弱勢群體創(chuàng)造驚世輝煌——訪國際著名心臟泵專家錢坤喜教授

本刊記者 朱剛剛

弱勢群體創(chuàng)造驚世輝煌
——訪國際著名心臟泵專家錢坤喜教授

本刊記者 朱剛剛

他研制的心臟泵只有27克，雞心的大小具有牛心的功率，被英國吉尼斯中心確認為世界上最輕最小的人工心臟；他使用的經(jīng)費30年不到100萬，是國內(nèi)同行中最少的；他認為科技將帥之才是天生的，后天培養(yǎng)的作用只是第二位的；他還認為科技界不是沒有人才，而是沒有讓人才施展才華的環(huán)境和條件。

1987年11月24日《人民日報》在頭版報道：上海第二醫(yī)科大學(xué)人工心臟研究室講師錢坤喜在人工心臟的小型化方面取得重大突破，他研制成功能完全植入體內(nèi)的電動心臟，比自然心臟還輕一半，在國際人工器臟學(xué)術(shù)界引起了震動。

20多年過去了,錢坤喜已經(jīng)成為世界上著名的心臟泵專家和權(quán)威,江蘇大學(xué)教授,他的工作又有了哪些新的進展?他對科研工作有哪些心得和體會?最近他接受了記者的采訪。

弱勢群體創(chuàng)造驚世輝煌

心臟泵的小型化和微型化是人工心臟研究的首要課題，錢坤喜如是說。上世紀八十年代中期，國外的心臟泵重量有幾公斤到幾十公斤，錢氏心臟泵只有240克，并用于動物試驗，在世界上第一次實現(xiàn)試驗動物可自由走動，不必束縛在手術(shù)臺上或籠子里。在達到相同功能的前提下，心臟泵體積越小重量越輕難度就越大。至20世紀九十年代和進入21世紀后，國外心臟泵重量也減小至幾百克，錢坤喜又將他的心臟泵重量降到27克，雞心的大小具有牛心的功率，被英國吉尼斯中心確認為世界上最輕最小的人工心臟，錢坤喜因此被圈內(nèi)最具權(quán)威性的出版物美國人工內(nèi)臟雜志聘為當(dāng)時唯一的一位外籍編委。

人工心臟的研究當(dāng)然絕不僅僅是小型化即可植入性一個課題，它是一門綜合性科學(xué)，需要理、工、醫(yī)三大學(xué)科的互相交叉、滲透和融合。譬如血液相容性研究，即減小血細胞的破壞，使之低于血細胞的再生，就是一個長年未決的國際難題。尤其是當(dāng)旋轉(zhuǎn)型血泵的葉輪周期性改變轉(zhuǎn)速產(chǎn)生搏動流時，美國Medtronic公司耗資數(shù)百萬美元歷時數(shù)年未能降低溶血。錢坤喜憑著在復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)系力學(xué)專業(yè)師承谷超豪教授的扎實功力，應(yīng)用解偏微分方程的方法，求出血泵內(nèi)血液流動的流線和流面，以此設(shè)計葉輪的葉片和輪盤，圓滿地解決了這個問題，被國際人工心臟的搖籃美國猶太大學(xué)人工心臟研究所Olsen所長贊譽為“完美的”、“令人信服的”，錢坤喜本人被邀請擔(dān)任該研究所工程顧問。同時，錢坤喜向全世界宣告：旋轉(zhuǎn)泵不能產(chǎn)生低溶血搏動流的弱點已經(jīng)成為歷史。

在解決旋轉(zhuǎn)泵產(chǎn)生搏動流的過程中，錢坤喜平行地進行著研制旋轉(zhuǎn)式全人工心臟的工作。旋轉(zhuǎn)泵因為只能輔助或替代單心室的功能，不能像隔膜型全人工心臟那樣能輔助和替代整個心臟的工作，它的使用受到限制。1987年，當(dāng)旋轉(zhuǎn)式全人工心臟的論文在美國發(fā)表時，引起會場一片震動。國際人工器官學(xué)會主席Nose博士稱之為“理想的新一代人工心臟”，與會代表紛紛邀請錢坤喜合作研究，被譽為國際人工心臟之父的美國猶太大學(xué)Kolff教授當(dāng)場激動地手寫紙條，邀請錢坤喜去美國作深入的學(xué)術(shù)報告和講學(xué)。在會場上的中國留學(xué)生，熱情地向人民日報記者真實反映這一成果的國際影響，人民日報于1987年11月24日在頭版二條作了報道。

