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在救死扶傷的人類(lèi)醫療史上，藥物治療是幫助身體對抗疾病的有效手段。但口服藥物除了需要排除食物的干擾，還得等藥物穿過(guò)腸胃上皮細胞，經(jīng)過(guò)肝臟處理以后才能進(jìn)入血液。所以很久以前，富有想象力的人類(lèi)就開(kāi)始尋找一種不用口服，直接將藥物送進(jìn)身體的器械。經(jīng)歷過(guò)無(wú)數次的失敗和可怕的感染，最終他們想要尋找的器械——注射器誕生了。

無(wú)針之窘

注射器的工作原理并不復雜。通過(guò)前后推拉緊密嵌在注射管內的活塞芯桿，使注射器管前端的排放孔排出或吸入液、氣體。提起活塞芯桿時(shí)液體或氣體被吸入針筒，推入芯桿時(shí)液體或氣體被擠出，這樣的過(guò)程就稱(chēng)為注射。

注射器

為了引導流體進(jìn)出注射筒，注射器的開(kāi)口端通常安有皮下注射針頭、噴嘴或管道。其中，針頭刺破肉體時(shí)，患者的壓迫和緊張感是治療過(guò)程中的小小困擾，打針也是很多人童年時(shí)縈繞在心頭的恐懼——但其實(shí)最恐懼的不是針頭，而是沒(méi)有針。注射器的英語(yǔ)syringe一詞源自希臘語(yǔ)，意為管，最早的注射器就是只有活塞管而沒(méi)有針頭。

你有害怕打針的經(jīng)歷嗎？

沒(méi)有針頭的歲月，治療只能通過(guò)口服。正如《后漢書(shū)·華佗傳》記載的那樣：若疾發(fā)結于內，針藥所不能及者，乃令先以酒服麻沸散。即我國針灸療法不能抵達的體內頑疾，在需要動(dòng)手術(shù)解決時(shí)，術(shù)前的準備不是打麻藥而是喝麻藥。這是在沒(méi)有注射和輸液技術(shù)的古時(shí)，醫生們的解決之道。

圖：凱爾蘇斯（Aulus Cornelius Celsus），羅馬百科全書(shū)編纂者。約生于公元前10年；卒年不詳

而在歐洲，人們則找尋著(zhù)一種將藥物直接送入體內的方法。他們嘗試過(guò)用沾滿(mǎn)藥物的木鉤子、手術(shù)刀刺穿皮膚，把藥物送進(jìn)體內，失敗的比例和感染的可能性之高可想而知。有關(guān)第一個(gè)活塞注射器的記載是在公元1世紀的羅馬時(shí)期，凱爾蘇斯（Aulus Cornelius Celsus）在他百科全書(shū)式的醫藥著(zhù)作《藥物學(xué)》中，最早提到使用注射器來(lái)治療醫學(xué)并發(fā)癥。具體的治療方法難以得知，但我們可以從中世紀的無(wú)針注射器的使用方法中一作窺探。

公元9世紀，今天伊拉克一帶的外科醫生就已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種中空玻璃管注射器，通過(guò)抽吸作用去除病人眼中的白內障。這種看似恐怖的治療方式一直被延續，直到公元13世紀的歐洲還在使用。

灌腸的球囊也多是采用動(dòng)物的膀胱，

接上管子之后直接壓力注入液體。

不過(guò)在中世紀歐洲的很長(cháng)一段時(shí)間里，注射器更多時(shí)候的作用是被拿來(lái)灌腸。灌腸作為中世紀醫療和保健的主要手段之一，與放血療法旗鼓相當，法國國王路易十四一生就曾灌腸2000多次。早期的灌腸工具是用動(dòng)物膀胱做成球囊，連接管子以壓力注入藥液，草藥、咖啡和醋，都是常見(jiàn)的灌腸液體。隨后出現了灌腸專(zhuān)用的注射器，多為銅或玻璃制成。

灌腸并非歐洲的專(zhuān)利。早在我國漢朝時(shí)期，醫學(xué)家張仲景就在醫學(xué)名著(zhù)《傷寒論》中記載過(guò)以灌腸法治療熱病，瀉熱通便。灌腸的工具是采用小竹管裝豬膽汁，導入患者體內，這種小竹管也可以看作是最早期的注射器。

