碳纤维：外科神奇新助物

这种纤维不但能替代损坏了的韧带，而且能促使新的韧带形成和成长。碳纤维的医学应用远景非常令人振奋
【美国《读者文摘》（中文版）三月号文章】题：碳纤维：外科神奇新助物
一九八○年二月，英国卡迪夫市一位因小儿麻痹症而严重残障的三十八岁主妇进行了一次革命性的植入手术——用碳纤维替换她损坏变形的踝韧带，亦即束缚骨头的弹性带形组织。六月，她已能无须支撑自行走路，这是她自从童年得病以来的第一次。现在她是双层公共汽车的司机。
一九八○年七月，爱尔兰国际知名的橄榄球名将柯林·派特森，在南非为“雄狮队”出战时，一条腿的下半部严重扭曲，竟以直角斜度向前翘出。他回忆道：“当时我二十五岁，真担心橄榄球生涯就此结束了。”可是第二天，在约翰尼斯堡的一家医院里，医生把他膝关节的两条韧带都用碳纤维植入物替换了。圣诞节时，他已重回球场，最近还曾参加四十二公里的马拉松比赛，跑毕全程。
一九八○年八月，格洛斯特一位因跌伤而无法行动的二十二岁女子也接受了类似的手术。去年四月，她从喜玛拉雅山将一张明信片寄回英国。当时她正随队在山区徒步探险，受信人是为她做手术的卡迪夫威尔斯大学医院的矫形外科顾问医生和荣誉教授大卫·詹金斯。
詹金斯三十八岁，乐于助人，热情洋溢，是“詹金斯韧带”技术的创始者。利用这种技术，可将受损的韧带和腱（连接肌肉和骨骼的组织）代之以碳纤维
——这种人造的线，坚逾精钢，细如人发。他是这种独特植入手术全球公认的领袖，曾亲自为二百多男女病人做过这种手术，其中有些是双手因腱瘫痪而扭曲的风湿性关节炎患者。
詹金斯说，碳纤维植入完全安全，“详尽试验显示，并无肿瘤形成的任何迹象。”其实碳纤维的功用并不止于弥补缺陷。它还能奇迹似地促使韧带和腱重新生长。几个月后，病人便可多倚重新长成的组织，较少依赖植入物了。
有一位最早接受这种手术的病人可以作为典型的例子。
他是二十一岁的爱默·皮尔斯，是卡迪夫大学法律系的学生，一九七七年十月，皮尔斯在踢足球时伤了右膝，一根韧带破裂。他回忆道：“我一瘸一拐地过了好几个月悲惨日子。腿总是不能用力。”后来医学界的朋友建议他去找詹金斯，许多人知道詹金斯那时正在实验一种崭新的治疗方法。
詹金斯率直地告诉皮尔斯道：“你有三种选择。第一，听其自然，忍受痛苦；第二，我可以把韧带缝起来，不过那有点像把两把刮胡刷连接起来似的，必然不会坚固；第三，做碳纤维植入。”皮尔斯毫不犹豫，选择了植入。
庞大的纺织集团高度士公司成束地制造这种纤维，每束一万条单纤维丝。一九七八年四月二十五日，亦即手术前夕，詹金斯在卡迪夫市附近温伏镇的住宅中一面看电视，一面小心地把四束纤维编成闪亮的黑“索”，长约一米，一端打了个结，另一端做了个小圈。
手术在南威尔斯矫形医院进行，历时四十分钟。皮尔斯全身麻醉。詹金斯从高于膝盖的地方起经由膝盖向下切开一条长十三厘米的切口。然后用电钻在略高于膝盖的股骨上钻一个直径三分之一厘米的孔。再用穿过碳索小圈的线做针，将碳索穿过股骨小孔。直拉到碳索的结在孔口卡住为止。然后又在皮尔斯膝盖略下的胫骨上钻一个同样的小孔。他将碳索由皮下穿过胫骨小孔，再回头向上，仍经由皮下穿过所钻的第三孔，第三孔也在股骨上，较第一孔高大约五厘米。皮尔斯的大腿骨和小腿骨就这样用一根人造韧带连在一起了。