心臟泵的耐久性是進入21世紀后人工心臟研究面臨的新問題。隨著動物試驗和臨床應(yīng)用的存活期的不斷延長，泵內(nèi)軸承磨損成為關(guān)鍵。機械軸承不僅易磨損，摩擦生熱還將產(chǎn)生血栓，造成嚴重后果。國外普遍采用電磁軸承解決這一問題，又引起檢測困難、控制復(fù)雜、增加體積重量和消耗額外的電能等一系列衍生的問題。錢坤喜標新立異，明知1839年英國人Earnshaw從理論上證明永磁懸浮在靜態(tài)是不平衡的，執(zhí)意將永磁懸浮旋轉(zhuǎn)體的陀螺效應(yīng)引入心臟泵，力求達到穩(wěn)定的平衡，從而研制成功永磁懸浮心臟泵。這一成果被人工心臟的前身主動脈內(nèi)氣囊泵的發(fā)明者美國人Topaz譽為：“領(lǐng)先國際同行不知有多遠！”

早在上世紀九十年代中期，由錢氏心臟泵原形設(shè)計改進而成的臺灣大學(xué)“臺大一號”左心室輔助器在動物試驗中先后創(chuàng)造存活62天，129天和115天的記錄并用于臨床，但錢坤喜本人在回到中國大陸后卻因經(jīng)費短缺無法開展動物試驗。國際人工心臟之父美國猶太大學(xué)Kolff教授得知這一情況后，主動介紹錢氏心臟泵去美國德州大學(xué)進行動物試驗，與美國人工肺一起輔助多只山羊心、肺循環(huán)一個月以上。錢坤喜感嘆地說，國內(nèi)人工心臟研究經(jīng)費動輒一個項目幾百萬數(shù)千萬，而他30年使用不到一百萬；如果經(jīng)費有保證，國產(chǎn)心臟泵早已“沖出亞洲、走向世界”了！

成功的秘訣

錢坤喜先后在德國、美國和我國上海、臺灣、江蘇主持人工心臟的研究，發(fā)表論文200多篇，SCI、EI檢索86篇；申請或獲授權(quán)專利10項。他的許多論文，是在國際會議開幕式上第一個宣讀的，或在閉幕式上壓軸發(fā)言的，多家雜志將他的論文作為刊物的封面論文發(fā)表；國際評委稱他的研究“代表人工心臟研究的方向”，是“人工心臟研究的里程碑”，稱他是“國際公認的權(quán)威”；他研制的心臟泵被媒體稱作為“錢氏心臟泵”，“21世紀的人工心臟”。面對國際上的好評如潮，錢坤喜十分低調(diào)，不加評論；記者問他有什么成功的經(jīng)驗，他回答三句話十二個字：準確切入，貴在堅持，標新立異。

準確切入，是成功的關(guān)鍵。錢坤喜大學(xué)讀的是數(shù)學(xué)力學(xué)，研究生學(xué)的是流體機械，當(dāng)他選擇人工心臟研究作為他國外留學(xué)主攻方向時，醫(yī)學(xué)沒基礎(chǔ)，連人工心臟都沒見過。半年多的時間里，他只身埋頭在圖書館里，將當(dāng)時幾乎所有能找到的有關(guān)人工心臟的論文通讀一遍，了解前人所做的工作，最后決定將不被人看好的旋轉(zhuǎn)泵作為自己的切入點。那是20世紀八十年代初，模仿自然心臟收縮/舒張原理設(shè)計的隔膜型心臟泵已經(jīng)開始應(yīng)用于病人，由于體積重量太大將病人束縛在病床上，沒有生活質(zhì)量，受到輿論質(zhì)疑。當(dāng)時的旋轉(zhuǎn)泵也很大很重，但錢坤喜堅信旋轉(zhuǎn)泵可以提高轉(zhuǎn)速大幅度降低裝置的體積和重量，這為他后來在心臟泵的小型化和微型化方面取得系列成果奠定了基礎(chǔ)。

貴在堅持，是成功的保證。當(dāng)錢坤喜將自己的想法與德國教授交換時，受到嚴厲的拒絕。他放棄三年的獎學(xué)金毅然回國，決心在祖國實現(xiàn)自己的理想。想不到上海單位的領(lǐng)導(dǎo)同樣不支持他的想法，他一時處于隱性失業(yè)狀態(tài)，不得不改行臨時當(dāng)了兩年的翻譯。在時任上海市領(lǐng)導(dǎo)的江澤民同志的干預(yù)后，錢坤喜得以重新返回德國和美國研究；后來又在臺灣李登輝先生的關(guān)心下，到臺大醫(yī)院繼續(xù)研究。他是國內(nèi)堅持人工心臟研究最久的學(xué)者，也是世界上研究旋轉(zhuǎn)泵時間最長的科學(xué)家之一。由于他的堅持，不斷發(fā)表新成果，旋轉(zhuǎn)泵的弱點一個又一個地被克服，優(yōu)點一個又一個地被展現(xiàn)，國際人工心臟學(xué)術(shù)界發(fā)生翻天覆地的變化，原來是隔膜泵的一統(tǒng)天下，上世紀九十年代中期后人們像趕集一樣紛紛投入旋轉(zhuǎn)泵的研究。曾任錢坤喜單位領(lǐng)導(dǎo)的現(xiàn)上海交大丁文祥終身教授頗有感觸地說，“錢坤喜堅持搞旋轉(zhuǎn)泵，我們過去不理解沒跟進吃了大虧，現(xiàn)在要迎頭趕上”。改變觀點的還有人工心臟大師美國的Jarvik博士，以他姓名命名的Jarvik-7隔膜泵在上世紀八十年代初期風(fēng)靡全球，之后走入低谷；然而到了九十年代后期，Jarvik-2000旋轉(zhuǎn)泵卷土重來，是目前世界上臨床應(yīng)用時間最長的心臟泵之一。

