醫學史上，有太多起於偶然的傳奇故事。
青黴素的發現，來自培養皿被黴菌意外的汙染；地西泮的發明，起自一瓶打掃實驗室時翻出的藥劑；而抗癌藥貝伐單抗的誕生，不過是發明者研究風馬牛不相及的其他課題時，倒錯了試管[1]……
失敗是成功之母的話，偶然就是後媽……
正所謂無巧不成書，但這並不意味著科學家們是等著天上掉餡餅。靈感、啟迪、醍醐灌頂，都得有辛苦探索打下的堅實地基，才能綻放出智慧的火花。
至少，那個發明了植入性心臟起搏器，拯救了數千萬心臟病患者的發明家是這麼認為的。“我做的10件事裡也許會有9次失敗，但1次成功，就足以彌補之前的所有失敗。從沒失敗過的人，不會做成任何事的。”
穿越硝煙的電波
“經歷過戰爭的人，身上都會有傷痕。有些是看得見的，有些是看不見的。”
26歲的威爾森·格雷特巴奇（Wilson Greatbatch），已經不再是那個無憂無慮的少年，從小對雷達、電波和通信的熱愛，讓他成為了一名優秀的海軍艦載機領航員，也讓他親眼見證了二戰的硝煙、烈焰和死亡。
在航母服役的半年裡，格雷特巴奇的中隊犧牲了三分之一的戰友，如果不是原子彈結束了一切，也許他的名字也會出現在烈士公墓了[2]。刀槍入庫，馬放南山，老兵們要重新回到這個世界，繼續生活下去。
這群在希特勒別墅享受勝利喜悅的士兵，很多人應該都知道他們的名字……
格雷特巴奇選擇的道路並不算太特殊，拜退伍軍人法案所賜，他成功進入了名校康奈爾大學，在六年後再次鑽研起自己深愛的電子工程學。他和醫學，這時候還像是兩條不會相交的平行線。
但是嘛，人有的時候要向現實低頭。
退伍軍人法案確實好，包錄取包學費，但是不包生活費啊，而且格雷特巴奇已經是拖家帶口了。為了生計，格雷特巴奇開始接各種工作，其中一項就是設計專用的裝置，給學校生理學教研室養的牛和馬測血壓、測心率、測各種指標。
故事就這麼開始了。1951年，格雷特巴奇在折騰這些動物的時候，遇到了兩個來拿動物練習手術的腦外科醫生，午餐時間的閒聊中，兩個醫生向這個門外漢講述了一種叫做阿-斯綜合徵（Stroke-Adams Syndrome）的心臟疾病。
在聽明白了阿-斯綜合徵中的房室傳導阻滯是怎麼一回事之後，格雷特巴奇一拍大腿：這種病，我能搞定啊！
不“安分”的心
你一個搞電子的，哪來的信心治病呢？因為心臟的正常跳動，靠的就是電波啊。
聽說最近“蝦仁豬心”的梗很流行……
讓心臟正常跳動的心電衝動，起自竇房結，然後逐漸通過結間束、房室結、希氏束等結構傳導到整個心臟，而房室傳導阻滯，就是這些中間的傳導過程出了問題。心房和心室跳不到一個節奏上，那還叫正常的心臟跳動嗎？
心臟跳動得不正常，自然就會導致各種症狀，房室傳導阻滯的患者，輕則頭暈心悸，重者甚至會喪命！20世紀早期，就有科學家提出了“心臟起搏”的概念，但早期的起搏器並沒得到主流醫學界的重視，連實物都沒有保存下來[3]。
格雷特巴奇並不知道，就在他決心投身起搏器研究的第二年，也就是1952年，哈佛醫學院的Paul Zoll製成了第一臺現代意義上的體外心臟起搏器，它也確實救了一些患者的命，但是實用性嘛……看下面的圖就明白了。
用這玩意當起搏器，跟“把北京站推出來”差不多……
體積足有軍用電臺那麼大，需要推在小車上使用；電源來自接線和插座，所以起搏器基本只能放在病房裡，不能隨身攜帶；電流強度還不能調節，患者可能被電到休克！這個傻大黑粗的裝置，離讓患者回歸正常生活的目標還遠著呢。
