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人工心脏 · 六

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终于,从大学一毕业我就进了生理学教研室,在主任教授的许可下,开始进行人工心脏的研究了。我因为自身原因,上学的时候就结婚了,可为了节省交通时间,经主任教授允许,我们夫妇借了一间教室居住。因为我妻子对我的研究也非常有兴趣,我就让她做了我的助手。我们昼夜不停地工作。宽敞的校园虽然位居闹市,可到了寂静的夜晚,天花板很高的研究室在瓦斯灯的照射下有一种说不出的寂寞感。可隔着做实验的动物,我俩充满希望的眼神对视的那一刻,总是让人感到无比的幸福。在实验进展不如意时,我经常满脸不悦,彻夜工作。那些时候,妻子也会彻夜不眠,为了改变我的心情而勤奋工作。当实验连连失败,我几乎陷入绝望的深渊时,拯救我、给我力量的依然是我的妻子。要是没有她,人工心脏的发明是无论如何也完成不了的。我至今觉得她依然在我身边。就这样,因为妻子之死,我最终放弃了好不容易完成的发明。我的命运是多么不幸呀!一想起那个时候的苦与乐,直到现在我依然激动不已。

哎呀,不知不觉我跑题了。一开始着手人工心脏的发明才发现,要完成它并不像学生时代想的那么容易。所以我觉得迄今为止,即便有要发明人工心脏的人,也因为最终无法实现,文献资料上才见不到关于他们的任何记录吧。

通常生理学实验,都是就近找青蛙做起来比较方便,可对人工心脏的实验来说,青蛙太小,手工过难。因此我决定通过家兔来进行实验。哎呀,为做实验不知死了多少只兔子。所有的实验都必须在家兔麻醉的状态下进行,虽说这些都是为了拯救人类而进行的实验,但我依然觉得对家兔来说过于残忍。人们把科学家都误解为冷血无情之人,甚至有人觉得他们残忍到以杀害实验动物为乐。其实未必所有的科学家都是这样的。我中途之所以数次想放弃实验,就是不愿让家兔这么痛苦。

实验的顺序是,首先把家兔仰面放倒,固定在特殊的台子上,麻醉后切开胸部,然后再把心囊切开,最后把我们准备的泵替代心脏安装上。这样说起来似乎比较简单,可真正的手术却一点儿也不容易。首先,当摘除了家兔的心脏,要装上替代用的泵时,因出血量太大,手术无法进行。之后先不动家兔的心脏,给泵接上较长的管子,然后把它和各个大血管连接才没事了。

最初没有考虑到人工肺脏,光是研究人工心脏了,可光有人工心脏的话,肺动脉、肺静脉和泵管连接的程序太多,才觉得带有人工肺脏的人工心脏安装起来更为方便。众所周知,心脏是由四个心室构成,人工心脏及泵自然也必须设置四个心室。可带有人工肺脏的人工心脏,只需要用活塞隔成上下两个心室。其实,只有一个心室就可以了,相当简单。

用来做泵的材料,起初用的是厚玻璃,活塞的材料是硬橡胶。这些是为了从外部观察血液流动情况,可最后,泵和活塞都改成钢铁做的了。这是因为,经验证明钢铁比玻璃更适合制作人工心脏。

接下来,我要说一说泵的构造,不过,在此之前,我要先说一说人工肺脏的原理。虽说是原理,却非常简单。就是把上下两个大静脉里的静脉血的碳酸二氧化碳除去,然后给它加上氧气,送入大动脉就可以了。可是,只要连在氧气管上就能提供氧气,可去除碳酸却非常的麻烦。麻烦之处不在于去除碳酸这件事本身,而在于瞬间除去大量的碳酸这一点。把静脉血装入特定的容器,容器上设置有合适的装置,在强烈的内压下,可以除去一部分碳酸,可要除去快速流动的血液里的全部碳酸,却极其困难。我想来想去,突然觉得只要减少全身流动的静脉血里的碳酸量,这个困难就会迎刃而解了。为此,让含有大量氧气的血液,比平常循环快一点儿就可以了。于是我想,把活塞的运动次数提高到心脏跳动次数的三四倍就足够了。试了一下,果然发现静脉里的碳酸二氧化碳的量减少了,人工肺脏的问题就比较简单地解决了。

