For at redde sin døende svigerinde opfandt Charles Lindbergh en medicinsk anordning

Charles Lindbergh, den ærede luftfarthelte, offer for århundredets forbrydelse, er uden tvivl et amerikansk ikon. Men hvad vi husker Lindbergh for er ikke det komplette billede. Mens nylige biografere er begyndt at gå i dybden i flygerens mørkere fortid - hans overholdelse af eugeniske principper, hans forvandring og hans bånd til Nazi-Tyskland - er et område i Lindberghs biografi ofte overset - hans banebrydende arbejde inden for biomekanik.

Fra denne historie

Lindbergh

Købe

Helten: Charles A. Lindbergh og den amerikanske drøm

Købe

Den amerikanske akse: Henry Ford, Charles Lindbergh og Rise of the Third Reich

Købe

Relateret indhold

• En mand med en masse hjerteklapper donerer hans usædvanlige samling
• I nødstilfælde, pak snesko

Biomekanik? Var hans arbejde på dette felt relateret til luftfart - en redesignet cockpit, måske? Eller noget for at øge lændenes støtte for at gøre transatlantiske rejser mere behagelige?

Faktisk var Lindberghs bidrag ganske separate, og på det tidspunkt blev han bredt fejret for disse resultater. ”Navnet, han vil efterlade i den videnskab, vil være lige så illustrerende som i luftfarten, ” sagde en af ​​hans kolleger til New York Times i 1934. En forudsigelse, der faldt fladt. I dag vedrører kun et par sætninger i hans Wikipedia-indlæg hans videnskabelige bidrag; og deri ligger en fortælling.

Charles Lindbergh var designeren af ​​perfusionspumpen - en håndblæst, 18 tommer høj, klar Pyrex-glaskonfiguration, der blev brugt til at holde organer fungerer uden for kroppen. Han lavede det i 1935 efter en kulmination af et stille samarbejde med den Nobelprisvindende videnskabsmand Alexis Carrel.

Enheden forsynede eller "perfunderede" organet med en konstant forsyning af oxygeneret blod (eller et syntetisk erstatning). Carrel havde perfektioneret væsken, men hvad han ikke havde var en måde at anvende dette ordentligt på orgelet. Lindbergh arbejdede med sin mekaniske mestring med at designe den tre-kammerede enhed til at holde et orgel på plads og tillade det at blive perfused med Carrels "kunstige blod."

Det var smukt i sin enkelhed. Karotisarterien blev anbragt i forbindelse med et andet lille glasrør, der forbinder det til pumpesystemet. Lufttryk ville føre væsken gennem pumpen på en måde, der efterligner biologiske processer.

Charles Lindbergh og Alexis Carrel af Samuel Johnson Woolf, olie på lærred, 1938 (National Portrait Gallery © Estate of SJ Woolf)

Kun omkring 20 blev nogensinde lavet, men tre er bosiddende i samlingerne af Smithsonian's National Museum of American History i Washington, DC

Selvom det stort set er glemt, er det vigtigt. Apparatet var en forløber for medicinsk udstyr som hjerte-lungemaskinen, og dets proces hjalp med at udvikle et muligt middel til at stoppe hjertet under kirurgiske procedurer.

I de lange timer i luften huskede den unge pilot til at tænke på liv og død. Men da hans kones ældre søster blev diagnosticeret med svær hjertesygdom efter en reumatisk feber, vendte Lindberghs stille musninger mod anvendt biologisk arbejde. Efter at have spurgt sin læge, hvorfor kirurgi ikke kunne vende skaden, fik Lindbergh besked om, at proceduren ville tage længere tid, end hjertet kunne fjernes fra kroppen uden at forårsage permanent skade. Lindbergh vedvarede. Hvorfor kunne en maskine ikke bruges til at opretholde det levende orgel, begrundede han. Men lægen viste "ringe interesse for problemet."

Lindbergh foretog yderligere forespørgsler med anæstesilæge Palulel Flagg, der var mere sympatisk og henvendte Lindbergh til Carrel, der havde arbejdet med problemer relateret til opretholdelse af organer in vitro. Lige næste dag aftalte Lindbergh en aftale for at mødes med Carrel på hans laboratorium i Rockefeller Institute - uden tvivl blev en sådan effektiv planlægning smurt med en smule navnegenkendelse.

Under deres første møde den 28. november 1930 husker Lindbergh Carrel, der viste ham to mislykkede forsøg på at bygge "et apparat, der ligner et kunstigt hjerte, et, der ville perfusere levende organismer isoleret fra kroppen." Carrel forklarede, at han tidligere havde bestemt den rette sammensætning af perfusionsvæske. Men med større vanskeligheder var det at bygge en anordning, der ville undgå bakteriekontaminering under perfusionscykler.