不過萬事開頭難，有了第一個吃螃蟹的人，後來者才知道怎麼繼續走下去。1956年，Earl Bakken就把起搏器的實用化推進了一大步，他設計的新型起搏器不僅改用電池，電流強度可調節，體積還大幅縮小。
這還像點樣子……至少不像帶枷一樣了
雖說起搏器要掛在患者的胸前才能使用，但對於那時的醫學界來說，這已經像是“外掛”一樣的突破了。不過，Bakken的起搏器還不是醫生們認為的完美形態。掛在身體外面的東西，終歸只能在發病時應急啊。
要想真正讓患者的心跳長期正常，就必須將起搏器做到可以完全植入患者體內，長期使用的程度，這就需要攻克一系列的難關：繼續縮小起搏器體積不用說，起搏器還必須能抵禦人體內各種液體的侵蝕，還得長期供電，避免反覆充電……
幾十年彈指一揮間，起搏器就已經完成了華麗進化
當然，格雷特巴奇一開始並沒有想這麼多，他決定對自己曾經設計的動物心率監測器進行改造，先做出屬於自己的起搏器雛形吧。但一個無心的失誤，卻讓他推開了金碧輝煌的大門，也留下了一個被神化的故事。
絢爛的一瞬
某一天，在改造監測器的時候，格雷特巴奇伸手去工具箱裡拿電阻器，但他卻沒多看一眼電阻器的顏色，於是一個100萬歐姆的電阻被裝進了電路……正確的電阻，應該只有1萬歐姆，這可差了100倍啊。
一個把初高中物理知識都快忘光了的Dr.Why淚奔而過……
當格雷特巴奇聯通電路的時候，他驚得目瞪口呆，“老天，我這是搞了什麼？”
格雷特巴奇眼前的裝置，開始以一秒為間隔，釋放1.8毫秒的弱電流，而在間隔期內完全沒有電流[4]。放電-間隔-放電，稍微調整一下電流強度，不就是心臟起搏器應該具備的電流模式嗎！
在二戰中成為一名虔誠基督徒的格雷特巴奇覺得，這個源自於一時失誤的創造，肯定是“上帝的恩賜”。不過，心臟歷來被視為僅次於大腦的奇妙領域，這麼一個放電的裝置就能拿來當起搏器？換成Dr.Why估計也不信啊。
所以，格雷特巴奇足足花了三個星期，才找到並且說服了兩位外科醫生，幫他開展動物實驗。其中一位醫生覺得，如果他們走運做成功了，這種新型起搏器能用到一萬名患者身上。
你們別動我，我覺得我還可以搶救一下……
1958年5月7日，格雷特巴奇設計的起搏器被裝到了一隻狗的體內。在電路聯通，裝置開始運作後，“要拯救一萬名患者”的醫生憋了好久才吐出一句話。
“我勒個去。”（I’ll be damned.）
起搏器完全控制了狗狗的心跳，心臟規律地跳動著，精密而優美！不過由於是第一次實驗，格雷特巴奇的原始版起搏器，設計時就沒考慮組織液和體液對電路的影響，起搏器只堅持了四個小時就報廢了。
但“領結小隊”已經堅信他們會成功。格雷特巴奇算了算，家裡的存款還夠支持全家人兩年的生活，於是他辭掉了所有工作，在家全心攻克一個個技術難題，可以說，這就是乾坤一擲的賭博。
為啥叫領結小隊？因為植入式起搏器研發的三位關鍵先生都喜歡打領結，就連第一次人體試驗時都不例外
格雷特巴奇很守時，兩年之後，改造版的植入起搏器就在試驗中取得了成功。格雷特巴奇找到了美敦力（Medtronic），雙方一拍即合開始生產起搏器，然後就有了今天大名鼎鼎，全球最大的起搏器生產商。
在這之後，可以說世界上的每一個起搏器，都沿用了格雷特巴奇的設計。格雷特巴奇繼續在美敦力工作了十年，完善和優化他一生中最重要的發明，順便還解決了美敦力一度破產的危機。但他卻在1970年，選擇了再次創業……
此處不留爺，自有留爺處
