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「输液」是怎么被发明出来的?

图片:Yestone.com 版权图片库

洪嘉君,所知甚少,唯善学

和大家想象的不同,输液,特指通过静脉途径输注液体的治疗手段,至少已经有 150 多年的历史了,它的起源来自于尝试对霍乱进行“补液”(1)。

大家都知道霍乱是一种烈性传染病,在中国,它是仅有的两种甲类传染病中的一种(另一种是鼠疫)(2),即便是在现代社会,本病若治疗不及时,致死率也是相当之高的。那么我们回到 19 世纪上半叶,想来情况只会更加糟糕吧?霍乱最大的问题是大量腹泻和呕吐导致的脱水,可因此引起外周循环衰竭而最终致死,所以对于霍乱的治疗,除了抗感染意外,合理补水是关键。

所以怎么补水?这个问题放到了 19 世纪初霍乱大流行期间医生的面前。

事实上,既有文献表明,确实有不少人注意到了霍乱患者的脱水现象,但是只有一个人尝试给出了解决方案,他叫托马斯•拉塔(Thomas Latta),这个名字如此常见,就好像是中国的“王伟”,乃至于现在我们纪念托马斯•拉塔的时候,都会说是“利斯(Leith)的托马斯•拉塔”。

拉塔意识到补充丢失的水分也许至少是维持霍乱患者生命的一种可能手段,起初他尝试通过直肠途径(肛门)来补充水分,可想而知,腹泻的霍乱患者不会给这种方法以机会,于是他想到,既然血液是一种“液体”,何不尝试把液体直接注入血液中来补水呢?

1832 年 5 月 23 日,在爱丁堡霍乱医院(Edinburgh Cholera Hospital on Drummond Street) ,拉塔开始了他的第一例静脉输液实验,实验对象是一位被判定将死的老年妇女,在向病人的贵要静脉输注超过 3000 ml 的液体之后,病人的症状果然出现了改善现象(虽然最终患者依然宣告不治),拉塔描述到:“患者苍白湿冷的面色开始好转,脉搏恢复有力,体温也开始升高…”(3)

现在医学知识告诉我们,以上其实都是脱水所致外周循环衰竭被纠正的结果。所以,这样一个正面结果很快就被《柳叶刀》杂志进行了报道,并被其他医生用到了临床上,但随着霍乱流行季的结束和这一治疗手段效果多有不佳且并发症严重(下述),拉塔的新方法不久就迅速就埋没进了历史长河之中。

以现在的知识来看,疗效不佳的原因其实很简单,是当时还没有搞清楚输注液体的成分应该如何配置(比如钠和钾的配比),所以在随意输入“盐水”(真的是盐水)的前提下,更多患者必然会经历溶血、低体温等输液常见并发症。以拉塔为代表的首次输液尝试实际上只是使一小部分人活了下来,而更多患者却并没有反转命运的安排,他们都成了医学技术进步的试路人。

等人们搞清楚输注液体应当具被什么样的成分并如何合理配比,那也是要 70 多年后的事情了。

首先是 1903 年的诺贝尔化学奖颁给了斯凡特•阿伦尼斯(Svante Arrhenius)),表彰这位阿伦尼斯提出电解质理论,也就是这个时候开始,医学界开始留意血液的电解质溶液属性——如果输液,那就应当输入类似血液电解质构成的溶液,这样可以防止副作用的发生。如果输注大量电解质含量不足的液体,可能就会引发所谓的低渗性溶血现象,而输注高渗性溶液则会进一步加重脱水现象,等等。

随后,生理学家威廉•乔治•麦卡勒姆(William George MacCallum)注意到,胃酸丢失可使血浆内“氯离子”显著减少,此时如果补充含氯溶液,那么电解质紊乱就能很快被纠正,据此他认为“盐”很重要(4)。

于是再往后诞生了生理盐水(0.9% 氯化钠溶液),这是詹姆斯•甘布(James Gamble)——动脉血气之父——的功劳,他在 1936 年首次输注生理盐水成功改善了患者的预后,打破了盐溶液不可随意使用的固有观点(5)。

我们注意到,到 1936 年,事实已经距拉塔首次静脉输液过去了 100 年,是不是就此质变,光明普照人间了么?不然,还有一个问题需要解决,那就是静脉输液的速度还没办法控制。

如果说你们以为静脉输液就是在静脉上开个口然后滴注正确的液体进去,那就有失偏颇了。输液快慢大有讲究,对于大量失水的患者,比如烧伤,就需要越快输入液体越好,有时候可以开放几路静脉同事最高速输液,否则循环血量不足当然致命;而对于循环功能本身不佳的人,比如心衰之类,一旦输液速度快一点,难免导致外周负荷加大,同样可能会闹出人命来。对于这个局面,怎么解决?

这里就要介绍另一个了不起的人了,这个人首先是个女性,其次是个做过成功演员的女性,再次是个做过成功演员后回归大学读书的女性,最后是个做过成功演员后回归大学读书化身为学者的女性,这位的经历是另一位 CDMA 之母海蒂•拉玛(Hedy Lamarr),只不过更早一些。

又一个漂亮的不像实力派!

演员贾斯汀•约翰斯通(Justine Johnstone)息影后,用夫名万格(Wanger)进入哥伦比亚大学深造,1938 年前后,她设计出了现代静脉注射装置的原型(就是你们现在吊针用的那套装置),看似简单,但是它解决了一个很重要的问题——随意控制静脉输液的滴注速度(6)。后面的故事,你们知道的是这个小小发明一直使用到现在没有多大结构变化,你们不知道的是万格夫人后来成了知名病理学家,专门研究梅毒。

静脉输液装置有多伟大?或许可以说,它的发明影响了稍后几年的战争走向,配合抗生素,大量战伤人员得以活了下来,由此说它影响了历史进程大概并不为过。

看似简单的治疗措施,从如何输注,到应该输注何种液体、再到输注速度应多快,以及如何规避与输液密切相关的并发症和应用无菌技术(这里不浪费笔墨了),凝结了多少人的才智!我们现在在赞叹静脉输液如此便捷有效的同时,不妨回顾下作为具有 150 多年历史的这一产品的一路风雨,感谢为此做出贡献的人吧。

参考文献

1. MacGillivray, Neil. Dr. Thomas Latta: Father of Intravenous Infusion Therapy. Journal of Infection Prevention. 10 (Suppl. 1): 3–6.

2. 《中华人民共和国传染病防治法》

3. Meikle G. Trial of Saline Venous Injections in Malignant Cholera at the Drummond-Street Hospital, Edinburgh. The Lancet. 18 (472): 748

4. MacCallum W.G., Lintz, J., Vermilye, H.N. et al. The Effect of Pyloric Obstruction in Relation to Gastric Tetany. The Johns Hopkins Hospital Bullettin. XXXI: 27–40.

5. A.McGehee Harvey. Classics in clinical science: James L. Gamble and “Gamblegrams”.The Amercian Journal of Medcine. June 1979, Volume 66, Issue 6, Pages 904–906

6. Hirshfeld S, Hyman HT, Wanger J. Influence of Velocity on the Response to Intravenous Injections. Archives of Internal Medicine. 47 (2): 218–228.

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