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[4] Ibid., p.xxi.
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[5] 1英亩约为4 000平方米。——编者注
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[6] Ibid., p.182.
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[7] Ibid., p.196.
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[8] Society for Assisted Reproductive Technology, http://www.sart.org/globalassets/__sart/infographics/number-of-clinics-treatments-births.png. Accessed October 9, 2019.
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[9] G. S. Dawe, et al., “Cell Migration from Baby to Mother,” Cell Adhesion & Migration,1(1): 2007, pp.19–27.
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[10] M. F. Maitz, “Applications of synthetic polymers in clinical medicine,” Biosurface and Biotribology, vol. 1, 2015, pp.161–76.
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[11] http://education.seattlepi.com/can-minerals-form-deep-within-earth-6008.html. Accessed October 9, 2019.
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[12] https://www.britannica.com/technology/chromium-processing. Accessed October 9, 2019.
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[13] http://www.mining.com/web/global-cobalt/. Accessed October 9, 2019.
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[14] https://www.theatlantic.com/health/archive/2017/11/placebo-effect-of-the-heart/545012/. Accessed October 9, 2019.
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[15] https://globenewswire.com/news-release/2016/12/15/897773/0/en/Global-Cardiac-Pacemaker-Market-will-exceed-USD-12-00-billion-by-2021-Zion-Market-Research.html. Accessed October 9, 2019.
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外科的诞生：从文艺复兴到移植手术革命 第十五章心脏外科
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1896年，著名的英国外科医生斯蒂芬·佩吉特断言：“心脏外科可能已经达到了自然界给所有外科手术设下的极限：人类没有新方法也没有新发现来攻克心脏创伤治疗面临的难题。”[1]
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第一款植入型心脏装置的故事彰显了科学和医学的进步。从初期令人失望的结果，到一批具有牺牲精神的患者同意在自己身上展开无畏的医学探索，再到遭遇灾难性失败后重新调查研究，最终一小群研究人员凭着近乎病态的决心获得了成功。
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从20世纪50年代开始的数十年里，电子元件仅在心脏外科使用。如今，植入型电子装置广泛应用于普通外科、泌尿科、耳鼻喉科、神经外科、骨科甚至妇科。这些植入手术的故事倚赖外科技术的改善、麻醉学的进步、抗生素的问世、冶金技术的提升以及现代电子学的发展，尤其是晶体管的出现。
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20世纪30年代，尽管治疗消化系统与骨骼肌肉的手术取得了进步，但没有人敢动心脏。脑部受损、猝死和手术失败的风险如此之大，根本没有理由选择手术。1938年，波士顿儿童医院的罗伯特·格罗斯进行了动脉导管结扎术。动脉导管是胎儿时期连接肺动脉与主动脉的小动脉，帮助胎儿绕过没有功能的肺，动脉导管应该在出生几天后自然闭合，但如果没有闭合，持续开放的动脉导管会使婴儿患病。
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1944年，阿尔弗雷德·布莱洛克在约翰斯·霍普金斯医院为一名患有“法洛四联症”（tetralogy of Fallot）的儿童进行了姑息性手术治疗。法洛四联症是一种先天性心脏缺陷，肺动脉瓣过窄，导致右心室肥大，室间隔缺损，以及主动脉骑跨，即主动脉排空左右两心室，而不只是左心室。简单地说，法洛四联症患者的心脏所具有的一系列器质性缺陷，使它无法为血液充分供氧，婴儿的氧合功能严重受累，导致皮肤呈青紫色，也即“新生儿发绀”。要治疗这种疾病，医生必须切开心肌壁，看到心脏内部，但是当时的世界上还没有任何外科医生能想出一种“打开”心脏却不杀死病人的方法。法洛四联症等于死刑，而布莱洛克进行了一种姑息性手术——从心脏外部 接通大血管——这个权宜之计确实提高了患者的生存率。