去除人工肺脏碳酸二氧化碳的部分直接和大静脉连接,去除了碳酸二氧化碳的血液流入人工心脏及泵中,通过活塞叶片时加速,通过活塞喷出,由设置在那里的管子送入氧气,就成了所谓的动脉血,最后进入动脉。你可能会觉得附带人工肺脏的人工心脏体积很大吧?可是经过不断改良,人工心脏的大小可以控制在用做实验的动物心脏1.5倍大小之内。也就是说,用钢铁做材料的话,就能够缩小人工心脏的体积。刚才所说的活塞动力当然是电气发动机去除碳酸的内压,也是依靠电力产生的。

这么说的话,好像实验能够非常简单地进行,可迄今为止的加工改良其实一点儿也不容易。妻子和我经常废寝忘食地工作,尤其是机器做出来后,把它和家兔的大静脉、大动脉连接是极度困难的事情。刚开始时,是用叫做肠线的丝线把钢铁板和血管连接在一起,可钢铁流通不好,后来用有一定硬度的橡胶板接在了它们中间。尽管如此,也会经常因为压力调节不均衡,接口处爆开,导致瞬间出血,而致使家兔死亡。

特别是手术时,让人感到不愉快的现象是血液凝固。大家都知道,血液一流出血管就会马上凝固,只要有一片凝血进入血液里的话,就会引起很小的血管栓塞,从而导致组织坏疽,所以无论如何,必须防止血液凝固。于是我使用取自青蛙口部的水蛭素来防止凝固,从而保障手术顺利进行。可手术安全结束后,大血管和橡胶管连接的内侧容易凝血,仍然不断失败,可是前面有过只要加速活塞运转,凝固现象就不会出现的经验,所以,利用解决人工肺脏问题的方法,也渡过了这一难关。

还有一个让人不愉快的现象——细菌引起的化脓。不过,注意器械消毒,进行无菌手术的话,因为家兔的血液对细菌的杀伤力比较强,就可以避免化脓。当然,不管怎么说,防止化脓最重要的一点是迅速进行手术。不光是化脓,为了避免其他所有的不愉快现象,用尽可能短的时间进行手术是最重要的条件。幸亏我在牺牲了很多家兔之后,渐渐地可以缩短为仅仅十分钟的时间就能做完全部手术。切开胸部,安上人工心脏,再缝合胸部,我为自己能在十分钟之内做到这些而甚感得意。当然,人工心脏只能放置在胸腔外部。我从未能把人工心脏放置到胸腔以内过,利用上面所说的装置,这无论如何也是不可能实现的。你可能会认为,钢铁制的心脏必须要常常加润滑油吧?所幸血液中多多少少含有脂肪,所以这一点也不必担心了。

你可能想象得到,在完成人工心脏发明的时候我们是多么的高兴啊!发出嗡嗡蝇声,旋转的电发动机带动活塞不停运转,尤其是看到从麻醉中醒来的家兔被绑在台子上,平静地存活五小时、十小时的时候,我们欢喜雀跃,相拥而泣。发动机声、去除碳酸二氧化碳声,还有提供氧气声等之类的声音,对家兔来说,或许会感到很不愉快,可对我们来说,能解决人类问世以来从未有人完成过的人工心脏研究的第一难关,却充满着喜悦。我想,如果家兔有感情的话,肯定也会和我们有同感的。如果我们进一步研究,给刚死去的身体装上人工心脏,挽救它的生命的话,恐怕家兔也会从内心感谢我们的吧。克服第一个难关以后,按理说第二个难关就比较容易渡过了。我们夜以继日,开始继续研究。可正在此时,却发生了意想不到的灾难。

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