於同隱:他拋出一個問題,成為國產膜式人工肺的開發關鍵

【圖文由“中國科學家”(ID:Chinses_Scientises)公眾號原創,轉發請申請授權。】

新冠疫情初期,危重症患者的唯一希望是什麼?阻擋死神的最後一道防線是什麼?

人工肺,它的全稱是人工心肺機,是一種代替人體肺臟排除二氧化碳、攝取氧氣的人工器官。

我國第一臺鼓泡式人工心肺機誕生於1958年,經上海醫療器械廠和上海市胸外科醫院合作研製。當年7月,一名11歲的顧姓女孩成為受益者,靠著人工肺完成了一場胸腔手術。霎時,國內醫務界沉浸在“突破外科手術禁區”的喜悅中,科學界則馬不停蹄地投入到第二代人工肺的研製。

有個人帶領復旦高分子團隊研製的第二代膜式人工肺,價格僅為同類進口產品的1/20。

這個人就是我國著名的有機化學家、高分子科學家和化學教育家,也是中國高分子科學的奠基人和開拓者之一,復旦大學高分子科學創建人和學術帶頭人於同隱

於同隱:他拋出一個問題,成為國產膜式人工肺的開發關鍵

於同隱先生

關於於同隱造人工肺的初心,還得從一篇轟動世界的論文說起。

1977年,國外的一份學術期刊上刊登了一篇關於聚丙烯硬彈性研究的綜述文章,指出聚丙烯結晶在一定條件下做出來的產物,可以像橡皮一樣具有彈性。

當這篇文章經影印傳到國內後,於同隱敏銳地意識到:這個課題有潛力。於是,他密切關注相關動向,讓自己的研究生開始進一步研究。在於同隱指導下,碩士研究生杜強國與高分子教研室開展了微孔聚丙烯中孔纖維人工肺的研製。當時,上海市第一肺結核醫院(今上海市肺科醫院)胸外科專家丁嘉安也輾轉找到於同隱,希望合作,一起研製人工肺。

對於國內同行的積極響應,於同隱十分欣喜,立馬組織了討論會。會上,他拋出了一個問題:“有一篇關於聚丙烯硬彈性研究的綜述文章,裡面有張電鏡圖,就是聚丙烯拉伸以後會形成很多微孔,微孔上面有透氣性,這個與人工肺是否有聯繫?”

就是這樣一句話,成為了人工肺開發的一個關鍵性指導思想。

有聯繫嗎?又是怎樣的聯繫?學生們便馬上行動起來,先去查找專利,然後再做中空纖維,在中空纖維做出來之後,再把它做成一個組件,就像肺部有很多毛細血管一樣。

一群由研究生組成的科研小組,把中空纖維紡出來,又做拉伸定型,將熱處理後的纖維一束一束封好。就這樣,搞定了最原始的人工肺。

之後的動物實驗,也十分順利。萬事俱備,只欠臨床應用這道“東風”的召喚。

於同隱:他拋出一個問題,成為國產膜式人工肺的開發關鍵

1980年代於同隱先生和他培養的研究生們

當時,國內醫院廣泛採用的是第一代鼓泡式人工肺。這樣的人工肺在鼓泡過程中,對血液破壞很厲害,最明顯的特點就是析出許多細小的東西。而兒童血管普遍細窄,強行採用該方法會導致毛細血管堵塞,產生嚴重後果。所以,它適用於成人心臟手術,給兒童使用,具有極大的危害性。

上海新華醫院小兒心外科的絕對權威丁文祥,從國外瞭解到兒童心外科做手術必須使用膜式人工肺,就找到復旦大學化學系。經過多方協商,復旦大學、上海肺科醫院、上海新華醫院3家單位聯合申報了上海市科委的課題,膜式人工肺的研製被提上日程。

急病患所急,與死神爭分奪秒。最終,按照於同隱指導思想研製的微孔聚丙烯中孔纖維人工肺臨床實驗在新華醫院進行,結果喜人,圓滿成功。但光是做到這一步,於同隱覺得還不夠。項目通過驗收鑑定之後,復旦大學又專門建了一家校辦工廠用來生產人工肺。從研製到生產,一步到位,方便了於同隱和他的專家組把關產品。如若出現科學性問題,他們也能第一時間到場檢查、排除。在最成功的那幾年,一年要製造售1000~2000臺,相當於挽救了上千個孩子的性命。

不僅如此,膜式人工肺的研製項目還在1987年獲得了國家教委優秀科技成果獎和上海市科技進步獎二等獎。但可惜的是,隨著時間的慢慢推移,因為當時大環境下的同行惡性競爭、醫藥行業吃回扣等“潛規則”,以及知識產權保護較弱等原因,國產膜式人工肺不能抵擋進口產品,不得不停產。

它雖“隕落”,但是於同隱在人工肺研製領域的前瞻性和指導性是毋庸置疑的。正如他的學生杜強國所說:“現在人工肺這個領域,它的發展更多的是用來研究其結構改進,它的組裝結構是越來越先進了,至於膜材料的水平跟我們那個時候差不多。”


更多閱讀材料,請參考《一個人與一個科系:於同隱傳》,段煉、張劍、張煒著,上海交通大學出版社,中國科學技術出版社. 2016.

於同隱:他拋出一個問題,成為國產膜式人工肺的開發關鍵


:採集工程項目辦公室/中國科協創新戰略研究院


參考資料:

1.《一個人與一個科系:於同隱傳》,段煉、張劍、張煒著,上海交通大學出版社,中國科學技術出版社

2.本文圖片來源於老科學家學術成長資料採集工程


分享到:


相關文章: