德國(guó)骨科生物力學(xué)大師
——Julius Wolff

楊雨澤,楊家駒,馮宇華,秦志鵬,張民

(山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院骨科,山西 太原 030001)

Julius Wolff(朱利葉斯·沃爾夫,1836—1902)是骨科領(lǐng)域歷史上最杰出的醫(yī)生及科學(xué)家之一,他不僅將生物力學(xué)與物理學(xué)聯(lián)系起來(lái),而且始終從臨床角度關(guān)注解剖結(jié)構(gòu)[1],其提出的生物力學(xué)理論至今仍造福著無(wú)數(shù)患者。

1836年3月,Wolff出生在西普魯士的M?rkisch Friedland(現(xiàn)波蘭的Miroslawiec),后就讀于柏林的文科中學(xué),并順利考入德國(guó)頂尖名校弗里德里希·威廉大學(xué)(Friedrich Wilhelm Universit?t)醫(yī)學(xué)院。

Wolff在大學(xué)期間就對(duì)骨組織研究方面產(chǎn)生了狂熱興趣,因其對(duì)骨組織的強(qiáng)烈癡迷,同學(xué)們戲稱他為“Knochen-Wolff”(Knochen在德語(yǔ)中意為骨頭)。1860年,24歲的Wolff從醫(yī)學(xué)院畢業(yè)并完成了論文《De Artificiali Ossium Productione in Animalibus》(《論動(dòng)物的骨移植與形成機(jī)制》),獲得了柏林Charité醫(yī)院的外科學(xué)博士學(xué)位,他的指導(dǎo)老師正是率先提出住院醫(yī)師制度的著名外科醫(yī)生Bernhard Langenbeck。1861年,Wolff順利通過(guò)了國(guó)家醫(yī)學(xué)考試,正式作為一位全科醫(yī)生開(kāi)始了他的職業(yè)生涯,隨后決定定居柏林以便繼續(xù)他的實(shí)驗(yàn)研究。

年輕時(shí),Wolff與這一時(shí)期的許多外科醫(yī)生一起參軍入伍,他作為軍醫(yī)參加了1864年普魯士對(duì)丹麥的戰(zhàn)役、1866年對(duì)奧地利的戰(zhàn)役以及1870—1871年對(duì)法國(guó)的戰(zhàn)役,并被授予了鐵十字勛章。

Wolff還是骨科專科診所的創(chuàng)始人。1868年,他完成了自己的私人醫(yī)生資格審查,經(jīng)營(yíng)起一家私人診所,隨后開(kāi)辦了自己的研究所,專門從事肌肉骨骼再生研究;同年,32歲的Wolff在Charité醫(yī)院獲得教授資格,在曾經(jīng)的導(dǎo)師Langenbeck的推薦下,Wolff被任命為“Privatdocenten(德國(guó)大學(xué)中無(wú)薪俸的講師)”。隨后他于1869年開(kāi)始講座活動(dòng),講座在他私人外科診所的禮堂舉行,主要內(nèi)容包括功能性骨科、骨科綜合診所、外科敷料培訓(xùn)課程、外科診斷課程等,禮堂經(jīng)常座無(wú)虛席,甚至有許多對(duì)此感興趣的骨科醫(yī)生和科學(xué)家為了聆聽(tīng)Wolff的講座,特地從很遠(yuǎn)的地方趕來(lái)。

1869年,Wolff與他的妻子Anna Weigert步入了婚姻的殿堂,他們婚后育有3個(gè)孩子,其中一個(gè)在6歲時(shí)不幸去世。Wolff非常忠于家庭,據(jù)Karola Nick的報(bào)道,他書寫了多達(dá)168封私人信件來(lái)表明他對(duì)家人的關(guān)愛(ài)[2];盡管工作繁忙,Wolff仍會(huì)抽出時(shí)間來(lái)享受生活,他酷愛(ài)藝術(shù)和音樂(lè),熱衷于古典文學(xué),會(huì)反復(fù)研讀荷馬和歌德的作品。根據(jù)他妻子的回憶,他會(huì)從每天5點(diǎn)醒來(lái)以后一直研究到8點(diǎn)左右,空閑時(shí)也會(huì)為自己和兄弟姐妹的孩子們寫詩(shī)。

Wolff為骨科學(xué)單獨(dú)作為一門學(xué)科從外科學(xué)中分離出來(lái)做出了巨大貢獻(xiàn),他的思想在此過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[1]。1884年,48歲的Wolff被任命為副教授,起初這一任命的目的主要是為了方便他可以憑借該頭銜經(jīng)營(yíng)私人診所,2年后(1886年),Wolff就已經(jīng)成為“柏林外科醫(yī)生自由協(xié)會(huì)”的聯(lián)合創(chuàng)始人和董事會(huì)成員,從這個(gè)過(guò)程中我們也可以清楚地看出Wolff如何將科學(xué)研究與實(shí)用醫(yī)學(xué)結(jié)合起來(lái)[3]。

