人物风云｜他是热爱文学还发明了人工心肺机的心脏外科医生！
前言
他是那个年代的斜杠青年，热爱文学能写诗也能读到医学博士，还发明了人工心肺机拯救了无数人的生命。他对人类健康的影响不止在手术室内，今年因为疫情大火的ECMO也是从他的发明的基础上研制出来的。他就是约翰·海森·吉本！
一、体外循环装置，开胸手术必备“神器”
人工心肺机（Heart-lung machine）又称为体外循环（Extracorporeal circulation）装置，主要用于心脏直视手术时，替代人体心脏和肺脏的功能。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，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3~4分钟，否则患者会因为缺氧而死。1960年代，有研究人员在动物试验中证明，如果将动物的体温降低，心脏的血流能暂时切断一个较长的时间而不致引起组织缺氧坏死。这种低温法后来被用于简单的临床心脏手术，并获得了多次成功。但低温法还是存在很多明显的缺陷，如，容易产生心律紊乱，往往会因此导致手术失败，病人死亡；血流组段时间不能超过10分钟，不适用于复杂的心脏手术。为了克服上述的缺点，复杂的心脏手术只能寄希望于体外循环的实现。
体外循环的历史可以追溯到1812年，当时有学者提出了体内或体外任何脏器，可以用体外循环的方法来维持生存，即提出了人工循环的概念。此后，不断有研究人员用体外循环的方法维持动物体内的血流循环，但直到1953年才能算人工心肺就第一次真正意义上的临床应用。当时，约翰·海森·吉本（John Heysham Gibbon）利用垂屏式氧合器和滚压式泵进行体外循环，为一例心室间隔缺损患者成功地进行了修补。这使心脏外科进入了一个新的阶段。
二、热爱文学的心脏外科医生
因发明了人工心肺机，被尊称为“体外循环之父”的约翰·海森·吉本（John Heysham Gibbon）或小约翰·吉本（John Gibbon，Jr），是美国著名的心脏外科医生。他出生于美国费城一个高级知识分子和望族家庭。他的母亲Marjorie Young是美国一位开国元勋的后代。他的父辈连续4代均为当时著名的医生。约翰·海森·吉本已是这个家族的第5代医生和第3个外科医生。
约翰·海森·吉本
约翰·海森·吉本从小热爱文学，不到16岁就考上了普林斯顿大学，并于1923年获得了文学学士学位。可能因为父辈都是医生，约翰·海森·吉本在获得了文学学士之后又考上了杰斐逊医学院学医，并于1927年获得了医学博士学位。但因为没法继续进行文学和诗歌研究，在医学院最初的那几年，约翰·海森·吉本过得十分无聊甚至痛苦。尽管如此，约翰·海森·吉本还是在父亲的鼓励下完成了学业。1929年，约翰·海森·吉本完成了在宾夕法尼亚医院时长2年的实习后，进入了哈佛医学院普胸外科爱德华·德洛斯·丘吉尔（Edward Delos Churchill）教授的实验室担任研究员。爱德华·德洛斯·丘吉尔教授在肺癌外科手术方面非常有建树。
1930年10月3日，27岁的约翰·海森·吉本负责分管一位53岁的女病人。这位患者因血栓形成而发生了致命的肺栓塞。病人的病情迅速恶化， “切开肺动脉，取出血栓”在上世纪30年代欧洲的纪录是——140例病人中仅有9例存活，而在美国则完全没有存活的报道。
约翰·海森·吉本被命令需在手术室里对她严加监护，并做好术前准备。第二天清晨，患者突发神志昏迷伴，呼吸心跳停止。手术立刻开始，虽然主刀医生以令人惊叹的6 分半钟速度，从患者的肺动脉内取出众多血块并缝合血管完成了手术，但遗憾的是，这位患者始终未能苏醒。
约翰·海森·吉本感到非常自责，他后来回忆道：“患者求生挣扎的场景太震撼了，我痛恨自己的无能为力。当我注意到她的血管逐渐膨胀，血液的颜色也越来越黑的时候，很自然地想，如果这时能将这些血液用某种方法持续抽出，去除二氧化碳，加入氧气，再将血液注入血管内，同时让主刀医生在阻断回心血流的情况下，安全地切开肺静脉取出血栓，就可能挽救她的生命……我们应该绕过血栓在病人体外做一部分心和肺的工作。”
三、神队友IBM工程师助力梦想照进现实
当约翰·海森·吉本提出要制造一个体外循环装置的时候，实验室里的人都觉得是个天方夜谭，但拥有医学和工程学知识的约翰·海森·吉本还是不顾阻拦，自顾自进行原型机的研发。1935年，他用人工心肺机原型机替代了猫的心脏和呼吸功能，让它存活了26分钟。1937年，他又用狗做了试验。在约翰·海森·吉本苦恼原型机缺口“仙气”的时候，他遇到了一位神队友，IBM的CEO，托马斯·约翰·沃森（Thomas John Watson Sr.）。
托马斯·约翰·沃森
给力的托马斯·约翰·沃森很快就带着一组工程师来到了杰斐逊医学院，与约翰·海森·吉本合作。1949年，他们成功研制出第一版人工心肺机（IBM I），并且很快就研制出了第二版人工心肺机（IBM II）。第二版人工心肺机（IBM II）采用了一种精巧的方法将血液顺着一层薄薄的膜层滴下来充氧，而不是采用旋转式技术，因为旋转式技术可能会损坏血细胞。使用这种新方法，在心脏直视手术期间，有12条狗活了一个多小时。
1953年5月6日，Cecelia Bavolek成为第一个成功接受开放性心脏搭桥手术的人，IBM II在手术过程中完全支持他的心脏和肺功能。手术成功修复了这名18岁男孩的心室间隔缺损。约翰·海森·吉本的成功在全球都引起了轰动。1956年，美国、瑞典、英国和日本等国家也相继在临床开展了心内直视手术。到了1957年，体外循环开始在全世界广泛开展。有了体外循环技术这一有力的保障，心外科医生可以从容地在无血的术野下，对心脏进行精细的矫正与修补。夸张一点讲，体外循环是病人生命垂危时，最后一根救命稻草。
首次成功的开放性心脏手术
结语
约翰·海森·吉本发明的人工心肺机无疑拯救了无数生命，让人遗憾的是，约翰·海森·吉本发明的人工心肺机没能救到他自己。他晚年在打网球时因心脏病发作去世。但他锲而不舍的精神和对人类健康的贡献，仍然鼓励着一代又一代的年轻人积极探索医工交叉。
思宇研究院编辑招募
直接添加主编微信：chelsea01ylr
请注明：应聘思宇研究院编辑
详情链接：思宇研究院编辑招募
免责声明:本文所载信息来源于公开资料或访谈，思宇医械观察不保证其准确性与完整性。本文所载信息、材料或分析只提供给收件人作参考之用，不是或不应被出售、购买或认购证券及其他金融工具的要约或要约邀请。 收件人不应单纯依靠此文而取代个人的独立判断。思宇医械观察及其雇员对因使用本文及其内容而引致的损失不负任何责任。关注并星标「思宇医械观察」