先別幻想太空移民了，你知道太空手術內髒亂飄有多恐怖嗎？

一間4平方米的手術室里，病人安分地躺在手術台上。

而手術台卻漂浮了起來，醫生不時展現「太空漫步」的移動姿態。

這是人類進行的第一例太空手術。

在失重的狀態下，他們用8分鐘給病人切除了一個囊腫。

為了避免物體四處浮動，所有手術器械被用強磁鐵固定在金屬手術台周圍。

醫生和助手則穿上特製的衣服，被繩子固定在滑軌上。

而病人在局部麻醉後，保持清醒地接受前臂上一個脂肪瘤的切除手術。

在失重狀態下，病人出現了心輸出量減少，動脈血壓下降等身體變化。

而在手術過程中，流出的血液在沒有重力約束的空間中隨意懸浮。

一顆顆像穹頂一樣的飽滿液珠在傷口周圍聚集，並很快擴散到手術室各處。

為了避免對視野造成干擾，工作人員只好用真空吸氣機吸收。

看似簡單的腫瘤切除，開展起來卻困難重重。

隨時都可能在失重中發生預想不到的意外。

最終，這次太空手術和預計的一樣完美地完成。

它展示的是太空場景，但實際上卻是在一架微重力*航機上開展的。

*註：微重力是指重力或者其他外力引起的加速度接近於零的環境，物體處於失重狀態。

在微重力航機上開展實驗

2006年9月27日，法國A300客機迎來了幾位特殊的乘客。

3名外科醫生、2名麻醉師、1名病人和1名攝像師登上了這架「太空飛船」。

他們沒有目的地，而是要在3個小時的飛行過程中完成人類第一次太空手術挑戰。

飛機之所以能提供微重力的環境，是因為它採用了過山車式的飛行方式。

它在約6100~8400米的高空做環形飛行。

當飛行到拋物線頂端時，飛行員關閉引擎，讓飛機近乎無重力地自由落體。

這時，機內人員將體驗到來之不易的大約22秒失重狀態。

客機中的失重體驗

而短暫的失重時間對實驗設置也是一個阻礙。

為了讓模擬更接近真實的太空環境，醫療小組人為地將時間連起來。

即當失重狀態消失時，他們就暫停手術，等待下一次失重。

這場僅持續8分鐘的手術，則在3小時飛行時間內，飛機32次重複環行中完成。

這無疑是太空醫學上的重大突破。

當時的主治醫生馬汀表示，如果增加失重時間，他們可以完成長達兩小時的闌尾切除術。

甚至除血管手術以外的其他外科手術都不在話下。

太空手術專用的器材

神秘的外太空充滿了未知的誘惑。

它像一片黑暗的森林吸引著人類無法抗拒的探索慾望。

1961年蘇聯第一次發射載人航天器。

加加林環繞地球軌道一周，歷時108分鐘後安全返回地球。

進入太空第一人，加加林

這在當時已經是讓轟動全世界的振奮消息。

而人們對於宇宙的探索野心越來越大。

航天員飛往太空的頻率和時間也就逐漸增多。

目前人類史上宇宙飛行時間最長的記錄保持者是列里·波利亞科夫。

列里·波利亞科夫

他在1994年開始了一次飛行。

在離地球400公里外的和平號空間站*里，他連續呆了437天。

這個時間足夠人類從地球飛往火星。

*註：和平號空間站是蘇聯建造的一個軌道空間站，是人類首個可長期居住的空間研究中心。

火星

飛往火星的夢想距離實現似乎只有一步之遙。

但這一步卻包含了許多尚未攻克的難關。

且不說航行設計的技術難度。

載人火星的執行任務預計需要2~5年，或更長時間。

漫漫長路中充滿意外和危險，宇航員的身體健康又如何保證？

對宇航員進行口腔檢查

NASA對於航天員的健康標準設定嚴苛。

他們必須通過類似軍隊的測試標準。

例如血壓要低於140/90（普通人正常的是120/80）。

除了在任務前要參加為期兩年的航空培訓外，在任務期間也需要保持身體鍛煉。

但儘管有著強大的身體素質，險峻的太空環境還是沒有放過人類。

宇航員在空間站跑步機上鍛煉身體

太空的高真空、強輻射、微重力、大溫差等都是地球上難以獲得的寶貴資源。

然而這也是隱形的人類殺手。

人類好不容易研製出在真空條件下保障呼吸，一定程度隔絕溫度、壓力、輻射等危害的航空服。

生理上卻還是悄無聲息地發生著微妙的變化。

電影《太空救援》截圖

在太空中發生的一些在地球上無法想像怪事。

例如平時罵人「腦進水」，在太空中就不足以為奇了。

人體約60%的液體中，一部分會在失重的狀態下倒流進胸部和頭部。

頭部與胸部的血管需要更多的血液流體以供運轉。

這時，在激素的複雜作用下，血漿容量和紅細胞量減少。

因此宇航員通常具有血量減少、心血管功能紊亂的特徵。

而由於缺乏常規抵抗的重力，支撐人體的骨骼和肌肉組織也會造成萎縮。

骨骼纖維變得稀鬆

雖然人類變得脆弱了，但細菌卻十分適應在太空中的生存。

由於缺乏重力，太空中的細菌與抗生素等滅菌藥物相互作用的表面積變小。

同時，它們還會在外膜上生長出囊泡作為護盾。

這不僅使它們比在地球上加快了增殖速度和增強了毒性。

而對於抗生素的抵抗性，也提高了一個層次。

作為大腸桿菌在地球對照組，右為太空實驗組，明顯長出外膜囊泡、體積縮小

例如大腸桿菌在硫酸慶大黴素的作用下，在太空中表現出更強的生存力。

細胞數量比地球實驗中增長了13倍，外膜增厚了25%~43%，體積則縮小了73%。

