1960年的纽约州布法罗退伍军人管理局医院里,77岁的患者在手术台上缓缓睁开眼睛。
他不会知道,自己胸腔里植入的那个小装置,源自一场险些被当成垃圾丢弃的实验失误。
在此之前,他因心脏频繁停跳已经被下过三次病危通知,每次昏厥都像在鬼门关前走一遭。
这个小装置究竟是什么?如此精密的救命仪器,怎么会和“失误”扯上关系?
要搞清楚这一切,得把时间拨回上世纪五十年代。
那时的心脏病患者要是遇上心跳过缓,处境比现在凶险得多。
正常人心跳每分钟60到100次,可他们的心跳常常跌到40次以下,眼前发黑晕倒都是家常便饭,严重时心脏骤停几分钟就会丧命。
医生们不是不想救,而是手里没趁手的工具。
当时能用到的,要么是重达几十斤的大型发电设备,得插着交流电才能用,患者根本离不开病床;要么是需要每六分钟手摇一次的发电装置,操作麻烦还容易出故障。
1932年,美国医生阿尔伯特·海曼就曾发明过一台这样的发条式起搏器,净重7.2公斤,跟个小型发电机差不多。
他在实验中发现,用针刺激兔的右心室,能让停跳15分钟的心脏重新跳动。
可这台机器实在太笨重,还得专人盯着手摇,医学界根本不认可。
这台机器后来被送到德国西门子公司保存,却在二战的炮火中毁于一旦,只留下一张模糊的照片,成了早期起搏技术的孤独见证。
转机出现在1956年的一个午后,37岁的电气工程师威尔逊·格雷特巴奇正在实验室里忙活,他当时的任务是设计一款能监测羊心跳的记录装置。
实验室的工具箱里堆满了各种电阻,外形长得几乎一样,只能靠标签区分。
连续工作了一上午的他有些疲惫,随手从箱子里拿起一个电阻就往电路里装。
等他准备记录数据时才发现,仪器根本测不到羊的心跳信号。
格雷特巴奇心里一沉,赶紧拆开机子检查。
这一看让他哭笑不得,自己竟然把1兆欧的电阻当成了1万兆欧的装了进去,两者相差整整100倍。
他正准备换掉这个装错的电阻,目光却被仪器屏幕上跳动的信号牢牢吸引。
那个错误电阻带来的,是每秒一次的稳定脉冲,节奏和人类的正常心跳完美契合。
一个大胆的念头瞬间在他脑海里炸开:这种脉冲会不会能用来刺激心脏?
这个念头并非凭空出现,此前他和两位心脏外科医生一起吃午餐时,就听过医生们的苦恼。
一位医生抱怨说:“现在抢救心跳停跳的患者,只能用电极猛击心脏,不仅麻烦,患者事后胸口疼得厉害,还容易损伤心肌。”
当时格雷特巴奇没接话,可这番话却在他心里扎了根,此刻屏幕上的脉冲信号,像一把钥匙,打开了治疗心律失常的新大门。
格雷特巴奇立刻放下了手头的羊心跳监测项目,把所有精力都投入到这个意外发现中。
当时晶体管刚刚问世,代替了笨重的真空管,电池性能也有了提升,这为制造小型装置提供了可能。
他把晶体管和那个“错误规格”的电阻结合起来,反复调整电路结构,想做出一个能植入人体的小型起搏器。
一开始他没敢直接用在人身上,先找了几只狗做实验。
当把小型装置植入狗的体内后,原本心跳紊乱的狗,心跳渐渐变得平稳有力。
动物实验成功后,格雷特巴奇找到了纽约州立大学布法罗分校的外科医生威廉·查达克。
查达克医生常年接触心律失常患者,深知现有治疗手段的局限。他看着格雷特巴奇带来的装置样品,又听了实验数据,当即决定合作。
两人一起优化装置的密封性和尺寸,解决了体液渗入导致短路的问题。
1960年6月,他们为那位77岁的患者进行了植入手术。
术后患者恢复得很好,原本频繁发作的昏厥再也没出现过,最终多活了两年半。
不过早期的起搏器并非完美无缺,当时用的是汞电池,放电时会释放氧气,时间长了装置容易生锈。
有一次格雷特巴奇拆开一台故障起搏器,发现内部已经被腐蚀得不成样子。
他又转头钻研电池技术,最终研发出锂电池。
这种电池能量密度高、自耗电率低,还能抵抗体液腐蚀,彻底解决了电池寿命短的难题。
后来他在接受采访时说:“与其说我发明了起搏器,不如说我修正了一个错误,然后解决了随之而来的一堆麻烦。”
随着技术发展,起搏器的体积越来越小,功能却越来越强。
最初的植入式起搏器还有拳头大小,如今最先进的型号比米粒还小,尺寸仅1.8毫米×3.5毫米×1毫米。
2025年《自然》杂志报道的一款临时起搏器,不用外接电源,植入后能靠人体体液发电,完成任务后还能自行降解吸收,避免了二次手术的风险。
现在的起搏器已经相当先进,使用寿命能达到8到12年,患者术后可以正常工作生活,甚至参加体育活动。
国产起搏器的出现,还让费用降低了35%到55%,让更多普通家庭能负担得起。
关于起搏器的研发从未停止,研究人员还在探索生物起搏器,希望未来能利用基因工程技术,让人体自身细胞变成“天然起搏器”,彻底摆脱植入装置的束缚。
回顾这段历史,科学的进步从来不是一条直线,它更像一片充满可能性的荒原,偶尔的偏离轨道,或许能发现更肥沃的土壤。
格雷特巴奇后来拥有上百项专利,获得过美国国家技术创新奖,但他最常提起的还是1956年那个午后。
那个装错的电阻,至今还在拯救无数生命。
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