Willem J. Kolff_2

發明血液透析機的人

發明血液透析機的人

發明血液透析機的人

全球慢性腎臟病患者逐年增加,台灣也是,嚴重到需要接受血液透析(也就是俗稱的「洗腎」)的患者在2011年約有7.1萬人,經過十年已經增加到9.6萬人。以往這類患者等於就被宣判死刑,直到二次大戰後,荷蘭醫師考爾夫(Willem J. Kolff)發明出血液透析裝置,才帶來一線曙光。

考爾夫於1911年2月14日出生在荷蘭的萊頓 (Leiden),父親是一所肺結核療養院的院長。考爾夫原先的志願是要當動物園園長,壓根兒不想當醫生,因為他覺得自己無法承受看著病人死去。不過父親的一言一行逐漸在他心中累積成為典範,他終於決定也要當位懸壺濟世的醫生。他自小就有閱讀障礙,但他努力克服,如願考上萊頓大學的醫學院。

1938年考爾夫自醫學院畢業後,到格羅寧根大學(University of Groningen)附設醫院擔任住院醫生。院裡一名腎衰竭的年輕人逐漸惡化,但醫院上下卻都束手無策。考爾夫眼看著這位病患22歲就失去生命,內心大受衝擊,開始思考是否可能發明一種仿腎臟功能的裝置,將血液中的廢物與毒素排出。他最後看中的是看似毫無關聯的玻璃紙。

用纖維素製成的玻璃紙於1912年問世後,經過不斷改良,到了1930年代已經普遍用於各種食品、包括肉類的包裝。這是因為玻璃紙是種半滲透膜,對空氣、油脂、水和細菌的滲透性較低,可以延長生鮮效期,又能展示食品的實際樣貌。考爾夫想的便是利用大小不同的分子有不同的滲透性。他將含有尿素的溶液裝在玻璃紙內,密封好後在清水中來回晃動,半小時後,溶液中即測不出尿素,確認尿素有高滲透性。

然而考爾夫才剛完成初步實驗,第二次世界大戰隨即爆發。納粹以閃電戰術很快於1940年打到荷蘭,考爾夫全力投入醫療傷患的工作,還成立了歐陸第一個血庫。不幸,荷蘭很快就抵擋不住德軍攻勢,眼見醫院即將被納粹接管,院長夫婦雙雙自殺身亡,考爾夫也不願為敵人效力,於是搬到較偏遠的小鎮坎彭 (Kampen) 行醫,一方面繼續研發血液透析的裝置。

1943年考爾夫做出第一個原型機。他用玻璃紙做成長長的管子,一圈又一圈地纏繞在木製的滾筒上,再橫置於洗衣盆內,然後用馬達帶動滾筒緩慢轉動。腎臟病病患的血液流經管子,其中的尿素等新陳代謝後的廢棄物便穿透玻璃紙,進到洗衣盆內的水,管子末端的血液就變乾淨了,再輸回病患體內。

考爾夫於1943年發明的血液透析原型機 (Museum Boerhaave)。 圖片來源:achievement.org

考爾夫用這台機器陸續治療病危的腎臟病患者,果然讓他們從昏迷中清醒過來,雖然這十五位病患都只多活了幾天,但考爾夫仍充滿信心繼續實驗。1945年9月11日,一位因嚴重尿毒症陷入昏迷的67歲老婦人被送進醫院,周遭的人都說她是納粹的走狗不值得救,但考爾夫堅持救人是醫生的天職。經過11個小時的洗腎,老婦人終於撿回一命,並且多活了七年,成為第一個血液透析的成功案例。

二次大戰結束後,考爾夫不但沒有為自己的發明申請專利,還免費分送了三台血液透析機給英、美、加三國的研究人員。他於1950年移民美國,除了繼續改進血液透析機,另外還研發人工心肺、人工心臟,因而有「人工器官之父」的美譽。

考爾夫設計人工心臟的草圖。圖片來源:achievement.org

考爾夫一生獲獎無數,包括2002年獲頒臨床醫學界僅次於諾貝爾生理學或醫學獎的「拉斯克-狄貝基臨床醫學研究獎」(Lasker-DeBakey Clinical Medical Research Award),以表彰他「對於腎臟血液透析的研發,將原本致命的腎衰竭變成可醫治的疾病,延長了數百萬病患的無價生命。」時至今日,受惠的病患應已超過千萬,這都要歸功於考爾夫的先驅研究與無私精神。

參考資料:

  1. 健保大數據/洗腎人口從7.1萬成長到9.6萬 (udn.com)
  2. Willem J. Kolff, M.D., Ph.D. | Academy of Achievement
  3. Cellophane – Wikipedia
  4. Willem Johann Kolff, the Inventor of Kidney Dialysis
  5. 拉斯克臨床醫學研究獎 – 維基百科,自由的百科全書 (wikipedia.org)

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