神話(huà)與科學(xué)

神話(huà)小說(shuō)《封神演義》中有一個(gè)有趣的故事：講的是太乙真人使哪吒死而復(fù)生。當(dāng)時(shí)哪吒已被打得遍體鱗傷，真人叫童兒摘來(lái)蓮花兩枝，荷葉三片，然后“將花勒下瓣兒，鋪成三才，又將荷葉梗兒折成三百骨節(jié)……”“只聽(tīng)得一聲響，跳出一個(gè)人來(lái)，面如傅粉，唇似涂硃，眼運(yùn)精光?！边@就是風(fēng)云一時(shí)的小將哪吒。

今天，各種人工器官開(kāi)始進(jìn)入臨床使用，使成千上萬(wàn)危急的病人恢復(fù)了健康。這主要依靠材料科學(xué)的進(jìn)步，特別是航空材料，這些“飛行家”進(jìn)入人體使得醫(yī)學(xué)變得無(wú)比神奇。目前，除了大腦以外，人的其他器官都可以用人工器官代替。人類(lèi)從幻想走向現(xiàn)實(shí)僅僅用了幾百年的時(shí)間。

航空材料與生物材料

用什么材料才能修補(bǔ)人體呢？16世紀(jì)曾用金片來(lái)修補(bǔ)兔唇，17世紀(jì)用金、銀、銅絲縫合骨折部位，19世紀(jì)用象牙制造人工關(guān)節(jié)，用樹(shù)脂和輕石粉攪拌成骨粘接劑。到了20世紀(jì)30年代，鈷基合金和不銹鋼開(kāi)始用于假牙和骨釘，這兩種都是飛機(jī)上用的航空材料，從此“飛行家”進(jìn)入人體。

從20世紀(jì)50年代起，生物材料獲得了很大的發(fā)展。生物材料是指整形外科中用于修復(fù)人體所用的特殊材料，要求植入人體后對(duì)周?chē)M織和血液不會(huì)產(chǎn)生不良影響，這就是生物相容性。此外還要求重量輕、強(qiáng)度高，在體液的包圍下不會(huì)腐蝕變質(zhì)。

經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選后發(fā)現(xiàn)：只有航空材料才能滿(mǎn)足這些要求，航空材料搖身一變成為生物材料，只是對(duì)某些有害雜質(zhì)做了更嚴(yán)格的限制。現(xiàn)在發(fā)展的四類(lèi)生物材料全都是“飛行家”，它們是：

金屬材料， 它包括不銹鋼、鈦合金、鋁合金、鎳合金、鈷合金、鎳鈦記憶合金等，用于制造人工關(guān)節(jié)、骨板、骨釘?shù)取?/p>

合成材料， 它包括合成橡膠、合成纖維、合成塑料、粘接劑等，主要用于制造人工臟器、人工血管和人工瓣膜等。

陶瓷材料， 它包括氧化鋁、氧化鈦、磷酸鈣等，可制成帶松孔的人工骨和人工關(guān)節(jié)。

復(fù)合材料，它包括碳纖維復(fù)合材料、陶瓷包覆金屬、碳包覆金屬等，用于制造人工瓣膜、人工關(guān)節(jié)、體內(nèi)閥門(mén)等。

在這些材料中，使用歷史最長(zhǎng)、用量最大的是生物金屬材料。由于鈦合金密度小，在人體中很穩(wěn)定，所以使用量越來(lái)越多。引人注意的還有鎳鈦記憶合金，它在一定的溫度下能恢復(fù)原有的形狀，現(xiàn)在用來(lái)制造牙齒矯正絲、大靜脈血栓濾網(wǎng)、人工心臟收縮肌等。陶瓷材料也是一種新型材料，用磷酸鈣和羥基磷灰石粉末燒結(jié)成的陶瓷，它的成分與人體骨骼和牙齒十分相似，用它修補(bǔ)損傷的骨骺很容易長(zhǎng)合在一起。生物合成材料的用量也很大，現(xiàn)在人工血管、人工閥門(mén)、人工腎、人工肺的使用者都在增加。

人工器官巧奪天工

人體可以算得上最精巧的“機(jī)器”了，許多零件可以連續(xù)工作幾十年，因此和人體配合的人工器官也必須有高度的精密性和耐久性，不產(chǎn)生有害影響，也不會(huì)給人不舒適的感覺(jué)。

人工器官中人工關(guān)節(jié)發(fā)展得比較成熟，比如髖關(guān)節(jié)，它是人體受力最大的關(guān)節(jié)，一般由鈷合金鑄造的球柄與聚乙烯髖臼組成，球頭拋光如鏡面一樣光滑，髖臼像一個(gè)杯子一樣套在上面。醫(yī)生通過(guò)手術(shù)把髖臼固定到骨盤(pán)上，把柄端插入殘留的股骨中，用骨水泥黏合后就可在體內(nèi)活動(dòng)了。過(guò)去有的病人因?yàn)轶y關(guān)節(jié)損壞腰部無(wú)法直立或癱瘓，更換人工關(guān)節(jié)后又可直立行走了。

過(guò)去膝關(guān)節(jié)患者常常被迫截去腿部，現(xiàn)在可以裝上鈦合金人工膝關(guān)節(jié)，彎腿、行走、騎自行車(chē)幾乎與正常人沒(méi)有區(qū)別，沒(méi)人看得出他有一雙人工關(guān)節(jié)。

20世紀(jì)北京航空材料研究所研制出髖關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、指關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等幾十種，供上百家醫(yī)院使用。

在人工臟器中數(shù)人工心臟最為復(fù)雜，現(xiàn)在世界上僅有的數(shù)例人工心臟，采用的是幾種合成樹(shù)脂的共聚物，可以經(jīng)歷上億次的反復(fù)脈動(dòng)也不會(huì)損壞，同時(shí)還是抗血栓和抗血凝材料，與人體連接后不會(huì)產(chǎn)生副作用。

人工心臟的動(dòng)力問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決，科學(xué)家考慮在人工心臟收縮肌上嵌上記憶合金絲，使它加熱時(shí)伸張、冷卻時(shí)收縮，模擬成心臟的跳動(dòng)。

人工器官中難度較大的人工眼和人工神經(jīng)都已成功，它們是微電子處理機(jī)，利用植入人體不同部位的微電極來(lái)接收信號(hào)，產(chǎn)生視覺(jué)功能或指揮麻痹的肢體運(yùn)動(dòng)。

人工血是一種白色的碳氟化合物，可以代替自然血輸入體內(nèi)。如果把白兔原來(lái)的血液全部換成人工血，白兔原來(lái)的紅眼就會(huì)變成白眼。

科學(xué)家預(yù)言說(shuō)，將來(lái)可能供應(yīng)藍(lán)、黑、黃、紫各種顏色的人工血，為那些希望改變自己膚色、愛(ài)時(shí)髦的人服務(wù)，這讓科學(xué)再次披上神秘的色彩。