尿毒症疾患者的福音
肾脏是人体内一对极为重要的器官,由于会不断滤过尿液,使身体各种新陈代谢的废物随尿液一起排出体外,所以对人的的生命有着至关重要的影响。
那么,为什么肾脏会滤过尿液呢?血液源源不断地流过肾脏,每分钟可达 1000 多毫升。血液里多余的水呀、废物呀,一古脑地会由肾脏过滤成为尿液。原来,肾脏是人体里像“筛子”样的滤过器。“筛子”有筛网,肾脏也必定有层奇妙的滤过膜。如果能够人工地仿造这种滤过膜,岂不可以制造成人工肾脏吗?
让我们来看看,围绕着这个问题,人工肾脏究竟是怎样创造的。
1911 年寒冬的一天,美国巴尔的摩市一家医院里,年轻的艾贝尔医生正
以沉痛的心情离开一位刚刚死去的尿毒症病人的病房。他双眼含着热泪喃喃地自语道:
“真的没有办法吗?眼看一个个尿毒症病人死去⋯⋯” “别伤心了,这种事我见得多啦,尿毒症还真是没法治呀!”一位年长
的医生安慰道。
“不,两年来接二连三地死去了将近 40 个病人了,总得找些办法。”艾贝尔依然在喃喃自语。
当夜,艾贝尔失眠了。那些死去病人苍白与痛苦的面容时时浮现在眼前。想着,想着,一种奇妙的念头油然而生,造一个人工肾脏,替代尿毒症病人已失去功能的肾脏工作,可以延长病人的生命。
艾贝尔医生是熟知肾脏在人体里功能的,他也知道,如果制造出一种宛如筛网般的滤过漠,让病人的血液被这层滤过膜滤一下,血液里的废物被滤去,尿毒症病情就必然会缓解。
艰苦的实验工作开始了。艾贝尔在完成繁重的医疗工作之后,一头扎进实验室,去寻找他心目中那层理想的滤过膜。他找来了形形色色的各种材料的薄膜,将动物的血液倒在这些薄漠上看看哪一种能将废物滤过。结果呢? 不是滤孔太小毒素与废物滤不出,便是滤孔太大,连血液里的红细胞、白细胞、蛋白质也滤跑啦。那怎么行呢?
正在艾贝尔一筹莫展之际,一位同事建议他采用一种叫作火棉胶的材料制成这种滤过膜。艾贝尔拿来这种材料,制成了一张平坦与极薄的薄膜,把它铺在一只玻璃漏斗上,再把一小杯从狗的静脉里抽出的血液缓缓地倒在火棉胶薄膜上。血液居然没有流过这层薄膜,而只见一滴滴的清液滤了下来。艾贝尔惊喜地将这些滤清液送向化验室,并大声喊道:快给我化验,是
不是尿液成分?”化验师取来几滴滤清液,一番忙碌,又是加上药水看颜色, 又是放在显微镜下检查,最后露出疑虑的神色对艾贝尔说:是尿液呀!里边有不少尿素氮。”
“有没有红细胞、白细胞与蛋白质?”艾贝尔又焦急地问。“没有呀!你怎么啦!”化验师好奇地问。
艾贝尔给化验师作了简短的解释,便喜悦地回到实验室。因为他心中明白,能代替肾脏工作的人工肾制作终于有了眉
1913 年的一天,艾贝尔终于造出了人工肾的雏形。在医院实验室里,他当着不少著名学者的面,开始了他的实验。一只特地被破坏掉肾功能的大白兔被绑缚在实验台上。它的动脉与静脉里都插上一根细管子。动脉里的血液经过细管流到一根火棉胶制成的管子里。流过这根火棉胶管的血液,又流回到静脉里的那根细管子中。也就是兔子的血液从动脉出来,又流回到静脉, 中间必须经过一段火棉胶管。有趣的是,火棉胶管却被浸在一个盛有生理盐水的盆里。兔子的血液在不断地这样流动着,这只患尿毒症白兔的血液也就不断地流过火绵胶管。实验完毕后检查,原先白兔体内大量的代谢废物与毒素,竟然减少了许多。这些毒素与废物被火胶棉管滤进了生理盐水中。
