人物风云｜他发明了人造肾脏和人造心脏！
前言
威廉·约翰·皮姆·科尔夫教授（Willem Johan'Pim'Kolff）是人造肾脏和人造心脏的发明者。除此之外，科尔夫教授在1943年至1997年间还开发了许多器官替代疗法，是20世纪最重要的医学发明家之一，被誉为“人造器官之父”。
在科尔夫教授的职业生涯中，他获得了来自世界各地大学的13个荣誉学位和127个国际奖项。据2003年美国国家工程院的统计数据显示，从1943年开始，科尔夫教授发明的人造肾脏挽救了2000多万人的生命并改善了他们的生活质量。
一、他将纳粹垃圾变成了透析机！
科尔夫教授于1911年出生于荷兰莱顿镇的一个医生家庭。他是家中的长子，他的父亲Jacob Kolff是结核病疗养院的主任。科尔夫小时候有阅读障碍，曾和木匠一起去周末学校读书。也许就是因为这段经历，科尔夫的动手能力特别强。1937年，科尔夫从莱顿大学医学院毕业后前往格罗宁根大学医学院内科当实习生。1938年，科尔夫在目睹一位22岁的患者因急性肾功能衰竭而死亡后，决定开发一种替代肾脏的治疗方法。
肾脏的生理功能主要包括生成尿液以排出人体代谢产物，调节体内水、渗透压、电解质及酸碱平衡以维持机体内环境稳定，使新陈代谢正常进行并调节内分泌功能。科尔夫在图书馆找到了一篇John Abel在1913年发表的动物血液透析的文章，并深受启发，开始动手做人造肾脏的实验。他将香肠肠衣当作半透膜，在香肠肠衣里灌满血液，排掉空气，加入尿素。然后浸入装满盐水的浴缸。5分钟后，香肠里的尿素都转移到了盐水里。
二战爆发后，纳粹入侵荷兰，科尔夫的导师、格罗宁根大学医学院内科系系主任不愿为纳粹工作选择了自杀。科尔夫也不愿为纳粹工作，但他更不愿放弃自己的研究，于是来到了Kamper医院。在那，他利用战乱的乡村中能收集到的材料：一架被击落的德国空军战斗机、废弃的福特汽车的水泵、橙汁罐子、搪瓷浴缸、木鼓和人造香肠肠衣等，制成了一台“转鼓式人造肾脏”。
从1944年3月至1945年7月，科尔夫共治疗了15例尿毒症患者，仅存活一例，该例是由药物引起的急性肾功能衰竭。科尔夫事后总结认为，该例患者不是由人造肾脏救活的，而是由于排除了磺胺结晶，解除了肾小管梗阻，才让肾功能恢复了。1945年9月，科尔夫治疗了一位急性胆囊炎伴急性肾功能衰竭。病人在透析11.5个小时后才从昏迷状态恢复，且在1周后，康复出院。这是人类历史上第一例由人造肾脏成功救活的急性肾衰患者。
二、初到美国，就让心脏“暂停跳动”！
1950年，科尔夫收到克利夫兰诊所的邀请来到了美国。在克利夫兰诊所，科尔夫与弗兰克•梅森•曾根（Frank Mason Sones）、唐纳德·埃弗勒（Donald Effler）进行了很多深度合作，为克利夫兰医学诊所设计了第一个可供临床使用的人工心肺机。
左：弗兰克•梅森•曾根（Frank Mason Sones）；右：唐纳德·埃弗勒（Donald Effler）
心脏内腔手术（如心脏搭桥手术）必须在直视条件下才能进行，也就是说，需要切开心脏并暂时阻断上下腔静脉的血流，让心脏内处于无血状态。在正常情况下，静脉血流停止时间不能超过3到4分钟，否则患者会因为缺氧而死亡。而科尔夫在1944年给患者透析的时候就发现血在转鼓式人造肾脏中会被氧合，于是发明了聚乙烯毛细血管转鼓型膜式氧合器。
科尔夫在查阅文献的时候发现，有位曾报道过将柠檬酸钾注射进冠状动脉可以使心脏暂停跳动。1956年3月17日，由埃弗勒主刀为一个17月大的患儿进行房间隔缺损修补的手术，科尔夫负责体外循环，这是克利夫兰诊所第一次使用科尔夫设计的膜式氧合器的体外循环机进行心脏手术，也是医学史上第一次实现使用柠檬酸钾让心脏停跳再复跳。这个患儿术后恢复顺利，15天后出院。
克利夫兰诊所也因此在心脏病治疗方面声名鹊起，后来阿根廷医生勒内·赫罗尼莫·法瓦洛罗的加入，又使这家医院在心肌血运重建领域率先取得突破。仅仅数年，克利夫兰诊所就由一所小型私人医院成长为举世闻名的心脏医疗中心。在U.S.News & World Report的排名中，从1995年起，克利夫兰的心脏外科已经蝉联榜首25年。
三、“心脏既然能长出来，就一定能被造出来！”
1957年，科尔夫和35岁的日本研究者阿久津哲三（Tetsuzo Akutsu）合作，开发出了一种有4个腔室的人造心脏。这个人造心脏通过使用循环液压来产生脉动流。1957年12月12日，他们将一条实验犬麻醉后连上体外循环机，在体外循环的支持下，将这枚人造心脏植入实验犬体内。当体外循环停止后，人造心脏继续维持了90分钟的血液循环。4个月后，科尔夫和阿久津哲三在美国人工器官协会的第四次会议上报告了这次试验。
科尔夫将“人造心脏”从概念变成了现实。1964年，美国国立卫生研究院成立了人造心脏项目，美国国家心肺和血液研究所提出了“到1970年设计出人造心脏”的目标。1967年，科尔夫成为盐湖城犹他大学的教授。他在那里主导建设了世界闻名的人造器官实验室，为盐湖城赢得了“ Biocon Valley”的美誉。人造器官实验室由175个内科医生、外科医生、工程师、化学家，及其它专家组成。科尔夫规定以项目负责人的姓氏命名每个人造器官。
从1960年代到1970年代，在科尔夫的领导下人造心脏开始飞速发展。1983年，盐城湖犹他大学医学中心首次将人造心脏植入了人体，引起了全球的关注。患者在人造心脏的支持下存活了112天。
科尔夫和人工心脏们
直到2005年，科尔夫仍在工作积极研究新的、更好的人造器官。尽管他的听力和视力下降，他一直在世界各地演讲直到2006年底，并且每天至少工作5个小时来完善人造器官。2006年12月，科尔夫第三次退休（第一次是1986年，第二次是1997年）。
结语
随着生物医学工程技术的不断发展，新型的人体机能替换装置不断涌现。但我们不要忘了，是科尔夫最先证明了机器可以替代人体器官，是他的发明，开创了生物医学工程时代！
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