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1952年9月2日，F. 约翰·刘易斯在明尼苏达大学进行了世界上首例心内直视手术，他通过全身降温和血流停滞的方法打开了一名五岁女孩的心脏。在手术室里，医护人员把这名儿童安置在盛满冰水的饮马箱中，将其体温降至28摄氏度，打开胸腔后，夹住流入心脏的血管，使血流停滞。他通过手术迅速封闭室间隔的病理性孔隙，再进行加温使患者复苏，从而平安渡过手术难关。50多名心室间通路异常的儿童接受了这种手术治疗。然而，由于担心加温复苏不一定能够恢复正常心率，明尼苏达的外科医生们开始思考另一种打开心脏的方法。
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刘易斯所取得的进步鼓舞了费城杰斐逊医学院的约翰·吉本医生，他于1953年用人工设备为血液供氧，给一名同样患有这种心脏缺陷的18岁少女进行了手术。垂屏式氧合器（screen oxygenator）后来又叫“梅奥-吉本心肺机”（Mayo-Gibbon heart-lung machine），虽然大而笨重、结构复杂且造价昂贵，但首次应用确实取得了成功。这台机器的大小与一辆卖热狗的小货车相当，通过一系列塑料管与患者连接起来，用持续运转的德贝基滚轮泵实现血液的体外循环。患者不仅平安渡过了世界上首例使用心肺转流术的心内直视手术，她的人生又继续了47个年头，直至65岁才去世。[2] 不幸的是，吉本接下来的三位患者或死于手术室，或术后立即死亡。该设备的研发历经19年，其间有数不清的动物手术、数不尽的调查研究，然而，到了1954年，他决定暂停所有心内直视手术至少一年，同时试着改善结果。对于吉本医生来说，那一定是十分沉痛的打击；事实上，他再也没有做过心内直视手术。[3]
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明尼阿波利斯的外科医生们也在研究自己的心肺机（进展甚微），他们还以生物学方案进行了创新。1954年初，在一次临床医师献计献策的讨论会上，一名年轻的外科医生说，自己怀孕的妻子能够以流入子宫的血液来支持胎儿的心肺功能，给出了另一种思考角度，于是“交叉循环”的概念诞生了。研究小组尝试以一只狗作为“外部生物性心血管设备”来为另一只狗做手术。在狗的身上做过几十次实验之后，明尼苏达大学的沃尔顿·李拉海（Walton Lillehei）医生为一名一岁男孩进行了手术，而作为“生物性氧合器”与患儿连接在一起的是他的父亲。我们只能想象，母亲痛苦地看着自己的丈夫和孩子躺在病床上，被推往手术室去做交叉循环手术，勇敢的父亲冒着生命危险维持着幼子的生命。那一天，“对心内直视手术的普遍悲观态度发生了巨大的转变”，[4] 尽管患儿在11天后死于肺炎。李拉海并没有被困难吓倒，在接下来的一年中，他带领着自己的医护组通过交叉循环的方法进行了45例手术，每次患儿都在父亲或母亲冒着生命危险的支持下渡过难关，2/3的患者手术成功并出院。重大心脏缺陷得到了治疗，其中包括心房和心室缺损（心内孔隙），甚至还有法洛四联症。得这些病在一年前还等于死罪难逃。1955年，也就是阿尔弗雷德·布莱洛克初次进行发绀婴儿手术的11年之后，李拉海医生积累了一年的手术经验，在费城的美国外科协会的会议上，就首批法洛四联症患者的数据做了报告，布莱洛克也在听众席中。
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在连续接受手术治疗的10名患者中，6例结果极好，4例死亡，死亡全部在术后几小时内发生。如今的我们是无法容忍这种失败率的，但在1955年，这却是一场伟大的胜利。沃尔顿·李拉海读完文章之后，布莱洛克评论道：“作为一名保守的老外科医生，我可能不应该评论这篇论文。不得不说，我从未想过自己能见到这种手术操作得以实现的一天。我要赞扬李拉海医生、瓦尔科（Varco）医生及其同事们的想象力、勇气和事业上取得的成绩。”[5] 在科学领域，当朗读一篇开创性报告的声音在灯光幽暗的会议厅中回响，在座的每位同行都体会着那一历史时刻的分量。如同航空工程师在火箭发射成功后挥舞着旗帜相互拥抱，费城那间会议室中的外科医生们一定也擦着幸福的泪水，重获乐观的力量。30年后，在1985年的胸外科医师学会的会议上，李拉海医生介绍了45名患者的长期结果。惊人的是，在27例患有室间隔缺损的病人中，有17人还活着，如果没有手术，他们根本不可能活下来，所以这一发现令人赞叹。丹顿·库利医生是心脏外科史上伟大的先驱之一，报告结束后，他在讲台上说道：“李拉海医生为胸外科医生能够遇到的最大规模的野餐提供了开罐器。”[6] 尽管交叉循环心肺支持这种方法使用的时间很短，但它打开了心内直视手术的大门。到20世纪50年代末期，世界各地的外科医生都受到了启发，开始思考这种“不可能”的手术……或许，一切 皆有可能。
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沃尔顿·李拉海及其医护组向世人证明，严重的心脏缺陷是可以是治疗的，这重新唤醒了研究人员继续完善人工心肺机的追求。大家都认为，经梅奥医学中心改装的吉本心肺机，实际使用起来过于昂贵。李拉海医生找到自己年轻的实验室研究团队，希望可以研制出一台更好的设备。设计负责人是理查德·德瓦尔，他刚从医学院毕业，准备一生与实验室研究设备为伴。德瓦尔从一块干净的石板开始，用弯弯曲曲的软管、泵、针和氧气罐组装出一台“鲁布·戈德堡”[7] 式的奇特装置，成为“机械设备领域的麦吉弗[8] ”。[9] 德瓦尔没有使用易碎的玻璃管，而是选择了聚乙烯塑料软管。与玻璃管相比，塑料软管具有双重优势：它更廉价，而且与血液发生反应的概率低得出奇。德瓦尔的小额预算实际上成了一种优势，促使他以开放的态度去看待聚合物革命。他使用的聚乙烯管来自附近一家工厂的泵蛋黄酱的管道。
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