Lindbergh undersøgte modellen og sagde, at han kunne gøre det bedre. Efterladt Carrels laboratorium meget begejstret vendte Lindbergh tilbage to uger senere med et design og en prototype, som han havde bestilt fra en Princeton University-glasblæseren. Selvom det langt fra var perfekt, var Carrel imponeret og tilbød Lindbergh plads i sit laboratorium, hvor piloten kunne arbejde for at forbedre enheden.

Sammen med problemer med design og bakterieforurening måtte Lindbergh også kæmpe med berømmelsesproblemerne. Efter sin transatlantiske flyvning havde den unge flyger udviklet en øget uro med den rabiøse medieopmerksomhed. Hans forsøg på at bevare anonymitet, mens han arbejdede på instituttet, blev kun mødt med en beskeden succes. Ved hans første besøg forsøgte Lindbergh at snige sig ind via en sidedør, men han blev hurtigt opdaget af skarer af tilbedende teknikere og medarbejdere

Ingen på instituttet fik lov til at diskutere sit arbejde eller tilstedeværelse med pressen, og Lindbergh var i stand til at bevare en vis grad af anonymitet. New York Times rapporterede senere ”i mere end to år brugte han al den tid, han kunne skåne fra sine luftfartsopgaver, uden at nogen havde noget om det.”

Dette begyndte langsomt at ændre sig med udviklingen af ​​Lindberghs første noget vellykkede pumpe, et motoriseret spiralformet glasrør, der tvang perfusionsvæsker op i spiralen til et reservoir, hvor det derefter kunne strømme gennem et rør til hovedarterien i orgelet. Selvom designet fortsat havde problemer med lavt tryk og bakteriekontaminering, perfuserede enheden en halspulsåren i en måned.

I maj 1931 offentliggjorde Lindbergh resultaterne af en enhed, der konstant cirkulerede væske gennem et lukket system. Det ramte pressen med meget lidt fanfare, i vid udstrækning, fordi hans artikel var en af ​​de korteste, der blev offentliggjort i Science og sandsynligvis den eneste, der optrådte usigneret. Ikke desto mindre var dette den første antydning af den dramatiske nyhedshistorie, der kom.

Lindberghs Spirit of St. Louis, hvor han fløj direkte fra New York til Paris den 20. maj 1927, er på udsigt på Smithsonians National Air and Space Museum. (NASM)

I de næste tre år har Lindbergh og Carrel forbedret det oprindelige design og teknik. I 1935 beskrev Lindbergh denne vellykkede enhed - de tre, der holdes i Smithsonian-samlingerne er fra denne periode - som ”et apparat, som under kontrollerbare forhold opretholder en pulserende cirkulation af steril væske gennem organer i en længere periode kun begrænset af ændringer i organerne og i perfusionsvæsken. ”

Denne nye pumpe havde ingen bevægelige dele. Luften, der blev indført i systemet, blev filtreret gennem steril bomuld, hvilket reducerede forureningsproblemet markant. Hele enheden, der er fremstillet af glas, kunne let steriliseres i en autoklav. Enhedens øverste kammer indeholdt orgelet. Perfusionsvæske blev anbragt i det nedre kammer, ført til orgelet via et glasfremføringsrør og til sidst tilladt tyngdekraften at trække væsken gennem kamrene tilbage til reservoirkammeret, hvorfra det begyndte. En cyklus, ligesom den, der produceres ved hjertets pumpning.

Men stadig var pumpen ikke perfekt; Et problem var, at den udskillede væske fra organet ikke havde nogen udløb - med andre ord pumpen havde ingen kunstig nyre - og derfor organudskillelser blandet med perfusionsvæsken, som derefter efterfølgende krævede hyppige ændringer, der truede systemets sterilitet og stabilitet .

Nyre eller ej, pumpen var klar til streng - og i sidste ende offentlig - test. Den 5. april 1935 indledte Carrel og Lindbergh en retssag - hvor de blev ødelagt af en kattes skjoldbruskkirtel. Efter 18 dage blev stykker væv overført til kultur, hvor epitelceller blev genereret. Vævet var sundt, levende og gentagende. Eksperimentet - såvel som Lindberghs pumpe - var en succes. I juli 1935 prydede Carrel og Lindbergh tidens dækning for deres præstationer.

I løbet af de næste fire år blev 989 individuelle perfusionseksperimenter udført på pumpen. Efter små modifikationer fungerede det så godt, at det på intet tidspunkt blev stoppet på grund af funktionsfejl (skønt bakteriekontaminering fortsat var et problem). På trods af det store antal eksperimenter, der blev udført på enheden, disse forsøgs succes og den store spænding over den underliggende videnskab, blev perfusionspumpens succes ofte formørket af medieteatrikker.

