“无针—有针—无针”

——千年之后，重归“原点”

引言

      现今，为了增强注射效益、减轻患者注射过程中的疼痛感、消除患者的恐惧心理，科学家及医务工作者们发明了无针注射器。有趣的是，千年之前的首支注射器便是没有针头的，经过“无针—有针—无针”的发展，又重归了“原点”。

最早期的注射器

     注射器的英语“syringe”一词源自希腊语，意为“管”，最早的注射器就是只有活塞管而没有针头。有关第一个活塞注射器的记载是在公元1世纪的罗马时期，凯尔苏斯在他百科全书式的医药著作《药物学》中，最早提到使用注射器来治疗医学并发症。具体的治疗方法难以得知，但我们可以从无针注射器的使用方法中一作窥探。公元9世纪，今天伊拉克一带的外科医生开发出一种中空玻璃管注射器，通过抽吸作用去除病人眼中的白内障。

      不过在中世纪欧洲的很长一段时间里，注射器更多时候的作用是被拿来灌肠。灌肠作为中世纪医疗和保健的主要手段之一，与“放血”疗法旗鼓相当。早期的灌肠工具是用动物膀胱做成球囊，连接管子以压力注入药液，草药、咖啡和醋，都是常见的灌肠液体。随后出现了灌肠专用的注射器，多为铜或玻璃制成。灌肠并非欧洲的专利。早在我国汉朝时期，医学家张仲景就在医学名著《伤寒论》中记载过以“灌肠”法治疗热病，泻热通便。灌肠的工具是采用小竹管装猪胆汁，导入患者体内，这种小竹管也可以看作是最早期的注射器。

有针注射器的出现

      15世纪，意大利人卡蒂内尔提出了注射器的原理。1657年，英国人博伊尔和雷恩根据卡蒂内尔的假说，用羽毛管做穿刺针，用动物膀胱做药液容器，通过挤压膀胱的方法将药液注入狗体内进行观察，得出体内注射和口服一样有效，甚至比口服见效更快的结论。

      少数先锋医生用中空的树枝或空心鸟骨头连接动物膀胱制成静脉注射工具，插入人体来尝试输血。这种大胆的尝试挽救过一些生命，却带来更多因为感染引起的致命并发症。因此在技术萌芽后不到十年，1670年的巴黎议会就颁布法令禁止医师为病人输血，动物膀胱注射技术也因此消失。

      1844年，爱尔兰医生弗朗西斯·瑞德发明了空心针，并用它做了第一次有史记录的皮下注射，将治疗神经痛的镇静剂注入患者体内，这在注射器的发明史上具有非常重要的意义。

      在此基础上，法国医生查尔斯·普拉沃兹于1853年将一根银管与中空的带尖头的针连接到一起，并在银管内加了一根作驱动用的螺栓，制成一个可以容纳1mL液体的真正注射器，将它用于动脉内注射治疗动脉瘤。

      几乎在同一时期，来自法国的医师查尔斯·普拉瓦兹和来自苏格兰的亚历山大·伍德合作，第一次将针头和针筒结合在一起，开发出一种医用的皮下注射器。他们研发的空心针头，按照为亚历山大·伍德的传记作者托马斯·布朗的描述来说，是将蜜蜂的尾刺作为模型，细到足以刺穿皮肤和血管进行静脉或肌肉注射。这种新的皮下注射研制初期主要作用是给予神经痛的患者以吗啡和鸦片制剂，而伍德的妻子丽贝卡梅西恰恰是一个神经痛患者。彼时的人们对于吗啡成瘾还没有完全的认识，对于注射药物与口服药物的剂量比也还在探索之中。在使用静脉注射吗啡的治疗过程中，伍德的妻子丽贝卡梅西成为了静脉注射吗啡成瘾的第一个瘾君子。所幸伤痛并没有打垮伍德，他反而从悲伤中吸取了注射过量的教训，为针筒加上了精确刻度，注射器的细节又一次得以完善。

      1899年，利蒂西亚·蒙福德·盖尔为被可以单手操作的注射器申请了一项专利：“一个圆柱体，一个活塞和一个操作杆的组合，终端的操作手柄中在手指的范围内，因此可以一只手握住并操作注射器。”这项专利成为了大多数现代医疗注射器的基础。

      然而，注射感染带来的疾病却成为一大医疗风险。问题在时间和实践中被得以解决。在注射器专利出现的47年后，位于英格兰西米德兰兹郡的一家医药公司生产了第一款带可更换筒和柱塞的全玻璃注射器。这个产品的推出意味着可以对注射器进行组件的拆分归类，以适应大规模的灭菌消毒。消毒之后将干净的组件重新安装使用，无需刻意配对。同时，玻璃制成的注射器透明度良好，能方便看到筒内注射药物的情况。此后又出现了由玻璃管和金属两种材质并用制成的注射器，针筒可用煮沸法消毒，针头也可以磨尖再用和消毒。