在Wolff的整個(gè)職業(yè)生涯中,他對(duì)骨結(jié)構(gòu)和骨結(jié)構(gòu)在應(yīng)力作用下改建塑形的研究一直保持著個(gè)人興趣。在19世紀(jì)60年代后期,隨著研究的不斷發(fā)展,醫(yī)生們針對(duì)骨科疾病的治療手段有了很大的進(jìn)步,但他們對(duì)骨骼發(fā)生、轉(zhuǎn)化的了解并不充分。Wolff在蘇黎世解剖學(xué)家Herman von Meyer以及瑞士工程學(xué)教授Culmann對(duì)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)規(guī)律的研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了骨骼的結(jié)構(gòu),他開(kāi)發(fā)了一種可以對(duì)整塊長(zhǎng)骨的冠狀面進(jìn)行薄片切割的技術(shù),以便更加詳細(xì)地了解不同部位骨小梁的結(jié)構(gòu)模式,而不僅僅是在單個(gè)骨骼切片的層面上,這一技術(shù)相較于Wilhelm Conrad R?ntgen發(fā)現(xiàn)X線早了幾十年。Wolff還研究了骨轉(zhuǎn)換和重塑可能發(fā)生的機(jī)制,預(yù)見(jiàn)到了細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子對(duì)骨重塑的作用。

1889年,時(shí)任Charité醫(yī)院院長(zhǎng)的Wilhelm Waldeyer-Hartz請(qǐng)求政府將Wolff的研究所與大學(xué)合并[4],這一舉措得到了當(dāng)時(shí)許多醫(yī)生以及受到研究所幫助的業(yè)內(nèi)人士的支持。1890年,Wolff的研究所作為臨時(shí)私人診所與弗里德里希·威廉大學(xué)合并,Wolff擔(dān)任主任;1894年研究所更名為骨科綜合診所。

1892年,Wolff通過(guò)總結(jié)先前的研究結(jié)果編撰出版了他的經(jīng)典著作《Das Gesetz der Transformation der Knochen》(《骨轉(zhuǎn)化定律》),這本書描述了骨的形態(tài)和功能之間的關(guān)系:“骨轉(zhuǎn)化定律是一種數(shù)學(xué)定律,根據(jù)該數(shù)學(xué)定律,由于骨形態(tài)和/或應(yīng)力的變化而發(fā)生骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形式可觀察到的改變”[3]。Wolff在書中提出了3個(gè)主要觀點(diǎn):(1)不同個(gè)體特定骨骼中的骨小梁結(jié)構(gòu)是規(guī)則的;(2)大多數(shù)骨小梁呈垂直分布;(3)當(dāng)骨折或骨骼發(fā)育畸形導(dǎo)致骨小梁的垂直分布被破壞時(shí),它們會(huì)隨著時(shí)間的推移重新排列,從而再次形成垂直分布[4]。其中第3點(diǎn)是Wolff首次提出,他聯(lián)系了許多博物館和解剖室,找到了大量的病理標(biāo)本來(lái)記錄骨小梁的重新排列,骨的生長(zhǎng)、吸收、重建都與骨的受力狀態(tài)有關(guān)[5]已經(jīng)作為“Wolff定律”被廣泛接受。該著作不僅為后來(lái)骨科生物力學(xué)的研究奠定了基礎(chǔ),也令Wolff在骨科領(lǐng)域的地位不可撼動(dòng),至今仍被認(rèn)為是骨科領(lǐng)域的經(jīng)典著作。

1899年,Wolff就任Geheime Medizinalrat(樞密院醫(yī)學(xué)顧問(wèn),樞密院為當(dāng)時(shí)德國(guó)的行政機(jī)關(guān)),這一任命充分彰顯了Wolff在當(dāng)時(shí)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的崇高地位。1902年2月15日,這位66歲的老人罹患了嚴(yán)重的中風(fēng)并于3 d后不幸去世,遺體被安葬在柏林魏森塞的猶太公墓,從此德國(guó)骨科學(xué)界失去了一顆耀眼的明星。他的同事們形容Wolff是一位對(duì)自己的工作充滿熱情、能夠激勵(lì)他人的大學(xué)教師。就在Wolff因中風(fēng)去世前幾個(gè)月,骨科綜合診所完全并入Charité醫(yī)院,并擁有30個(gè)床位。

1970年,《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》(JAMA)發(fā)表了名為《Julius Wolff (1836—1902).Morphogenesis of Bone》的文章來(lái)紀(jì)念這位19世紀(jì)偉大的外科醫(yī)生。Julius Wolf一生都在骨科生物力學(xué)領(lǐng)域辛勤耕耘,其刻苦的鉆研精神,善于發(fā)散思維的能力以及敏銳的洞察力值得我們每個(gè)人學(xué)習(xí)。