4 罗伯逊横排雾化器

横排雾化器并非一出现就立刻引发轰动，最初罗伯逊立足自己的家乡辛辛那提，生产商是当地的医学设备制造公司——气动化学公司，广告也只发布在当地的医学刊物《医学拾遗者》（ The Medical Gleaner ）上。在推向市场时，横排雾化器拒绝了常见的名称（如atomizer、nebulizer），而是选用了一个具有冲击力的名字“多功能粉碎器”（Multiple Comminuter），表明“通过机械过程，可将所需物质化为微小颗粒，使其从液态转变为可见的弹性流体”，任何液体制剂都可以使用，直接用于对呼吸道和身体其他腔室进行治疗，如治疗直肠疾病，也可用于麻醉剂等的给药。第二年，销售广告才逐步增加。当1898年新款环状多功能雾化器推向市场时，这个名字也顺承到新产品上，横排雾化器随之退出历史舞台。

罗伯逊多功能雾化器的成功并非意外。19世纪用于吸入治疗的多数设备，其诞生或多或少带有“歪打正着”的意味，例如：斯塔廷气动吸入器（Startin pneumatic inhaler，1846）的发明者詹姆斯·斯塔廷（James Startin）是英国皮肤科医生，他致力于缓解采矿业与制造业对工人皮肤的伤害，由此关注到吸入金属或矿物粉尘及有害气体对工人健康的致命威胁，于是设计了便携式吸入器，方便有需要的工匠自行使用。然而意外的是，令斯塔廷气动吸入器享誉世界的用途在麻醉领域，它因此成为最早商业化生产的乙醚吸入器。唐利氯仿吸入器（Townley chloroform inhaler，1862）的发明者詹姆斯·唐利（James Townley）则是英国全科医生，设计吸入器是为了实现无痛分娩。相较而言，罗伯逊的工作围绕着呼吸系统疾病展开，他拥有医学博士学位，对花粉症治疗颇有研究，于1888年开始，在雾化器研发上投入了大量的精力，对雾化器所使用的配件气泵进行改良，同样取得了专利。在20世纪初的医学期刊中，常常可见他提供的各类处方，如缓解鼻腔与咽喉的局部肿胀，可使用薄荷醇（Menthol）、樟脑（Camphorae）和丁香油（Ol. caryophylli）等药物进行组合治疗。不过，这些处方都需要配合他发明的雾化器使用，才会达到理想疗效。

罗伯逊多功能雾化器的目标群体非常明确，出售给医生或医疗机构，并不针对个人用户，与当时其他的便携式、可家用的雾化吸入设备形成了鲜明的对比。有医生曾在《医学简讯：科学医学月刊》（ The Medical Brief: A Monthly Journal of Scientific Medicine ）上发布咨询信息，询问是否有同行用罗伯逊多功能雾化器或其他压缩空气设备来治疗耳聋，因为她所接触的患者存在耳道闭塞的症状。在此之前，这款雾化器在治疗白喉和中耳疾病方面取得了显著效果。

罗伯逊多功能雾化器的科学价值与临床应用得到了认可，有很多医生表明这款雾化器比市面上的同期产品具有更好的效果。“正确治疗呼吸系统疾病的根本原则是对症下药，到达病变部位。为此设计了各种工具，但其效果差异很大。单纯鼻粘膜卡他性疾病的一般病例可以通过适当的雾化或冲洗治疗轻松克服，但当疾病侵入肺部的远端空腔、咽后区域、颅骨窦，甚至中耳时，它需要将药物磨得很细，以便患者通过努力呼吸或仪器中的气压将药物送达这些区域。治疗此类病例的最完备、最科学的仪器是辛辛那提的约翰·罗伯逊博士的发明……将这种仪器引入医学界，为药物的应用开辟了新的可能性，因为它允许药物以完全粉碎的形式，或液体状态下完全不相容的药物组合在一起。”

罗伯逊多功能雾化器的广泛应用，或许还有另一个原因，那就是在其销售广告中，做出了明确承诺：购买雾化器会提供配套的处方手册。这种做法相当有吸引力，对于诊治工作繁重的医生来说，设备与药物的固定搭配可以提高他们的工作效率；对于初出茅庐的新手医生来说，无需丰富经验即可掌握疗法；对于投机取巧的医生来说，新式设备可以吸引富有的患者前来就医；对于一个招摇撞骗的江湖医生而言，这会成为自己伪装的称手道具。鉴于当时医生群体质量良莠不齐，而罗伯逊多功能雾化器又能从不同的维度满足不同医生的实际需求，因此在短时间内得到了迅速发展，在这样强劲的势头下，罗伯逊多功能雾化器很快迎来了自己的辉煌年代。