      20世纪50年代，塑料工业的发展给医疗用具带来了新的生机。1949年，澳大利亚发明家查理斯·罗塞在他的阿德莱德工厂创建了世界上第一个塑料制品的一次性皮下注射器。这是一款由一种可以被加热消毒的塑料，名叫聚丙烯的塑料制成的成型注射器。

      新西兰药剂师兼发明家科林·默顿紧跟查理斯的脚步，发明出一款一次性塑料注射器，于1956年被授予新西兰授予专利。1989年，强制减少注射事故与重复注射的自动一次性针头注射器被发明出来。这种注射器一旦被使用，针头与注射器即自动分离，无法再继续注射。这项发明由此大大减少了艾滋病和与药物有关的疾病的传播途径。

重归“原点”——无针注射器问世

（一）发展历史

1866年，法国科学家Beclard第一次提出“无针注射”的概念，之后无针注射的研究进入了相对停滞期，直到1933年，美国的Robert Hingson医生根据发现的“射流原理”研制了最早的无针注射器。因此，他被公认为是现代无针注射器之父。

1936年，“射流原理”在第二次世界大战期间普遍应用于大规模的疫苗接种，有效地预防了因注射引起的感染性疾病，对战时人们的健康发挥了至关重要的作用。

20世纪40年代末，美国部分地区实现了无针注射器械的商业化。

1980年之后，无针注射器在针孔尺寸、压力控制、药流速度、能量曲线以及药液的分布、吸收等方面，进行了更合理的设计与研究，逐渐轻量化、小型化，给药效率高，产生疼痛更小，并逐步成为个人保健用品。

1992年，第一只用于注射胰岛素的无针注射器在美国批准上市。

2012年3月，我国首个拥有自主知识产权的胰岛素QS-M型无针注射器通过国家食品药品监督管理局的注册审批，获得上市资格。

（二）基本构成及特点

      目前，较典型的无针注射器一般由3部分构成：具有动力的喷射器部分、药液注射器部分和进药装置部分。

      无针注射器的外形主要有枪式和笔式，后者更便于随身携带。其动力来源主要是压缩弹簧或高压气体。一般来讲采用弹簧的注射器可多次重复使用，采用微型高压气瓶的注射器在气体用尽后需丢弃或重新灌气。可用无针注射器注射的药物剂型多以液体为主，也有少量特制的冻干粉。从药物装填式来看，可用预装药物无针注射筒，也可通过特制接头从安瓿中现装，前者应用方便，后者可降低使用成本。考虑到动力形式及药物装填方式的不同，无针注射器的应用方式可分为一次性和重复性两大类，前者多用于急救，后者多用于日常治疗。

（三）工作原理

      人体解剖学表明。人的皮肤为多层结构，其表层为结构十分致密的角质细胞层。非常坚韧，能抵御外来物质侵入皮内。无针注射器利用机械装置或电能产生的瞬间高压，推动药剂经过一个很细的喷嘴（微米级大小）形成高压射流，高速穿过皮肤直接弥散到皮下组织中。药液在皮下呈3～5厘米直径的弥散状被吸收。这种射流的速度极高，典型值为150～300 m/s，且进入肌体的深度有限，对神经末梢的刺激很小。因此一般不像有针注射器有明显的刺痛感。

（四）优势

无针注射器的优势可分为以下六个方面：

一、减轻注射过程中疼痛感，消除恐针患者的恐惧心理，提高患者的依从性。多中心、随机、开放、自身对照、前瞻性研究显示：无针注射显著减轻了患者对注射的恐惧，显著降低患者注射疼痛，尤其是中重度疼痛，这都有助于提高患者的依从性。

二、减少过敏的症状等。

三、提高药物在体内的生物利用度，药物起效时间缩短。

四、不会损伤皮下组织，避免了因长期注射形成硬结。

五、几乎能够完全杜绝交叉感染，并且避免职业暴露的风险。

六、改善患者的焦虑抑郁情绪，提高患者的生活质量。

思考

      从针头的有无来看，无针注射器的出现是重归“原点”。然而，注射器的发展是科技和人文的双重前进。在技术方面，它显著地增强了注射效益，减少了对机体的损伤，在人文方面，它站在患者的角度体察患者的疼痛感与恐惧心理，减少了患者的痛苦。这恰应了特鲁多医生的墓志铭“有时治愈，常常帮助，总是安慰”。医学，作为一门直接面对人的科学，比其他科学更强调人文关怀，唯有重视人文关怀，才能促进医学的不断发展。虽然现今的无针注射器价格偏高，但我坚信，将来它一定会走进万万户患者的家门。

参考文献：

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[7]注射器的诞生：医生想象力的大胆实践.大美科学 2019-01-22

作者简介：

孙玚阳，南京医科大学第一临床医学院，20级八年制2班

  本文为《医学史》课程作业

医学的历史与文化