標新立異，是成功的發(fā)動機。錢坤喜在人工心臟研究30年的生涯中，無時不刻不在想如何與眾不同，怎樣標新立異。搏動流旋轉(zhuǎn)泵，旋轉(zhuǎn)型全人工心臟，人造心臟瓣膜泵，永磁懸浮心臟泵，等等，這些人工心臟研究領(lǐng)域的新概念、新名字，無一不與他的姓名聯(lián)系在一起。他敢于應(yīng)用永磁軸承到人工心臟，開始時是一種冒險，因為沒有人相信他能成功；外國人已證明不可能的事，是如何被他變成可能的呢？答案并不復(fù)雜，簡而言之：標新立異，敢為他人先！為了搞清永磁軸承的原理，他虛心請教臺灣工研院、臺灣清華大學(xué)、北京大學(xué)、蘭州大學(xué)、中科院電工研究所等幾十位專家，集思廣益，發(fā)明一種新穎的永磁軸承，達到所謂的陀螺效應(yīng)，拓展統(tǒng)治學(xué)術(shù)界170年的Earshaw原理，不僅為心臟泵，而且為其它高速旋轉(zhuǎn)的機械，提供穩(wěn)定可靠的無磨損軸承。

中國科技不缺人才

對于人才培養(yǎng)的問題，錢坤喜十分健談。他認為，人才是分層次的，將帥之才是天生的，后天培養(yǎng)的作用只是第二位的；人才的培養(yǎng)主要是在工作中磨練，學(xué)校教育只是打基礎(chǔ)；目前我國不是沒有人才，而是沒有讓人才施展才華的環(huán)境和條件。

一代大師錢學(xué)森走了,大家哀悼之余都在思考一個問題:為何中國出不了像錢學(xué)森這樣的科技將帥之才? 錢坤喜認為，雖然錢學(xué)森是在國外培養(yǎng)成才的，但他是在國內(nèi)成就了他最輝煌的事業(yè)。他的成功,除了他的才能，離不開國家的支持。設(shè)想他沒有黨和政府的支持，他個人能有今天這樣的成就？反過來，如果別的其他人能得到社會同樣大的支持，難道做不出一個將帥之才應(yīng)有的貢獻？錢學(xué)森的專業(yè)當(dāng)屬國家的急需，受到傾國的支持是理所當(dāng)然的，年輕一代的航天事業(yè)同行中也不缺有望成為將帥之才的姣姣者，更說明社會的支持是成才的必要條件。錢坤喜還認為，在條件差的環(huán)境中能做出卓越成果的更值得發(fā)揚和提倡，更值得肯定和贊揚！錢坤喜教授十分自豪地說,他是在非名牌大學(xué)的非重點實驗室里進行國家重點科技項目的研究，是在以國內(nèi)標準衡量也僅是二、三流的條件下進行國際上一流水平的工作和獲取科研成果。他滿懷豪情的說,事實證明,外國人能做得到的事情，我們中國人也一定能做到；中國人在國外做得到的事情，在我們祖國的土地上也完全有可能做到。

我國科技界的現(xiàn)狀是普遍存在著有才者得不到支持,無才者瓜分有限資源的現(xiàn)象；結(jié)果拿錢的人做不成事情，做得成事情的人拿不到錢。除了國家重視的領(lǐng)域，再有將帥之才的人,除非“雙肩挑”謀個一官半職,否則很難得到應(yīng)有的支持，只能長時間懷才不遇，“老虎變病貓”；更有甚者，科技界幾乎盡人皆知，申報項目或申請獎勵等都需要攻關(guān)和打點，本來純屬學(xué)術(shù)范圍的事變成權(quán)與錢的交易和角斗，真正搞學(xué)問的人不精于此術(shù)，倒讓那些社會活動家和投機取巧的人出盡風(fēng)頭，國家的錢往往就這樣打了水漂。錢坤喜認為，國家自然科學(xué)基金會目前執(zhí)行的網(wǎng)評和邀請外籍評委評審的方法，是值得推廣的好方法?？偠灾?現(xiàn)在的問題不是缺乏錢學(xué)森,而是坊間的錢學(xué)森缺乏發(fā)揮將帥之才的環(huán)境和條件；等到每個有才華的人都能得到施展才能的機會，中國人得諾貝爾獎的愿望就能實現(xiàn)了。