下一步骤是这次手术的最重要部分。詹金斯道：“如果碳索太紧，病人不便活动。太松，又缺乏必要的支持力量。”他一再试验腿的活动情况，觉得满意后，便把碳索的末端由第一孔股骨与碳索之间穿过，整洁地打结剪断，然后缝合肌肉与皮肤。
随后是用石膏将皮尔斯的腿从大腿到足踝销住，以免碳索在伤口愈合前移动。不出三天，皮尔斯已能架着拐杖走路了。手术后六星期，石膏销拆除。有些病人发现，由于碳索的刺激，重新长出的韧带或腱较厚，使他们的关节丧失了大约百分之十的活动能力。皮尔斯却没有这种现象。他现在是个业务繁忙的律师，公余喜欢玩羽毛球和足球。
在詹金斯的惊人发现之前，韧带和腱受伤的传统治疗法是用石膏销住关节，等候伤处慢慢痊愈。詹金斯解释道：“韧带受了过分的抻扯可能比骨头断裂更为严重。若愈合得不正确，关节可能永久性变弱。”许多外科医生曾试用尼龙、达克龙和特弗龙等合成纤维修补韧带和腱，詹金斯曾一度使用玻璃纤维，使用这些纤维常会在几年后出现材料疲劳，使关节再出问题。
一九七三年，詹金斯在香港的香港大学担任荣誉讲座教授矫形外科学，偶然碰到一名高度士公司的代表。这位代表提到他公司的一项最新发展：韧性碳纤维。
碳是人体的基本元素之一，研究器官替代品的外科专家很久以来就觉得它潜力无穷。它质量轻，在生物学上不活泼，与人体血液能和谐共存，并在某一程度内能自我润滑。人造心脏瓣膜上就用汽化碳涂覆。
自从史万和爱迪生利用高温使植物纤维和棉花纤维碳化制造电灯灯丝以来，碳纤维的应用至今已经一百多年了。不过早期的纤维很脆弱：直到一九六○年代才发展出供太空工业用的强韧碳纤维。这些新的碳纤维很快便被用来制造网球拍、钓竿、高尔夫球杆和船壳，不过它们的硬性限制了在医学上的应用范围。外科医生，包括詹金斯在内，都不认为它们可以利用。
高度士公司的代表告诉詹金斯一项重要的突破，并认为也许在医学上能有用途。他说他的公司把合成纤维加热到摄氏二千五百度，所造成的碳纤维，虽然个别一条仍很脆弱，但若以一万股合成一束就柔韧异常，比钢还结实。詹金斯听了大感兴趣。
他回忆道：“我立刻想到了韧带和腱，不过那时我以为碳纤维只是一种会比以前我们试用过的材料较为持久的一种植人物而已。完全没想到它有这么大的潜力。”
一九七四年詹金斯回到卡迪夫，收到高度士公司柯文屈里市碳纤维部主管卡尔登寄给他的新碳丝样品让他试验。
詹金斯用羊和兔做韧带和腱的植入实验。结果这些动物在三星期内都恢复了正常行走的能力，此外詹金斯和他的实验小组还惊喜地发现碳纤维与其他植入材料之间还有一种起初没有料到的基本区别。
“碳纤维能吸引组织，”詹金斯说，“这种纤维像一道铁丝网围栏，四周环绕着灌木树篱。树篱开始长大，在铁丝网眼间来回穿绕编织，而围栏本身则慢慢解体消失。六个月到八个月后，新的韧带或腱已经形成，甚至比原来的更结实。”因此不必担心植入物能维持多久。
詹金斯觉得这种手术对热中体育的青年和因病残障的老年人特别重要：没有这种手术，他们积极活动的日子便要结束了。他不替二十岁以下的人做这种手术：因为他们的骨骼尚未完全定形。
碳纤维植入的成功率很高，约为百分之八十。詹金斯说：“失败通常由于技术失误，例如外科医生放错了纤维的位置；也可能是爱运动的病人过于急切恢复正常活动。”
碳纤维促使组织重新生长的功能，不禁使医生和科学家问道：它在人体的其他部分会不会发生这种功能？
实验者用小块的碳纤维织物修补血管，用较大片的在疝气手术后修补腹肌。结果都产生了促进新组织生长的绩效。高度士公司的卡尔登说：“碳纤维的医学应用远景非常令人振奋。”