給身體換零件

駱昌芹

從神話開始

《封神演義》里有這樣一段故事：太乙真人用兩朵蓮花、3片荷葉和折成300個骨節的荷梗，做成人形，吐口仙氣，使鬧海的哪吒得以死而復生。

這當然是個神話，蓮花、荷葉，荷葉梗之類代替不了人的肢體。但是，這個故事確實反映了古代人們修補殘缺身體的美好愿望。

幻想常常是科學的先導。長期以來，人們就曾用象牙、木材、黃金以至不銹鋼、鈦合金等來修補人體，并且取得了一定的成績。不過，這些材料都是硬邦邦的，修補骨骼還可以，代替人的筋肉不行，更不能用來制做具有各種特殊功能的臟器。

合成高分子材料的出現，為人體醫用材料開辟了全新的途徑。高分子材料化學性能比較穩定，具有彈性和可塑性，還有一定的機械強度，所以問世不久就應用到醫學上；開始只是用做假牙、牙托之類，后來隨著一系列具有各種優異性能的高分子不斷被發現，它們在醫學上的用途越來越廣，終于形成了一個蓬勃發展的專門領域——醫用高分子。

3D變心

心臟是人體最關鍵的臟器。它的作用好比一個泵，為全身提供血液循環的動力。

泵要工作少不了閥門，心臟的閥門是4個小小的瓣膜：左心房和左心室之間的瓣膜叫二尖瓣，右心房和右心室之間有三尖瓣，另外還有左心室、主動脈之間的主動脈瓣和右心室、肺動脈之間的肺動脈瓣。它們各有各的用處，協調運作，保證血液沿著一定的方向流動；只要一個瓣膜出了毛病，就會造成血液流動不暢或泄漏、回流，嚴重時便危及生命。

修理泵的閥門是容易的，醫治瓣膜的創傷卻不簡單。病變嚴重的瓣膜不僅藥物治療無效，而且手術修補也難達到目的。怎么辦呢？應該研究心臟瓣膜的人工代用品。

當然，并不是什么材料都可以制作心臟瓣膜的。瓣膜要植入人的心臟，跟血液直接接觸，容易使血液凝聚，人體組織又有免疫性，總是傾向于排斥外來的物質，這就要求制作瓣膜的材料沒有毒性，不會有凝血現象，與機體的相容性好，不產生異物反應和炎癥。另外還要求它有極好的曲繞強度，耐疲勞，耐老化。

一些特種高分子正是具有這些優異性能的好材料，把它們做成球形或蝶形的瓣膜，安置在人的心臟里，就能起到控制血液循環的作用。

瓣膜只是心臟的一部分。制造人工全心，用來代替完全病變了的心臟，這是全世界許多醫學家正在悉心研究的課題。人工全心有復雜的動力部分，但是它的結構材料仍然是高分子。

目前的人工全心與3D打印有機結合起來，因為3D打印技術也是依賴于生物材料而取得突破。我們都知道人體零部件都是建立在生物材料的基礎上，用生物材料打出模型，然后在此基礎上植入干細胞培養，讓需要的人體零部件形成組織。根據國外最近報道，體內安裝人工全心的小牛最長已經存活了184天。可以預期，用不了太久，人工全心就可以供臨床使用。

人工腎形狀多

在醫用高分子的治療領域，人工腎的研究更是一馬當先。我們可以把腎臟看做一個過濾器，血液通過的時候，它把人體新陳代謝所產生的尿素、尿酸、肌酐等一類廢物扣留，通過尿液排出體外。一旦腎臟出了毛病，這些廢物排不出去，儲積在血液里，就會產生危險的“尿毒癥”。

對于人工腎來說，最要緊的是要求它具備一種選擇性透過的性能。現在一般是用醋酸纖維、聚丙烯腈等高分子材料做成透析膜，這種膜容許尿素、尿酸、肌酐等廢物通過，而將有用的成分保留下來，血液也就得到澄清了。

利用醫用高分子材料的物理特性，人工腎不再拘泥于外形，可以做成平板式、盤管式和空心纖維型等多種多樣的型式。

多才多藝的高分子材料還被用到對多種所謂不治之癥的治療上。

你也許早聽說過“腦積水病”。人體內控制腦脊液的系統一旦失靈，腦脊液就會異常增多，壓迫頭部，脹得很大，患者十分痛苦。

腦積水病曾經被當作絕癥，可是現在用高分子材料做成引流管，里面有自動調節流速的閥門，一頭插進腦室，一頭連上頸靜脈，這樣，腦脊液通過引流管流進右心房，建立起新的腦脊液循環系統，患者的痛苦解除了，也就可以正常地生活了。

眼睛的視網膜脫落，患者將喪失視力。現在可以用硅橡膠和滌綸布做成窄帶，壓在眼球的四周，使脫落了的視網膜恢復到正常的位置，病人就能重見光明。

曾經，有一種萎縮性鼻炎實在叫人傷腦筋，它會導致病人鼻涕長流不止。現在我們也找到了辦法，制成一種室溫硫化硅橡膠，未見空氣時流動性很大，一遇空氣就自動硫化變成彈性體。如果把這種高分子材料像打針一樣注射一點到鼻腔里，長流的鼻涕就會被止住。

很多人知道室溫硫化硅橡膠可以代替肌肉組織，填充臉部、胸部和臀部的缺陷。其實，它還是修補損壞聲帶的理想材料。

讓藥更有后勁

談到醫學，總不能忘了制藥。醫用高分子也為制藥打開了新局面。

用高分子材料做成的裝藥膠囊，可以使藥在指定的部位釋放，提高藥物的效用。

如果是腸子有病，病人當然希望藥物到腸里才起作用，而不愿它在途經胃時損耗。這件事情好辦，只要選擇一種抗酸親堿的高分子材料裝進藥劑，通過胃的酸性環境時安然無恙，進入腸的堿性環境中膠囊溶解，藥劑就能物盡其用了。

平常我們打針吃藥，總是藥物剛進入人體時濃度很高，但是過不了多久，濃度就迅速降低。也就是說，藥物的后勁不足。

高分子在這里又顯神通，用它們做成藥物微囊，讓藥力均一釋放，就能得到有后勁的長效藥物，幫助我們更好地戰勝病魔。比如，用一種高分子膜包住避孕藥做成的避孕環，放進人體，有效時間長達一年，而它的副作用卻比一般服用避孕藥小得多。

人們還發現，有些高分子本身就有抵抗病毒和消除炎癥的作用。

目前醫用高分子正在不斷向前發展，它的應用范圍已從最初的口腔科、骨科擴大到腦外科、胸外科、五官科、泌尿科，婦科。近幾年，全世界已有150多萬人安裝了用高分子材料做成的人工臟器和人工血管。用醫用高分子每年救活了成千上萬人的生命。

隨著人們對身體健康越來越關注，醫用高分子的運用一定會得到醫學界更廣泛的關注。

責編/劉明燁 lmy@lnddgr.cn