注射器的诞生：医生想象力的大胆实践
在人类医疗史上，药物治疗是帮助身体对抗疾病的有效手段。然而，除了消除食物干扰外，口服药物还必须等待药物通过胃肠上皮细胞并在肝脏治疗后进入血液。很久以前，富有想象力的人类开始寻找一种无需口服就能直接将药物输送到体内的装置。经过无数次失败和可怕的感染后，他们寻找的注射器终于诞生了。
不必要的尴尬
注射器的工作原理并不复杂。通过前后推拉紧嵌在注射管内的活塞芯棒，注射管前端的出料口排出或吸入液体和气体。当提升柱塞杆时，液体或气体被吸入注射器，当推动柱塞杆时，液体或气体被挤出。这个过程叫做“注射”。
注射器
为了引导流体进出注射器筒，注射器的开口端通常配备有皮下注射针、喷嘴或管。其中，当针头刺穿身体时，病人的压迫和紧张是治疗过程中的小麻烦，“注射”也是童年时困扰许多人的恐惧——但事实上，最恐惧的不是针头，而是没有针头。英语单词“注射器”来自希腊语，意思是“管子”。最早的注射器是没有针头的活塞管。
你曾经害怕注射吗？
多年没有打针，治疗只能口服。正如《后汉书·华佗传》所载:“若病在内，非针药所及，须先以酒服麻沸散。”也就是说，对于我国针灸治疗不了的慢性病，需要手术解决时，手术前的准备不是“麻醉”，而是“麻醉”。这是古代医生不用注射和输液技术的解决办法。
照片:奥鲁斯·科尼利厄斯·塞尔苏斯，罗马百科全书的编辑。出生于公元前10年左右；死亡日期不详。
在欧洲，人们正在寻找一种将药物直接输送到体内的方法。他们试图用覆盖着药物的木钩和手术刀刺穿皮肤，并将药物输送到体内。失败率和感染的可能性都很高。第一个活塞注射器是公元1世纪在罗马记录的。在他的医学百科全书《药理学》中，奥卢斯·科尼利厄斯·塞尔苏斯第一次提到使用注射器治疗医疗并发症。很难知道具体的治疗方法，但我们可以从中世纪无针注射器的使用情况进行探究。
白内障是通过抽吸来治疗的。
在9世纪，今天伊拉克的外科医生已经开发出一种空心玻璃管注射器，通过抽吸从病人眼睛中去除白内障。这种看似可怕的待遇一直持续到公元13世纪的欧洲。
用于灌肠的气球主要是动物的膀胱。
连接管道后，在压力下直接注入液体。
然而，在中世纪的很长一段时间里，注射器主要用于灌肠。灌肠作为中世纪主要的医疗保健方法之一，与放血疗法并驾齐驱。法国的路易十四一生中做过2000多次灌肠。早期的灌肠工具使用动物膀胱制作气球和连接管道，在压力下注射液体药物。草药、咖啡和醋都是常见的灌肠液体。然后是灌肠用的特殊注射器，大部分是由铜或玻璃制成的。
中世纪灌肠
灌肠不是欧洲专利。早在中国汉代，医学家张仲景在著名的医学著作《伤寒论》中就记载了用“灌肠”来治疗发热和便秘。灌肠工具是用一个小竹筒来装猪胆汁，并把它引入病人体内。这个小竹筒也可以被认为是最早的注射器。
然而，提取和输送药物到血管需要注射器有一个更好的针头。17世纪的英国科学家克里斯托·莱伊恩用空心鹅毛管连接动物的膀胱。他在狗身上做实验，并注射鸦片、酒精和其他药物来观察它们。他得出结论，体内注射和口服一样有效，甚至比口服更快。此后，德国在17世纪60年代开始了静脉输液热潮。
许多人一定看过这张著名的人和羊输血的照片。由于人和羊的严重输血反应，经常导致输血双方死亡，输血已成为绝症患者唯一的选择。输血前，这些绝症患者必须建立一份生死文件。如果发生输血死亡，这与医生无关——这也是一种早期知情同意书。
一些先驱医生使用中空的树枝或中空的鸟骨来连接动物的膀胱，以制造静脉注射工具，这些工具被插入人体以尝试输血。这一大胆的尝试挽救了一些生命，但也带来了更多因感染而导致的致命并发症。因此，在这项技术萌芽不到十年后，巴黎议会于1670年颁布了一项法令，禁止医生给病人输血，因此动物膀胱注射技术就消失了。
所以几千年来，注射器不得不面对没有针头的困境。在今天看来，动物膀胱、鸟骨和空心树枝也是大胆前卫的想法，但如果没有医生的想象力和大胆实践想象力的勇气，就不会有注射器带来的高效药物治疗时期。
