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他不仅是一位德艺双馨的医生,而且也是不断给人以激励的导师,还是一位充满正义感的斗士,更是充满创造活力的发明家。他自己是肾病患者,也是人工肾器官的发明者和血液透析治疗的开创者,他还同时发明了人工心肺机和人工眼,也是人工心脏的创始者。
1911年2月14日 ,威廉·约翰·考尔夫( 图1 )诞生于荷兰莱顿的一个贵族家庭,从莱顿大学毕业后,成为了荷兰哥劳宁根大学医学院的内科住院医生。在治疗一位22岁的年轻病人的尿毒症时,由于束手无策,他眼睁睁地看着病人因肾衰竭慢慢地死去,倍感煎熬和自责,他痛下决心,一定要找到一个抑制尿中毒的良策。渐渐地,他想出一种利用人工血液透析代替肾功能的办法,并自制了一台代替肾的血液透析机。
肾对人的作用很大,除了维持人体内酸碱和内分泌平衡以外,肾的最主要功能是把血液中的废物透析出来,随尿液排出体外。起到透析作用的就是肾小球和肾小管。他想,要制造一台代替肾的人工机器,不仅要找到代替肾小球的透析器件,还要设法把血液送出体外,通过往复循环把血液清洗干净以后再输回体内,这就需要有合适的泵血部件。
考尔夫制造血液透析机的时候正值“二战”,物资极度匮乏,他拿不到任何资助,只好把肾透析机建在了一辆废旧的汽车上。不少器材是从工厂仓库里找来的,有清洗机的机芯和电泵,甚至还有胶皮管和旧罐头盒。为了找到透析血液的部件,他选用了很多材料,逐一考察它们的透析性能,但都没有满意的结果。有一次,在吃香肠时,他注意到了香肠外面的肠衣。他突然想,为什么不剥下来试试呢?他把血液灌入肠衣,里面加了些尿素,把肠衣里面的空气排出,上面扎紧,放在盐水溶液里面摇动。肠衣是具有半透析性的材料,小的尿素分子钻了出来,而血液大分子还留在肠衣里面。5分钟以后,尿素分子被排到了盐水里,肠衣里面的血液被透析干净了。这一成功使他有了信心,利用肠衣作为关键性材料,终于制成了人工肾透析机。
1943年,考尔夫把这台简陋的机器用到了临床上。一开始,它的透析功能并不好,一连做了多次改进之后,终于在1945年,开始有了疗效。仅在这一年,他就成功地救治了16例肾衰竭的临危病人, 图2 显示的是当年考尔夫利用研制成功的透析机治疗病人的情况。经考尔夫透析机治疗,一些濒临死亡的人恢复了生机,其中有位妇女经他治疗后,从尿中毒的昏迷中苏醒了过来,以后又活了很多年。这位妇女是当时臭名昭著的纳粹合作者,但考尔夫只把她视为自己的病人,与其他病人同等看待。也就是在此时,考尔夫还同时参加了抵抗德国占领的地下活动。在这一时期,他还首次采用了输血的治疗技术,在他的组织和领导下,创建了欧洲第一个血库。
尽管考尔夫发明的血液透析机有着难以置信的良好效果,但他从没有想过申请专利,而是把他亲手制造的5台透析机和设计图样复印件无偿地捐赠给了世界其他几所医院,这一大度的创举,使血液透析治疗得以迅速地扩展开来。
1950年,考尔夫移居美国,从1950年到1967年他在克利夫兰医院担任临床医生。在此期间,经他多次改进,血液透析机的结构和部件更加合理,疗效也更加显著,考尔夫的人工肾器官已成为引领现代血液透析机的先驱。
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1967年,考尔夫调入犹他大学医学院,在这里,他继续改造血液透析机,同时又潜心于心肺机的研究。 图3 显示的是1978年考尔夫在一个研讨会上,展示他发明的便携式透析机。1982年,他研制成功的心肺机正式投入使用。与此同时,他还首先提出了人工心脏的设想,考尔夫经常说,“既然心脏能被人生长出来,那人也应该能把它制造出来。”在他的努力下,人工心脏终于研制成功。在1973年到1981年间,考尔夫先后对4头牛做了人工心脏移植手术,存活最长一例达到了286天。在他的引导与激励下,他的研究生罗伯特·伽维克沿着考尔夫研发的道路,终于研制成了第一例人工心脏“伽维克7号”。1986年考尔夫正式退休,但他继续在实验室又工作了11年,坚持他的人工器官研究,在此期间,他发明了人工眼。
考尔夫被称为“人工器官之父”,在他的一生中,发明、著作和论文共达600多项,成为20世纪做出最伟大贡献的医生之一。他曾在世界20多所大学和研究所获得荣誉博士学位,先后获得120多个学术成就奖和荣誉奖,如1972年的哈维奖、1982年的美国医学学会(AMA)的科学成就奖、1986年的日本奖、2002年的阿尔伯特·拉斯克临床医学奖、2003年美国工程院的拉斯奖等。1990年,他被美国《生活》杂志评为“20世纪最重要的人物之一”,2003年,他与威廉·多贝尔一起获得诺贝尔奖提名。
在考尔夫的开创下,现代的血液透析机在世界各地医院、诊所甚至医护中心都获得了广泛使用,它已成为救治肾病和肾衰竭病人必不可少的治疗工具。血液透析机的广泛使用,拯救了世界千千万万肾病患者的生命。考尔夫不懈的创新精神,尤其是他的医术和医德将永远激励着后来人。
关键词: 人工器官之父,威廉·约翰·考尔夫,血液透析,father of artificial organs,Willem Johan Kolff,hemodialysis
图1: http://en.wikipedia.org/wiki/Willem_Johan_Kolff
图2: http://www.rug.nl/research/biografie-instituut/medewerkers/kolff?lang=en
图3: http://www.rug.nl/research/biografie-instituut/medewerkers/kolff?lang=en