險峻的環境對於人類的免疫系統是一個巨大的挑戰。

培養基中的大腸桿菌

而創傷性疾病，才是最大的考驗。

在肌肉萎縮、骨骼退化的情況下，即使簡單的運動也變得不太安全。

本想走出太空艙，打算來場漆黑中的太空漫步。

但不經意就在磕碰中造成了病理性骨折*。

*註：病理性骨折是指因腫瘤或骨髓炎等造成骨頭結構的破壞，在輕微創傷後就會發生骨折。通常需要將腫瘤切除以進行治療。

骨折還算小事，要是突發性的闌尾炎突然發作可就不那麼好受了。

即便有專業醫生在場，他們也對失重束手無策。

這時剖開腹腔後流出的體液或許很快就充斥小小的航天器。

而漂浮在空中的腸子等內臟又是一番何等恐怖的情景。

進行超聲心動圖測試的宇航員

這如果不幸發生在探月計划過程中，返回地球救治也就耽誤兩三天的治療。

但如果在火星探測任務中遇到了這倒霉事，幾乎相當於不治之症了。

因為從火星回到地球大約需要8個月之久。

普通人經歷8個月的微重力都需要很長一段時間才得以恢復。

更別說帶病飛行，甚至有可能熬不到回地球的那一天。

而且一次航行的費用昂貴，實在經不起折騰。

雖然在過去的50多年太空航行中，從沒有出現外科創傷。

但生物醫學教授詹姆斯·安塔基卻認為，有必要在危險來臨前儘快開展太空醫療的研究。

其實早在1991年，外科醫生馬克·坎貝爾就對兔子進行了第一次太空手術。

這時正值空間站的建設過程中，他沒能趕上這趟熱潮。

於是也在微重力航機上開展了這次手術。

麻醉兔子

打開兔子的頸動脈後，球狀的鮮血像是被槍噴射而出般猛烈。

同時，在切口上方模糊地覆蓋著穹頂狀血液。

而當坎貝爾繼續增大切口時，血流量卻幾乎沒有變化。

人類首次開展的太空手術就清晰地展露了其中存在的問題。

後人也在此基礎上不斷開展研究和實驗。

失重條件下呈球狀噴涌的液體

而曾飽受顧慮的血管手術，其實如今也已有解決的辦法。

在太空真空狀態中，血液通常比地球上飛濺得更多。

最嚴峻的是，它們在不受重力，但表面張力依然存在的情況下，重新在傷口處匯聚。

以至於醫生很難看到實際的創傷。

同時，細菌感染的風險也大大增加。

NASA宇航員在空間站進行細菌實驗

安塔基教授則想了一個反其道而行的方法。

表皮有傷口，他反而將傷口封鎖，另闢蹊徑才是他的獨門訣竅。

他同樣是在微重力航機上踐行了他的想法。

用粘合劑密封豬心中的洞

他用一個充滿鹽水的氣泡封閉患者傷口。

這就像是在患者的傷口安裝了一個透明密閉的外殼。

醫生可以透過它看到裡面的血管系統。

看不清不要緊，他這時藉助了腹腔鏡來觀測內在傷口。

他在合適的位置划出1cm的小口，將微型器械伸入患者體內開展腹腔鏡手術。

手術部位在醫生通過腹腔鏡的監控和操作下，被運用機械完成手術修復。

這種運用微創手術進行治療的方法打開了太空手術的一扇窗。

如果太空醫務室有著科幻電影里舒適的手術台、閃爍的燈光以及古怪又多功能的醫用器械，那麼這點小傷自然迎刃而解。

但現實卻是，國際空間站上的醫療設施原始得和公共室內泳池沒太大差別。

對於潛在醫療災難的警惕始終讓人揪心。

對於無外傷情況的腫瘤切除，同樣也得採用上述的微創手術。

它避免了做大切口後傷口癒合慢、流體難以控制等問題。

在太空中，如果傷者的出血量超過了每分鐘100毫升，恐怕再多的努力也無濟於事了。

因此通過使用機器做微創，可以使操作穩定。

比人工操作的更小、更精細的開口也避免了體液的流出和細菌的進出。

設想操縱機器人完成手術

除了微創技術，人類對於太空外科手術還研究了許多可行的解決方向。

比如對於手術裝置太大，不便於裝上航天器的問題，3D列印技術就是個不錯的選擇。

把裝置結構數據上傳，在需要使用時再即時下載列印。

要是沒機會用上，這就省去了航天器中承載重型器械的成本和空間。

甚至連害怕因在太空時間太長而使藥效過期的藥物，也同樣適用。

把裝置數據上傳

外科手術在地球上的發展經歷了從無到有的逐漸進步。

而把手術地點換成太空後，同樣的手術卻遭遇別樣的阻礙。

一場關於探索宇宙的野心與科技之間的博弈悄然展開。

太空醫學，就是目前如鯁在喉的其中一道難關。

*參考資料

Brandon Specktor. Future Astronauts MustPerform Surgery in Space - and It Will Be Gross[J]. Live Science, 2018.

Space Medicine[J]. NASA.

太空航行對人體的影響. 維基百科.

Adam Rogers. Zero-G Blood and the ManyHorrors of Space Surgery[J]. Wired, 2017.

曉師. 世界首例太空手術[J]. 人人健康,2009(17):22-22.

Panesar, S. S. and Ashkan, K. Surgery in space. Br J Surg, 2018, 105:1234-1243.

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