原因很簡單，起搏器電池的問題，讓電子工程學出身的格雷特巴奇，再也忍不下去了。
嚴格來說，現在世界上的每一個植入性心臟起搏器，專利名裡面都有格雷特巴奇的名字……
格雷特巴奇和美敦力研製起搏器的時候，並沒有設計全新的電池，而是直接把當時流行的汞電池拿來用了。要是家用電器，兩年換一次電池絕對能接受了，可是起搏器不一樣——哪種電器換個電池，還得手術開胸啊？
再說了，需要植入起搏器的患者多數都年齡偏大，每兩年換一次電池，還真是個風險不小的事兒。格雷特巴奇把這個問題擺到美敦力創始人Earl Bakken面前，很坦率地說：電池關過不了，起搏器就不能繼續進步！
當然，估計格雷特巴奇自己也沒想到，最新一代的起搏器都進化到硬幣大小了……
但他得到的卻是回絕，“要做電池你自己去做好了，我不冒這個險”。那好吧，此處不留爺，自有留爺處！格雷特巴奇知道，起搏器電池並不是一個能吸引大公司青睞的熱門領域，所以他只能獨自前行。
事實證明，Earl Bakken還算有點兒先見之明，因為格雷特巴奇差點搞出個大新聞……格雷特巴奇決定採用當時最新的鋰電池技術，但提供技術的公司一開始卻堅持不提供核心工藝，只把封裝電池和銷售的事兒給他去辦。
然後，那家公司建在河邊的電池封裝工廠被洪水淹沒了。提問，鋰遇上水會發生什麼？
你們炸就炸吧，反正不會Terrorist win...
Boooooooooom！格雷特巴奇後來慶幸地說：“目擊者告訴我，工廠被炸上天的時候，就像是國慶日的煙花加量一萬倍。”
捱過炸的合作伙伴才是老實的合作伙伴，格雷特巴奇終於得到了電池技術。1973年，裝著格雷特巴奇公司出產鋰碘電池的起搏器正式上市，45年後的今天，90%起搏器使用的電池上，都印著格雷特巴奇的名字和商標。
順便一說，全球現在每年安裝的心臟起搏器數量大約有一百萬個，也就是當年那位醫生估計的一百倍而已。
2011年9月28日，“謙遜的發明家”威爾遜·格雷特巴奇離世了。他留下了325項發明，業內領航的格雷特巴奇電池公司，還有各種各樣的學術研究和故事。不過更多人會記得，似乎那個電阻器的小錯誤，才是一切傳奇的開始。
Dr.Why還想說
突然想到了某些人做出來的“被頂級期刊拒稿的諾獎成就列表”……不過奉勸一句，被拒稿本身不能說明問題，不要以為你贏了……
1.Ribatti D. From the discovery of Vascular Endothelial Growth Factor to the introduction of Avastin in clinical trials-an interview with Napoleone Ferrara[J]. International Journal of Developmental Biology, 2011, 55(4-5): 383-388.
2.https://ethw.org/Oral-History:Wilson_Greatbatch
3.Aquilina O. A brief history of cardiac pacing[J]. Images in Paediatric Cardiology, 2006, 8(2): 17.
4.http://invention.si.edu/innovative-lives-making-hearts-beat-wilson-greatbatch
本文作者 | 譚碩
閱讀更多 奇點網 的文章