上瘾陷阱
针灸早就出现在中国古代的针灸疗法中。在《山海经》中，“石头像玉，可以当针用”是关于针的最早记载。随着冶炼技术的发展，出现了一种用于肌腱和动脉理疗的金属针。《灵枢经》，俗称《针经》，是一本专门用微针治疗静脉的书。
针灸
针灸针
然而，这些针都是实心锻造的，不能起到注射引导的作用。直到1844年，爱尔兰医生弗朗西斯发明了空心针，并用它做了第一次皮下注射，给病人体内注射镇静剂来治疗神经痛，他才宣布姗姗的到来，即注射器的终端——皮下注射针头。
注射用针头
不同斜面皮下注射针头
医用针头诞生10年后，法国医生查尔斯·普拉瓦斯和苏格兰医生亚历山大·伍德合作开发了一种医用皮下注射器，首次将针头和注射器结合在一起。正如亚历山大·伍德的传记作者托马斯·布朗所描述的那样，他们开发的空心针以蜜蜂的尾刺为模型，其厚度足以刺穿皮肤和血管进行静脉注射或肌肉注射。
亚历山大·伍德(1811884)
今天，我们相信27岁的亚历山大·伍德是现代注射器原型的发明者。由于注射器的发明，伍德在1858年被选为爱丁堡皇家内科医学院的院长。但也正是由于注射器治疗过程的副作用，这项发明改变了他和他家人的生活。
尽管伍德从一开始就指出，在未来的临床医学中，注射器将被更广泛地使用，但这种新的皮下注射的主要功能是给处于发展初期的神经痛患者注射吗啡和鸦片制剂，而伍德的妻子丽贝卡·梅西正是神经痛患者。当时，人们对吗啡成瘾还没有一个完整的认识，注射药物与口服药物的剂量比仍在探索之中。在静脉注射吗啡的“治疗”过程中，丽贝卡·梅西不仅是第一个皮下注射器发明者的妻子，也是第一个对静脉注射吗啡上瘾的人。
注射器筒上的刻度
亚历山大·伍德不需要重复他生活中的变化。幸运的是，疼痛并没有打败内科发明家。相反，伍德从悲痛中吸取了用药过量的教训，给注射器增加了一个精确的刻度。从那时起，控制药物就变得方便而准确了。注射器的细节在历史上再次得到完善。
正是由于规模，注射器可以有效地用于非医疗领域以及医疗领域。例如，在实验室中测量、传输和注入流体；烹饪时将酱汁倒入肉中，或将汁倒入烤蛋糕中填满；其他应用场景包括将墨水注入墨水管，或在人工饲养中为较小的哺乳动物宝宝提供吸吮辅助工具等。
在19世纪的最后一年，也就是1899年，来自纽约的发明家莱蒂西亚·蒙福特·盖尔申请了一种可以单手操作的注射器的专利:“一种由圆筒、活塞和操作杆组成的组合，终端的操作手柄在手指的范围内，因此可以单手握持和操作注射器。”这项专利已经成为大多数现代医用注射器的基础。
感染之痛
根据世卫组织的统计，大约90%的医用注射器用于给药，5%用于疫苗接种，5%用于其他目的(例如输血)。当人类发明皮下空心针，精确校准注射刻度，享受皮下注射带来的方便和高效时，又一个潜伏在角落的危险被引入。
风险在于人们还没有完全意识到重复使用注射器的危险。1987年，世界卫生组织指出，在注射过程中只更换针头而不更换注射器是一种可能导致感染的危险行为，但可怕的是，在此之前的许多年里，不安全的注射行为，如大规模疫苗接种，时有发生:在一些地区，甚至针头也没有更换，只有简单的酒精擦拭作为消毒进入另一个人的身体。
旧注射器
随着诊疗技术的发展，越来越多的血源性疾病被证明与不安全注射有关，由注射感染引起的疾病已成为一大医疗风险。根据世界卫生组织的统计，仅在2010年，就有170万人感染了乙型肝炎病毒，315 000人感染了丙型肝炎，多达33 800人因不安全注射感染了艾滋病毒。更不用说在从注射器发明的早期到它的普遍应用期间，由于针刺入身体的治疗而死亡的人数了。
这个问题在时间和实践中得到了解决。注射器专利出现47年后，英格兰西米德兰兹郡的一家制药公司生产了第一个带有可更换药筒和柱塞的全玻璃注射器。该产品的推出意味着注射器可以拆卸并分类成适合大规模灭菌的部件。消毒后，重新安装并使用干净的组件，无需刻意配对。同时，玻璃制成的注射器具有良好的透明度，可以方便地看到注射筒内药物的情况。从那以后，由玻璃管和金属制成的注射器出现了。注射器可以通过煮沸进行消毒，针头也可以削尖以便重复使用和消毒。