而向血管抽取和輸送藥物需要注射器有更精細的針頭。17世紀英國科學(xué)家克里斯托弗·雷恩用中空的鵝羽毛管連接動(dòng)物膀胱，在狗身上做實(shí)驗，為其注射了鴉片、酒精等藥物進(jìn)行觀(guān)察，得出體內注射和口服一樣有效，甚至比口服見(jiàn)效更快的結論，此后，德國在17世紀60年代曾掀起了靜脈輸液的熱潮。

這張著(zhù)名的人羊輸血圖想必許多人都見(jiàn)過(guò)。由于人羊輸血反應嚴重，往往造成輸血雙方死亡，所以輸血變成一種只針對絕癥患者的沒(méi)有選擇的選擇，而在輸血前，這些絕癥患者還要立下生死文書(shū)，如果出現輸血死亡，也與醫生無(wú)關(guān)——這倒也算是早期的知情同意書(shū)了。

少數先鋒醫生用中空的樹(shù)枝或空心鳥(niǎo)骨頭連接動(dòng)物膀胱制成靜脈注射工具，插入人體來(lái)嘗試輸血。這種大膽的嘗試挽救過(guò)一些生命，卻帶來(lái)更多因為感染引起的致命并發(fā)癥。因此在技術(shù)萌芽后不到十年，1670年的巴黎議會(huì )就頒布法令禁止醫師為病人輸血，動(dòng)物膀胱注射技術(shù)也因此消失。

所以在上千年里，注射器都不得不面對無(wú)針的困境。動(dòng)物膀胱、鳥(niǎo)骨頭、中空樹(shù)枝，這些想法在今天看來(lái)也是大膽前衛，但如果沒(méi)有醫生們的想象力和將想象力大膽實(shí)踐的勇氣，就沒(méi)有注射器帶來(lái)的高效用藥時(shí)期。

上癮之困

針，在古時(shí)中國的針灸治療里早有出現。《山海經(jīng)》里有石如玉，可以為針是關(guān)于針的最早記述。隨著(zhù)冶煉技術(shù)的發(fā)展，有了針對筋脈進(jìn)行理療的金屬針，被俗稱(chēng)為針經(jīng)的《靈樞經(jīng)》即是專(zhuān)述微針治療靜脈的著(zhù)作。

但這些針都是實(shí)心鍛造，并不能起到注射引導的作用。直到1844年，愛(ài)爾蘭醫生弗朗西斯發(fā)明了空心針，并用它做了第一次有史記錄的皮下注射，將治療神經(jīng)痛的鎮靜劑注入患者體內，才宣布了注射器的終端——皮下注射針頭的姍姍來(lái)到。

注射用針頭

用于皮下注射不同斜面的針頭

醫用針頭誕生的十年以后，來(lái)自法國的醫師查爾斯·普拉瓦茲和來(lái)自蘇格蘭的亞歷山大·伍德合作，第一次將針頭和針筒結合在一起，開(kāi)發(fā)出一種醫用的皮下注射器。他們研發(fā)的空心針頭，按照為亞歷山大·伍德的傳記作者托馬斯?布朗的描述來(lái)說(shuō)，是將蜜蜂的尾刺作為模型，細到足以刺穿皮膚和血管進(jìn)行靜脈或肌肉注射。

亞歷山大·伍德(1817-1884)

今天我們認為時(shí)年27歲的亞歷山大·伍德(Alexander Wood)是現代注射器原型的發(fā)明者。因為注射器的發(fā)明，伍德于1858年被當選為愛(ài)丁堡皇家內科醫學(xué)院院長(cháng)；但也是由于注射器治療過(guò)程中的副作用，這項發(fā)明改變了他與家人的人生。

雖然從一開(kāi)始伍德就指出注射器在臨床醫學(xué)上未來(lái)將有更廣泛應用，但這種新的皮下注射研制初期主要作用是給予神經(jīng)痛的患者以嗎啡和鴉片制劑，而伍德的妻子麗貝卡梅西恰恰是一個(gè)神經(jīng)痛患者。彼時(shí)的人們對于嗎啡成癮還沒(méi)有完全的認識，對于注射藥物與口服藥物的劑量比也還在探索之中。在使用靜脈注射嗎啡的治療過(guò)程中，麗貝卡梅西不僅是第一個(gè)皮下注射器發(fā)明者的妻子，也成為靜脈注射嗎啡成癮的第一個(gè)癮君子。

注射器針筒上的刻度

亞歷山大·伍德由此承受的生活之變無(wú)需贅述，所幸傷痛并沒(méi)有打垮這位醫師發(fā)明家。伍德反而從悲傷中吸取了注射過(guò)量的教訓，為針筒加上了精確刻度，從此能方便精確控制用藥，注射器的細節又一次在歷史中得以完善。