在罗伯逊为自己的新款多功能雾化器申请专利的这一年，气动化学公司也在积极拓展市场，各类推介信息与宣传广告层出不穷。仅在1898年3月的《医学与科学杂志》（ Journal of Medicine and Science ）中就出现了两次，一处是报导当时医学界的前沿新闻，“……无疑是迄今为止为专业人士提供的用于治疗呼吸道和中耳疾病的最完备且完美的设备”，另一处则是图文并茂的产品广告“罗伯逊最新款——多功能雾化器与空气接收器组合”（见图5），该广告呈现了罗伯逊多功能雾化器的整体形态，下方有储气瓶，并通过软管气力输送药物至患处。同年，罗伯逊多功能雾化器的广告还出现于《医学世界》（ The Medical World ）《现代医学》（ Modern Medicine ）《医学简讯：科学医学月刊》（ The Medical Brief: A Monthly Journal of Scientific Medicine ）《新英格兰医学月刊》（ New England Medical Monthly ）和《化学家和药剂师：药学新闻周刊》（ Chemist and Druggist: The Newsweekly for Pharmacy ）等诸多当时流行的医学刊物上。

图5 《医学与科学杂志》中的

罗伯逊多功能雾化器广告

作为19世纪末20世纪初在西方盛极一时的吸入治疗设备，与此款雾化器相同型制的产品，也经由在华传教士医学团体博医会引介到中国。博医会在宣统三年（即1911年）印发的《疗学》（第二版）中，将“Inhalations”译为“吸气练法”，系统介绍给中国医学界，其中即有这件新式医学仪器，译名为“大喷雾具”（见图6），以此足见其传播之广。这也表明，在传教士医学团体的推动下，中国医学界对于当时西方前沿医学知识与技术的接触几乎没有“时差”，是西方医学全球传播进程中的重要一环。

图6 博医会印发的《疗学》（第二版）中

对罗伯逊多功能雾化器的介绍

视线转向欧洲，1898年7月26日至29日，英国医学会（British Medical Association）在爱丁堡召开第66届年会，大会期间同时举办第31届年度博物馆（the Annual Museum）展览。该展览沿袭了往届的传统，通过将展品分为7个类别来展示相关领域的前沿发展：药品（drugs）；食品和食品类产品（foods and food-products）；卫生用具、消毒剂等（sanitary appliances, disinfectants, &c.）；手术器械（surgical instruments and appliances）；矿泉水、饮品等（mineral waters, beverages, &c.）；出版物（publications）；其他（miscellaneous）。为了吸引更多的观众和参展商，相关信息很早就在《英国医学杂志》（ The British Medical Journal ）上公布了。展览选址在一处宽敞的大厅，采光良好，在偏厅甚至配有救护车，“占地面积将按每平方英尺 收费（所有装配件由参展商提供）。对于其他展品，收费为每平方英尺45英镑。提供3英尺（91.44厘米）和3英尺6英寸（106.68厘米）宽的桌子。将印制两三千份目录并免费分发给会员”。年会与年度博物馆展览为医学界和医药制造商创造了对话的平台，方便专业人士与同行或兄弟从业者交换意见，是了解业界动态与风向的良机。

大洋彼岸的罗伯逊和气动化学公司做好了参展的准备，他们联系到了英国著名医药公司艾伦和汉布里公司（Allen and Hanburys）。艾伦和汉布里公司于1715年在伦敦成立，是英国最早的鱼肝油制造商之一，18世纪末开始与美国医生展开合作，19世纪凭借生产药品与医药设备、开展国际医药生意而逐步壮大。在涉及英国制药工业的研究中，艾伦和汉布里公司都是值得一提的标志性代表。参展的罗伯逊多功能雾化器依然由气动化学公司生产，艾伦和汉布里公司仅作为其海外委托代理，然而这种合作形式产生了很好的效果，这主要是源于艾伦和汉布里公司自身的实力与口碑。一方面，艾伦和汉布里公司通过百余年的经营积累，具备了专业的前沿眼光，同时有足够的资金支持高价、新颖产品的贸易，另一方面它在英国以及欧洲享有的知名度与商业声誉，是远在美国的气动化学公司难以超越的，即使气动化学公司作为参展商亲赴爱丁堡，也未必能如此吸引大家关注。