旧玻璃注射器
20世纪50年代，塑料工业的发展给医疗器械带来了新的活力。1949年，澳大利亚发明家查尔斯·罗斯在他的阿德莱德工厂发明了世界上第一个一次性塑料皮下注射器。这是一种由塑料制成的成型注射器，可以加热和消毒，叫做聚丙烯。
查尔斯的产品一经推出，就占领了数百万澳大利亚和出口医疗市场。他的同事、新西兰药剂师兼发明家科林·默顿也紧随其后，发明了一次性塑料注射器，并于1956年获得新西兰专利。1989年，发明了一种自动一次性针头注射器，以减少注射事故和重复注射。一旦使用了注射器，针头会自动从注射器上分离，注射无法继续。因此，本发明大大减少了艾滋病和药物相关疾病的传播途径。
一次性塑料注射器
今天，塑料的污染已经成为一个全球性的问题，但塑料确实给注射器的改进带来了很大的好处:塑料注射器不容易损坏，易于回收，成本低，易于运输-最重要的是，一次性注射器的出现大大降低了由消毒不严引起的血液传播疾病的风险-为了确保卫生和防止交叉感染，现代注射器大多由塑料制成，一次性丢弃，有效地驱散了多年来笼罩在医用注射器头上的乌云。
无针返回
在这一点上，注射器的细节似乎只留下了一个小小的担忧:压迫和害怕被针头刺穿。因此，关于注射器的想象再次展开了翅膀——如果注射器没有针头会发生什么？这种异想天开在2016年上映的科幻电影《星际迷航3》(Star Trek 3)中有所展现:古怪的麦卡希医生拒绝用针头给病人注射药物，并坚持使用无针头注射器设备。
但是梦想已经在现实中反映出来了。早在1966年，法国科学家就首次提出了“无针注射器”的概念。经过反复论证，他们将其付诸实践，为想象成为现实开辟了道路。仅仅20年后，在1992年，德国开发了世界上第一个无针高压注射器，该注射器被批准用于胰岛素注射治疗。
无针注射器
无针注射的原理是通过高压将超细药物直接注射到皮肤下，因为它非常细，所以没有疼痛。由于注射原理的改变，药液分散分布在皮肤下，不仅起效时间更快，而且药物吸收率更高。事实上，它不仅大大减轻了病人的痛苦，消除了多年来对“注射”的恐惧，而且没有突然发生断针，没有因重复使用注射针头或注射器而引起的感染，没有因在无用的注射部位重复注射而形成的硬化，也没有要处理的医疗废物。这可以被称为“医疗注射技术的一场革命”——几千年后，注射器似乎已经从“无针”转向了“无针”，但其内容已经大不相同。
还有一种卡式肾上腺素自动注射器，设计成名片大小，便于放入口袋。在紧急情况下，只要撕开绿色保险，按在你的大腿上，注射就可以通过你的衣服完成。这些设备是用来对付严重过敏的。轻度过敏可能只会导致打喷嚏、流鼻涕或皮肤发痒，但严重过敏会导致呼吸困难、休克，甚至危及生命。肾上腺素首先可以收缩血管，缓解支气管痉挛，缓解过敏症状。更常见的肾上腺素注射器是笔形的，它们被称为“表笔”
在我国，不仅有无针注射器的自主研发和生产，而且在许多情况下，注射器的使用也逐渐被其他仪器所取代。例如，中国城市的医院已经基本上不再使用注射器抽血，取而代之的是负压抽血。真空负压血管被制造成接近真空的负压环境。在采血过程中，只有针被插入到血管中，针管的尾部被插入到采血血管中，血液被自动吸入到血管中。负压采血法是一种智能、便捷的医疗器械发明，不仅操作简单，避免了双向运动中活塞操作不当造成的污染，而且减少了抽血后的传递环节。
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真空采血管
注射器的每一个细节改进都朝着科技的人性化和有效性迈进了一步。可以说，人类医学乃至科学的发展史是一个让想象引领方向，在前进的过程中发现障碍，解决障碍，最终实现飞跃的过程。