正是因為有了刻度，注射器除了醫療領(lǐng)域，還可以有效用于非醫療領(lǐng)域。比如說(shuō)，在實(shí)驗室里測量、轉移、注入流體；在烹飪時(shí)給肉類(lèi)注入調味汁，或在烘焙蛋糕里注入果汁填充；其他應用場(chǎng)景包括給墨水管注入墨水，或給體型較小的嬰兒期哺乳動(dòng)物在人工飼養中的吮吸輔助等等。

用注射器給幼貓喂奶

在19世紀最后一年，也就是1899年的時(shí)候，來(lái)自紐約的發(fā)明家利蒂西亞·蒙福德·蓋爾為被可以單手操作的注射器申請了一項專(zhuān)利：一個(gè)圓柱體，一個(gè)活塞和一個(gè)操作桿的組合，終端的操作手柄中在手指的范圍內，因此可以一只手握住并操作注射器。這項專(zhuān)利成為了大多數現代醫療注射器的基礎。

感染之痛

據世界衛生組織統計，大約90％的醫用注射器用于給藥，5％用于接種疫苗，5％用于其他用途（例如輸血）。當人類(lèi)發(fā)明出皮下空心針、精確了注射刻度，享受著(zhù)皮下注射帶來(lái)的方便高效時(shí)，卻又迎來(lái)了潛藏在拐角的又一處風(fēng)險。

這個(gè)風(fēng)險就是人們尚未認識充分的，重復使用注射器的危險。1987年，世界衛生組織聲明：注射時(shí)只換針頭不換針筒是有可能引起感染的危險行為，但可怕的是在那之前的許多年里，批量注射場(chǎng)景如集體接種疫苗時(shí)的不安全注射行為時(shí)有發(fā)生：有的地區甚至連針頭也不換，只簡(jiǎn)單酒精擦拭一下作為消毒，就進(jìn)入到另一個(gè)人體。

隨著(zhù)診療技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的血源性傳播疾病被證實(shí)和不安全注射有關(guān)，由于注射感染帶來(lái)的疾病成為一大醫療風(fēng)險。按照世界衛生組織的統計：光是2010年由于不安全注射，就有170萬(wàn)人感染乙肝病毒、31.5萬(wàn)人感染丙型肝炎、多達33800人感染了艾滋病毒。更不用說(shuō)注射器發(fā)明初期到普遍適用的那個(gè)階段里，有多少人因為針頭刺入體內的治療而與死神照面。

問(wèn)題在時(shí)間和實(shí)踐中被得以解決。在注射器專(zhuān)利出現的47年后，位于英格蘭西米德蘭茲郡的一家醫藥公司生產(chǎn)了第一款帶可更換筒和柱塞的全玻璃注射器。這個(gè)產(chǎn)品的推出意味著(zhù)可以對注射器進(jìn)行組件的拆分歸類(lèi)，以適應大規模的滅菌消毒。消毒之后將干凈的組件重新安裝使用，無(wú)需刻意配對。同時(shí)，玻璃制成的注射器透明度良好，能方便看到筒內注射藥物的情況。此后又出現了由玻璃管和金屬兩種材質(zhì)并用制成的注射器，針筒可用煮沸法消毒，針頭也可以磨尖再用和消毒。

老式的玻璃注射器

20世紀50年代，塑料工業(yè)的發(fā)展給醫療用具帶來(lái)了新的生機。1949年，澳大利亞發(fā)明家查理斯·羅塞在他的阿德萊德工廠(chǎng)創(chuàng )建了世界上第一個(gè)塑料制品的一次性皮下注射器。這是一款由一種可以被加熱消毒的塑料，名叫聚丙烯的塑料制成的成型注射器。

查理斯的產(chǎn)品一推出，就攻占了數以百萬(wàn)計的澳大利亞和出口醫療市場(chǎng)。他的同行，新西蘭藥劑師兼發(fā)明家科林·默頓緊跟其腳步，發(fā)明出一款一次性塑料注射器，于1956年被授予新西蘭授予專(zhuān)利。1989年，強制減少注射事故與重復注射的自動(dòng)一次性針頭注射器被發(fā)明出來(lái)。這種注射器一旦被使用，針頭與注射器即自動(dòng)分離，無(wú)法再繼續注射。這項發(fā)明由此大大減少了艾滋病和與藥物有關(guān)的疾病的傳播途徑。

