麻醉藥的發現與應用

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麻醉藥的發現與應用

麻醉藥的發現與應用

小百科

使用化學品做為麻醉藥的記載已經有二百多年的歷史,最早的報導是有人吸了一氧化二氮(nitrous oxide, N2O)後,就不停地傻笑,因此 N2O 又稱為笑氣(laughing gas)。1801 年,英國化學家戴維(Sir Humphry Davy)曾經以自己做實驗,成為第一個因吸了大量一氧化二氮而失去知覺的人。

1845 年,美國牙科醫師魏爾斯(Horace Wells)也是以自己做實驗,他事先吸了一氧化二氮,在失去知覺後,他的牙醫同事很順利地拔起魏爾斯的智齒,這是麻醉藥第一次在醫學上的應用。1846 年,莫頓(William Morton)利用乙醚做為麻醉劑,先後在動物(包括他的寵物)及自己身上試驗。

發現者

戴維爵士(1778-1829)是英國化學家,二十幾歲時就有很多的發明與發現。他用電化學方法分離與純化出多種金屬,如鈉、鉀、鈣、鋇、鎂等元素。他還發明了煤礦安全燈,這種安全燈能偵測出煤礦現場是否有爆炸性的甲烷,這一發明救了無數的煤礦工人。因此他在 25 歲時就被選為皇家研究院(Royal Institute)的院士,31 歲任院長,是當時最年輕也是最有名氣的化學家。

魏爾斯(1815-1848)和莫頓(1819-1868)都是牙科醫師,二人還曾合夥經營一個牙醫診所,但後來因麻醉藥的事情鬧得不歡而散。

麻醉藥的使用

戴維 20 歲的時候,在英國布里斯托爾市(Bristol)的氣態研究所(Pneumatic Institute)試驗各種氣體對人體的影響,他偶然發現一氧化二氮有麻醉功效。為了證實這猜想,他以自身做公開的實驗,在 7 分鐘內吸進 16 夸脫(1 夸脫 = 1.1 公升)的一氧化二氮後,當場失去知覺,這一實驗結果引起大眾的興趣。2 年後,他被邀請到倫敦皇家研究院當助理,並且很快就晉升為教授。

儘管早在 1800 年戴維就已證實一氧化二氮有使人失去知覺的效能,但並沒有引起醫學界太多的注意。一直到 1844 年,美國牙科醫師魏爾斯跟朋友參加一埸娛樂性的藥物展示會。節目之一是表演呼吸一氧化二氮而變得昏睡或失去知覺,魏爾斯的朋友志願下場當「實驗品」,在呼吸了笑氣後,朋友突然大笑不停,無法控制行動。結束示範後,朋友回來坐在魏爾斯的旁邊,後者發現朋友的腳部因為碰撞而大量出血,但竟毫無疼痛的感覺。魏爾斯隨後以己身試驗,發現笑氣果然會令人失去意識。

靈機一動之下,魏爾斯猜想一氧化二氮或許可做為拔牙時的麻醉藥。於是他再次以自己做實驗,邀請牙醫同事為他拔取已蛀蝕的智齒,為了廣為宣傳,他還邀請同業前來參觀。在手術前,魏爾斯先呼吸一口一氧化二氮,完成麻醉後,隨即在無知覺、無痛狀態中順利進行了拔牙的手術,這是史上第一次把麻醉藥應用在開刀手術中。

1845 年,他在波士頓的麻省總醫院(Massachusetts General Hospital)做大規模的拔牙示範表演。但因為笑氣使用不善,剛要拔牙時,患者卻大聲叫喊:「痛!痛!」尷尬的情景使得全場譁然,有人就叫囂魏爾斯是個騙子。這次的失敗使他失去信心,加上之後數起挫折,最後竟然想不開在 1848 年自殺身亡。

他的同業莫頓則比較幸運。1844 年他在哈佛大學醫學院就讀時,聽到化學教授傑克遜(Charles Jackson)提到乙醚有麻醉的功能,其實這一知識早在 1700 年代就已發現,但一直沒有人應用在醫學上。莫頓就先後以動物和自己進行試驗。1846 年有一位患者請莫頓拔牙,表示願意接受任何能緩解拔牙痛苦的療法。

莫頓使用乙醚麻醉後再進行手術,當患者恢復知覺時,聲稱他沒有感到任何疼痛,這一成果使莫頓的信心大增。莫頓進而邀請麻省總醫院的外科醫生瓦倫博士(John Warren)與他合作,要在眾醫生面前表演莫頓麻醉法。

在 1846 年 10 月的一個早晨,莫頓進行了表演。他事先給患者吸入乙醚,然後瓦倫醫師再為患者開刀割除頸部的腫瘤。手術過程中,患者沒有任何痛苦狀,成功證實了麻醉劑的功能,這次示範表演立即廣為多家報紙報導。

手術成功之後,莫頓開始申請專利。他並沒有公開說明用的是乙醚,只稱它是 Letheon,但後來被人揭穿,他才承認使用的是乙醚。之後,莫頓長期陷入專利權益的訴訟爭辯中,耗費了大量時間與錢財,並未能從發明中獲得期盼的利益,49 歲時在紐約中央公園跌倒後逝世。

麻醉藥理與近代麻醉藥的開發

科學家發現,痛的傳遞是靠某些化學信號分子的作用。當這些化學信號分子被活化時,能與對「痛」有敏感性的神經元受體(nociceptors)結合,並把痛的感覺傳遞下去。如果能調整這些受體的活性,應該就能控制痛的感覺。麻醉藥的機制就是阻擋疼痛神經的訊息傳達。

近代新開發的麻醉藥,有鹵化乙烷(haloethane)、三氯乙烯(trichloroethylene)、戊硫酮化鈉(thiopentone sodium 或稱 sodium thiopental)等。戊硫酮化鈉是一種巴比妥(barbiturate)藥物,它能與腦和脊髓神經的 GABAA 受體結合,GABAA 受體則是用來抑制與降低神經活動力。戊硫酮化鈉能以打針方式輸入血液循環,藥性強但可控制,惟使用過量的巴比妥類藥物時會有生命危險。

掌聲回響

當年 20 歲的戴維在無師自通下發現笑氣會使人失去知覺,進一步實驗驗證,而贏得學界的認同,可惜並沒有進一步把它應用到麻醉上。23 歲時戴維到英國最高研究院從助理做起,2 年後擢升為正式講師,並且很快就晉升到教授,並被選為皇家研究院的院士,然後任院長。

在皇家研究院時,他發現助理法拉第(Michael Faraday)是位可造就之才,就提拔使他成為當時英國相當有名的科學家。可惜後來法拉第的名氣勝過戴維,師生的關係就此走惡。

魏爾斯和莫頓常被認為是現代麻醉學的創始人。1864 年,美國牙醫協會在魏爾斯逝世的 16 年後,才公告魏爾斯是現代麻醉學發現者。1870 年,美國醫師協會也確認魏爾斯的醫學貢獻,一座紀念魏爾斯的銅像也樹立在他的老家哈福(Hartford, Connecticut)。

至於莫頓,1852 年曾獲巴的爾摩醫學院的榮譽博士學位,美國醫學史在 1871 年也定位了他使用乙醚為麻醉劑的貢獻,波士頓的大眾公園裡也樹立了一座銅像以表彰莫頓的醫學貢獻。1944 年,美國派拉蒙(Paramount)電影公司甚至推出〈偉大瞬間〉(The Great Moment)影片,描述莫頓的生平。

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