Nyheden om organernes næring, væksten af ​​in vitro-væv og Charles Lindberghs engagement i denne spændende, dødssnydende videnskab greb offentligheden. Den stigende medieundersøgelse blev sensationel med rapporter om Carrel, der voksede menneskelige embryoner i hans laboratorium. Ét afsætningsmarked gik endda så langt som at rapportere om Lindberghs intention om at erstatte sit eget hjerte med et af de organer, der blev opbevaret i laboratoriet, eller en form for "mekanisk hjerte." Frustreret med pressen flygtede Lindbergh til Frankrig til en ø nær Carrels franske hjemme - en strategi, der ikke lykkedes, bedømt af de efterfølgende overskrifter - "Lindbergh Paddles Rubber Boat to Isle."

Pumpen blev i sig selv et vidunderobjekt selv i fravær af dets skabere (Carrel trak sig tilbage i det år). Det var en populær udstilling på Verdensmessen i 1939 i New York, hvor en perfusion af en hundeskildkirtel trak store skarer. Naturligvis var de videnskabelige vidunder overbevisende, men navnegenkendelsen af ​​både nobelforskeren og - endnu mere - den unge amerikanske flyger var sandsynligvis det, der trak mest opmærksomhed på. En pressemeddelelse om én sætning om udstillingen gjorde rigelig brug af ordet berømt:

"Det berømte Lindbergh-Carrel mekaniske hjerte, enheden, som den verdensberømte transatlantiske flyer samarbejdede med den verdensberømte videnskabsmand, er et af fokuspunktene i medicinen og folkesundhedsbygningen på New York's verdensmesse."

Max Wallace, en af ​​Lindberghs nylige biografier, hævder, at Carrel bevidst udnytter pilotens berømmelse for sin egen professionelle fremgang. Flere eksempler på, hvordan Carrel præsenterede deres arbejdsforhold til pressen, er faktisk bevis på et så bevidst forsøg. Én artikel bemærker for eksempel, at Carrel giver Lindbergh "al æren" for hans succes. Carrels "ubegrænsede beundring" for Lindbergh opsummeres med et citat: "Ikke kun er han meget intelligent, men hvad der er meget vigtigt for at opnå succes, han er også meget hård og teanacious, så han ikke indrømmer nederlag." Han glip af få muligheder for at offentliggøre samarbejdet. Men begge parter drage fordel. Lindbergh var i stand til at udnytte sin position som en berømt figur i amerikansk bevidsthed for at åbne døre i Carrels laboratorium, og Carrel brugte flygerens navn til at fremme sin egen forskning.

Måske var det berømmelse i dette øjeblik, der kaster lys over, hvorfor Lindbergh sjældent huskes for dette bidrag til videnskabshistorie. Flere dusin Lindbergh-pumper blev bygget mellem 1935 og 1938, skønt disse generelt blev forladt på grund af ændrede faglige holdninger til fordelene ved at isolere organer, såvel som Carrels pension, begyndelsen af ​​2. verdenskrig og de mere udbredte politiske beskyldninger mod begge mænd .

I midten af ​​1950'erne blev idéen genoplivet til åben hjertekirurgi og senere til vedligeholdelse af donororganer, men nye metoder til organperfusion erstattede hurtigt Lindbergh-enheden. Dette betyder på ingen måde, at Lindbergh-pumpen var en fiasko. På et personligt plan opfyldte Lindbergh sit mål - at hjælpe med at bestemme en måde at kirurgisk gribe ind for at fikse syge hjerter.

Selvom han var for sent til at redde sin svigerinde, lagde det arbejde, han udførte med Carrel, grundlaget for de medicinske nyskabelser, der senere ville redde dem med lignende diagnoser. Enhedens hurtige forældelse gør det ikke ubetydeligt eller blot en blip i medicinsk forskning - det er simpelthen, hvordan videnskabshistorien læses, med tidlige enheder og teknikker, der informerer om den fremtidige udvikling. I dette tilfælde var erfaringerne fra Lindbergh-Carrel-samarbejdet betydelige.

Alligevel er det let at se, hvordan man, når man overvejer Lindberghs arv, den tidlige udbredte spænding kunne dø ned, da det blev klart, at Lindbergh faktisk kun var ingeniøren af ​​et nu forældet medicinsk udstyr. Så selvom Lindbergh var vigtig i den større historie med organperfusion og medicinske teknologier (skønt det måske stadig er en overdrivelse at sige, at det navn, han efterlod i biologien, var så illustrerende som i luftfarten), kunne mange måske hævde, at medicinske teknologier ikke er helt lige så vigtigt for Lindberghs historiske hukommelse - selvom det måske er værd at mindst et afsnit mere på hans Wikipedia-side.

Lindberghs udbredelsespumpe kan ses gennem september 2016 i udstillingen "Science Under Glass" på National Museum of American History i Washington, DC