一次性塑料注射器

今天塑料的污染已經(jīng)成為全球化的問(wèn)題，但塑料確實(shí)給注射器的完善帶來(lái)巨大的福音：塑料注射器不易損壞、便于回收、造價(jià)低廉、便于運輸——最重要的是，一次性的注射器出現，大大減少了消毒不嚴格帶來(lái)的血液傳播疾病的風(fēng)險——為了保證衛生，防止交叉感染，當代的注射器多采用塑料質(zhì)地，用一次即拋棄，有力驅散了多年以來(lái)籠罩在醫療注射器頭頂的烏云。

重返無(wú)針

至此，注射器的細節好像只剩下最后一個(gè)小小的煩惱：被針刺破皮膚的壓迫和恐懼。于是關(guān)于注射器的想象力又一次插上了翅膀——如果注射器沒(méi)有針頭會(huì )怎么樣？這個(gè)異想天開(kāi)在2016年上映的科幻電影《星際迷航3》里就有展現：脾氣古怪的麥考伊博士拒絕用針為病人注射藥物，堅持要采用無(wú)針注射器的設備。

但夢(mèng)想其實(shí)早就照進(jìn)了現實(shí)。早在1966年，法國科學(xué)家們首次提出無(wú)針注射器的理念，經(jīng)過(guò)反復論證之后加以實(shí)踐，開(kāi)啟了想象力成為現實(shí)的探索之路。僅僅二十多年后，1992年，德國研制出世界上第一支無(wú)針高壓注射器，獲批專(zhuān)門(mén)用于胰島素注射的治療。

無(wú)針注射器

無(wú)針注射的原理是借助高壓將超細的藥物直接噴出注射到皮膚下，因為是極細，所以毫無(wú)痛感；因為注射原理的改變，藥液在皮下呈彌散分布，不但起效時(shí)間更快，而且藥物吸收率更高。實(shí)際上，它不但極大減輕了患者的痛苦，消除了多年以來(lái)打針的注射恐懼，還沒(méi)有斷針的突發(fā)情況、沒(méi)有重復使用注射針頭或針筒帶來(lái)的感染、沒(méi)用注射部位反復注射形成的硬結，更沒(méi)有醫療垃圾需要處理，可以稱(chēng)得上是醫用注射技術(shù)的一次革命——歷經(jīng)幾千年，注射器好像兜了一圈，從無(wú)針又回到了無(wú)針，但其中的內容已經(jīng)是天壤之別。

更有一種卡片型腎上腺素自動(dòng)注射器，它設計成名片大小，方便裝在口袋里。危急關(guān)頭只要撕開(kāi)綠色的保險，往大腿上一按，隔著(zhù)衣服就可以完成注射。這些裝置是用來(lái)對付嚴重過(guò)敏的，癥狀輕的過(guò)敏可能只會(huì )讓人打噴嚏、流鼻涕或是皮膚發(fā)癢，但嚴重的過(guò)敏可導致呼吸困難、休克甚至危及生命。腎上腺素可以收縮血管、緩解支氣管痙攣，第一時(shí)間緩解過(guò)敏癥狀。更常見(jiàn)的腎上腺素自動(dòng)注射器是筆形的，它們被稱(chēng)為EpiPen。

在我國，不但有無(wú)針注射器的自主研發(fā)和生產(chǎn)，很多情況下注射器的使用也逐漸被其他器械所代替。比如說(shuō)中國城市的醫院里，基本上淘汰了以注射器抽血而改用負壓式抽血。真空負壓血管被制造成接近真空的負壓環(huán)境，采血時(shí)只需把針頭扎進(jìn)血管，針管尾部插進(jìn)采血管，血液就會(huì )被自動(dòng)抽進(jìn)血管里。負壓采血法是一種聰明便捷的醫學(xué)器械發(fā)明，不僅易于操作，避免了活塞雙向活動(dòng)操作不當引起的污染，還減少了抽出血液后的轉移環(huán)節。

真空采血管

注射器的每一處細節改進(jìn)，都向著(zhù)科技的人性化和有效性邁進(jìn)了一步。可以說(shuō)，人類(lèi)醫學(xué)、甚至是科學(xué)的發(fā)展史，就是任由想象力馳騁帶路、在前進(jìn)過(guò)程中發(fā)現一個(gè)障礙解決一個(gè)障礙，最終得以飛躍的過(guò)程。

原作者：艾栗斯

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