医学期刊《柳叶刀》（ The Lancet ）对此次展览会进行了总结，为每一类展品分别撰写了回顾介绍。罗伯逊多功能雾化器是“手术器械”类目下得到介绍的第一件展品，“辛辛那提的罗伯逊博士在艾伦和汉布里公司的展位展示了一种非常有趣的装置，它由所谓的‘气动粉碎器和压缩空气装置’（the Pneumachemic Comminuter and Compressed Air Apparatus）组成，引起了人们的极大好奇和关注。气体容器的顶部有许多可通气的圆底烧瓶，通过空气泵充气。圆底烧瓶内含有各种对治疗呼吸器官有价值的药物。该设备将这些药物汽化为非常细的喷雾，喷雾保持干燥且处于完美的控制之下。通过阀门的巧妙设置，可以对雾化物质的瞬时间歇气流进行管理”。在年度博物馆展览中，与罗伯逊多功能雾化器临近展位的前沿产品，包括无菌手术台、一款通过液压控制可以轻微摇摆的失眠治疗床、各种玻璃制作的药剂瓶与标本罐、以及用于照明身体各处腔体的仪器和电池等等，令来访观众耳目一新。这些当时的最新发明，有的历经时间考验，沿用至今；有的流行一时，如今却已经消失不见。

1899年，艾伦和汉布里公司又带着罗伯逊多功能雾化器参加了当年的西伦敦医学外科学协会（West London Medico-Chirurgical Society）举办的年度座谈会（The Annual Conversazione），座谈会性质与英国医学会的年度博物馆展览类似，只是规模较小，同时专业化程度更高。在这两场活动中，罗伯逊多功能雾化器都被称为“罗伯逊粉碎器”，在相关报道与宣传中都使用了这个名字，并没有出现“多功能”的字样。相较而言，在美国的广告中，名称中多数都含有“多功能”的表述，这也体现了英美宣传风格的不同。

罗伯逊多功能雾化器积极开拓海外市场，不仅是罗伯逊本人充满雄心与勇气的尝试，也是当时以气动化学公司为代表的美国医药公司开展国际合作的一个缩影。19世纪以来，类似英国医学会的医学组织纷纷成立，立足区域不同，专业方向各异，使得曾经分散、独立的医生群体之间联系日益增多，医学知识的交流、医学技术的传播以及医学仪器贸易变得相对普遍，现代医学已具雏形，全球化趋势显现，一个联系紧密的互动网络正在形成，这种联系不仅存在于欧美，同样也通过传教士医学，将中国纳入其中。

图7《费城医学期刊》上配有12个烧瓶的

罗伯逊多功能雾化器的广告

然而，相较于这些积极的变化，还有一些现象值得注意。其一是配件的出售，曾经的罗伯逊多功能雾化器都是整体销售，尽管这一阶段也以出售整体雾化器为主，但是包含的配件明显多于19世纪末的产品，包括喷雾泵组合、以丝绸包裹的连通管、联轴器、吸入管、吸入面罩等等。此外，还有自动振动器（Automatic Vibrator）单独出售，这款振动器同样由气动化学公司生产，可以用在任何款式的罗伯逊多功能雾化器上，也可以用在其他冷凝空气的装置上。这意味着，如果已购买的罗伯逊多功能雾化器核心部件出现故障，可以进行更换，而不必整台仪器报废处理，降低了维修成本。这也反映出，在仿制品与替代品日渐增多的雾化器市场上，罗伯逊多功能雾化器放弃了原先只销售整机的策略。其二需要关注的现象是价格的浮动，在1902年新年之前，罗伯逊多功能雾化器为再次购买的老顾客提供打折优惠，这主要是为新产品的上市铺路，且在1902年专利申请通过之后，售价比原先有所上调，价格大致在150~200美元，在同类医学仪器中属于中上层产品，只是后续的商品广告中，往往都包含降价的信息。出售配件与降价或许只是常规销售策略，但也隐隐显示出，造价不菲的罗伯逊多功能雾化器在市场上的吸引力有所下降。