实验获得了出奇的成功,艾贝尔成了人工肾脏制造的鼻祖。
艾贝尔的创举仅仅停留在实验阶段,竟然在以后的 10 年中,无人敢真正地用于临床。其原因一方面是动脉流出血液,静脉流。血液,要经过一个人工肾,单靠心脏收缩的力量是远远不够的,必须要有种方法,像泵一般泵动血液,这样才能保持血液流动的速度。另一方面,血液离开人体马上会凝结
起来,要是在人工肾里边凝结,那么怎么办?这两个问题没有解决,谁敢在病人身上轻举妄动。
科学毕竟在不断地发展。1920 年,一种新颖的抗凝药物肝素问世。它具有很强的阻止血液凝结的作用,于是给人工肾的制作又带来了生机。
1923 年,德国学生哈斯开始了在艾贝尔人工肾基础上的改良。他再次用火棉胶作为人工肾的滤过膜,人们叫做透析膜。管里流动着病人的血液,管外流动着生理盐水,血液的流动靠一个简易的电池启动的电泵加速。它安装在血液流过的管道外边。启动电动泵,促使血液流动。同时,哈斯在血液中又加入少量肝素,计算好一定比例,不让血液凝结。初具规模的人工肾问世了。
哈斯把这个人工肾用于一位中年的晚期肾脏病人,病人生命垂危,家属与医生都已失去了治疗信心。他的血液里一些标示着肾功能损害的化验指标,都已到了顶峰。哈斯在病人的大腿部割开了一个小口,找到了大腿部的动脉与静脉,分另插上管子连接到人工肾上,开始了治疗。血液在人工肾里潺潺流过,血液里的毒素与废物源源地从火棉胶管透析而进入管外的生理盐水中;而生理盐水中一些对人体有用的物质,也被透析进入人体。这项治疗进行了几个小时。完毕后,再重新化验,那些化验指标明显好转。病人得救了。嗣后,哈斯又用它接二连三地治疗了一些尿毒症病人。
哈斯的成功改良为真正制作人工肾奠定了基础。
1943 年,荷兰医生考尔夫,在人工肾制作与应用上又跨出可喜的一步, 制成了真正能实际应用并且安全可靠的人工肾。
考尔夫感到火棉胶材料作为透析膜还不够理想,他又感到艾贝尔和哈斯用火棉胶制成的管状透析膜滤过面积太小,对偌大的人体来说远远不够。于是他作出了如下几个重大的改良:
——找来更为优良的制膜材料:赛璐玢醋酸纤维,制造出透析孔直径20~80 埃(一埃等于一万分之一微米,而一微米等于一千分之一毫米)的薄膜。这样的透析孔最容易让毒素与废物通过,却能拦着血液里的蛋白质、红细胞和白细胞。
——将赛璐玢醋酸纤维薄膜,制成很细很长的透析管,把透析管一圈圈地盘绕在一个鼓形圆筒上,浸没在透析液中。
——为了加速透析效果,圆筒的中心装有转动轴,用电机带动,可使透析管在透析液中缓缓转动。
——整个透析管长达 20 米,显著地增加了透析膜的面积。
——透析液也不再是单纯的生理盐水,而是根据病人的需要,对透析液可作调整。
——人工肾安置了良好的血泵,可以不断泵动血液。
考尔夫采用他试制的这一台能实际应用的人工肾开始治疗工作。起初, 15 名病人中能活下来的只有一个。后来经过改进,又救活了一位 67 岁的尿毒症老妇。从此,人工肾真正确立了它在医学上的地位,并由此而久盛不衰。