罗伯逊多功能雾化器最后出现在医学期刊上的时间是1912年。只是这次的广告不是由气动化学公司刊登，而是作为医生个人用品进行出售的，两则出售信息的联系人均为女性，都留有家庭地址，方便有需要的买家上门交易。其中一位专门出售用于咽喉和鼻子治疗的仪器，除雾化器还有雾化管、喉镜、烧灼器和相关书籍等；另一位的出售信息显示这是由遗嘱执行人发布的广告，写明出售的遗物包括7瓶配置的罗伯逊多功能雾化器、肺活量计、吸入器和消毒装置等。此后，在公开的期刊与出版物中，难再见到罗伯逊多功能雾化器的身影。

究其原因，主要在于吸入疗法自身的演进，以及各类新设备与新疗法的出现。医学器物的生命价值主要体现在医学实践中，回顾医学史可知，吸入疗法与吸入装置在18世纪之前并未处于医学知识与医疗实践的主流脉络中，尽管各古代文明中皆有记载，然而相对分散、独立的记录很难形成完整的、系统性的认识与应用。

这种情况在18世纪后期迎来转变，化学家们在这一时期能够辨别并提取不同的气体成分，不同气体的医用价值得到了进一步探究。气动化学（pneumatic chemistry）和气动医学（pneumatic medicine）同步相辅发展，通过各种气体实验与化学性质的研究，来治疗各类呼吸系统和肺部疾病。1795年，由托马斯·贝多斯（Thomas Beddoes）和詹姆斯·瓦特（James Watt）合作撰写的三卷本《关于人造空气的医用与生产的思考》（ Considerations on the medicinal use, and production of factitious airs ）出版。贝多斯为寻找肺结核病的新疗法，在英国布里斯托（Bristol）成立了气动研究所（Pneumatic Institute），机构的成立推动了专业化进程，气动研究所吸引了很多志趣相投的学者和医生。由于贝多斯的政治影响力，气动医学得到了欧洲上层知识分子的普遍关注。大约同一时期，人工呼吸新理念在英国得到倡导和传播，对于呼吸现象有了新认识，吸入治疗由此更向前一步。

进入19世纪，伴随着现代药学的发展，吸入疗法能够采用的原料不仅局限于自然植物，也出现了人工提取或合成的各类碱、酊剂、碘化合物等药物制剂及各类气体。19世纪中期后，工业化与城市化进程对身体状况的负面影响得到关注，采矿业、建筑业与制造业产生的尘粒损害了从业者的健康，尤其是呼吸道及肺部，这在很大程度上促进了吸入治疗的发展。除这一直接原因外，麻醉方法开始流行于牙科及外科手术，各式各样用于麻醉学的吸入设备应运而生。这为罗伯逊多功能雾化器的诞生创造了机会，因此它得以在短时间内风靡医学市场。

然而20世纪以来，现代医学整体进入快速发展时期，这为罗伯逊多功能雾化器的淘汰埋下伏笔。主要原因在于医学界对疾病成因及其不同病程症状的认识不断深入，治疗方法随之更新。以白喉的治疗为例，这种频发于儿童群体中的疾病被称为“封喉天使”，在19世纪末20世纪初的感染后致死率高达20%，吸入治疗曾是普遍的临床选择。1891年，德国细菌学家埃米尔·冯·贝林（Emil von Behring）首次使用血清疗法治疗白喉，这种方法很快在欧美推广开来，贝林也因此在十年后获得首届诺贝尔医学奖。1895年，美国医学家威廉·亨利·韦尔奇（William Henry Welch）出版专著《白喉的抗毒素血清疗法》（ The Treatment of diphtheria by antitoxin ）进一步证明血清疗法的效用。而罗伯逊多功能雾化器的盛行也在这一时期，并且宣称可以直接作用于耳、鼻、喉等相关疾病的治疗，1900年，《医学委员会》（ Medical Council ）辑刊上还有通过罗伯逊多功能雾化器治疗白喉的案例介绍。因此在白喉的治疗方法上，同时具备血清疗法和吸入疗法可供选择（或许当时的医生还有其他更多的选择），然而两种疗法并行的情况并没有持续太久，血清疗法很快占据了主导地位，医生们不再选择雾化器进行治疗。