从生物骨骼的起源与演变看肢体损伤与重建的发展史

2017-03-02   文章来源:国家康复辅具研究中心附属康复医院矫型骨科   作者:秦泗河 我要说

编者按:"从生物骨骼的起源与演为看肢体损伤与重建的发展史”是秦泗河教授用历史唯物主义与辩证的观点,探索矫形外科(骨科)学的创新、发展与人体自然的关系。一位哲学、史学家曾说:“人类用认识的活动了解事物,用实践的活动改变事物,用前者去掌握宇宙,用后者去创新宇宙。”将医学科学寓于到人文哲学中是学习实践科学发展观在人文医学和哲学研究方面一个重要的体现。人类只有不断研究认识历史,发现宇宙自然规律,遵循自然之道,才能激发和发扬改革创新与时俱进的精神,推动科学不断升华和进步。文章纵横开合,初步揭示了生物骨骼起源与演变和人体自然的诸多奥秘,具有很强的耐人寻味的哲理,相信读者阅后一定会从中获得一份启迪、一份感悟,欢迎参与共同研究和探索。

摘 要

[目的]针对骨科学过细的分科、过份依赖高、新医疗技术以及替代重建为主导的发展方向,探索肢体损伤与重建的发展史,反思现代骨科医疗模式与生命本质、自然规律之间的关系。

[方法]回顾生物进化与人类演化的历史,排列出已被科学证明的生命起源、细胞与骨结构的诞生、生物界骨与关节形成、发展、演化的历史年代,以及最终进化出脊椎动物和高级人类的形态结构。通过骨与关节进化的规律,总结人类进入社会后,肢体伤残与重建的发展脉搏。

[结果]从生命的起源、骨与关节的发生、高等哺乳动物到人类的演化过程,有一条科学有序的演化序列,用大自然的随意或意外创造难以诠释。人类肢体伤残的发生原因、医疗理念、选择的技术方法,与社会文明的发展、科学技术的进步、生活方式的改变有直接关系。现代社会的科技水平、人类生活方式与思维理念发生巨大改变,肢体损伤与骨科疾病的发生原因与疾病种类也随之变化,但人体生命的自然属性没有改变。

[结论]各种治疗骨科创伤与疾病的技术与方法只能顺应生命的自然过程,而不能过度干预。人类的文化理念、物质与精神需求可以飞扬,非生命物质的科学研究可以击破自然的某些规律,但生命科学的研究,医疗理念不能违背人体生命的自然过程与人性本质。医道法自然、百术归真宗,仍是骨科医疗的基本原则,自然永远是医学的老师和本源。

原文如下:

近30年来随着科学技术的飞速发展,骨科已经分出十几个临床专业,甚至又分出二级或三级亚学科,如脊柱外科中分出颈椎外科,腰椎外科。足踝外科中分出创伤、矫形、骨病等一项新技术可以成为一个专业,如人工关节外科、关节镜外科等。在重视专科医疗发展与商业医疗的推动下,用人工的产品替代肢体的结构或功能,成为临床骨科学主要的发展主流。在“科学真理”与”微创外科”的旗帜下,国际有名的医药大企业不断开发很多种高科技的产品用于骨科临床,高科技提升骨科诊疗水平的同时,出现了简单问题复杂化,医疗问题“学术化”,人的身体被做为市场化开发的倾向。例如围绕“脊柱畸形矫正”、“人工关节置换”的研究论文和著作可谓汗牛充栋,由于不能从生物进化这个大统一场理论揭示或发现一些医学上的问题,微观的研究越多越深,出现的谜团和制造难题也就越多。

人体是大自然最奇妙的伟大作品,有着无数让人惊奇的奥秘,人体每个细胞都有令人惊奇的精巧设计,每个器官或关节都有令人着迷的完美功能。

作者受老子“道德经”阐述的自然哲学观的启示,试图从生物骨骼的起源与演变,探索肢体损伤与重建的发展史,启发临床骨科医生从全人的立场、生态学的视角,合理、巧妙、谨慎地使用现代医学技术。

万物并作,吾以观其复。夫物芸芸,各复归其根。归根曰静,静曰复命。复命曰常,知常曰明——老子——道德经。

解释:自然界万物一齐生长发展起来,我们能够观察它们的往复变化过程,形形色色的万物各有其归宿,最后都复归到各自的根源,也就是复归到“静”,复归到生命,复归到大自然,只有真正认识自然规律和生命本质,才是人类聪明与智慧的表现。

空间探索终于证明这样一个事实,在太阳系、甚至银河系内,惟有地球发现具有生物圈(其它的星系是否也存在生物圈,目前未证实)。生物化学的研究已阐明所有生物包括人类,都是由碳、氢、氧、氮,钙、硫、钠、钾等普通的非生命元素组成,一切生物都是从原先同一蓝图发展起来的产物,都是在基因的掌控之下进行新陈代谢、生生灭灭,纵然是天之骄子、地球之花的人类也不能跳出自然支配的这一定律。有研究认为,生命的起源与电磁力”、“强核力”、“弱核力”、“超导电磁相关,四种力量结合在一起在一定条件下产生了生命。自开天辟地以来,地球上曾经诞生与存在过成百上千亿物种,其中绝大多数已经不复存在。人与黑猩猩的基因排序98.8%是相同的,且大多数基因经历着自然选择的过程,而人类任何个体之间的基因仅有0.1%的差异。有研究表明,非洲猿与人类在5百万年以前拥有同样的祖先,所有的人种皆起源于非洲.生命的起源、人类的诞生与演化以一种我们尚难以理解的自然过程在继续发展着。大自然是生命机体创造、发展、分化、摧毁、重建的魔术师,而我们仅仅是地球演化史上新近出现的过客,“自然大学”的小学生。任何科学研究、发现发明、技术创新、临床医疗等过程,都根源于自然的智慧与能量的供给,人类所知道的知识(包括对人体自我的认识)只是宇宙大学知识库的很小一部分,有些知识,如宇宙、生命的起源与演化、基本粒子的存在与运动方式、人类大脑的诞生及精神现象等,由于不能复制可能永远不能真实了解。

人体运动系统对创伤、疾病、肢体残缺的巨大修复机制与代偿能力,现代科学尚没有充分了解,骨科医生可以在活体上进行各种操作、治疗,用显微外科等技术进行组织移植,但不能创造人体的任何生命组织。因此,临床决策应从大自然观、社会学与个体化差异的思路,依据自然的规律调动组织细胞再生的潜能,修复或部分修复残缺的组织,改善运动功能。用人工产品替代或重建肢体的形态与功能,也必须从生命起源与运行的本质、个体生活的模式思考、论证替代重建的利弊。

一、生命体与骨骼起源的化石考古记录

(一)生命(原核生物--细菌),起源于38亿年前。

(二)形成光合作用的“叶绿素”约起源于35亿年前。

(三)具有完整细胞结构与功能的“真核细胞”起源于20亿年前。

(四)由碳酸盐组成具有骨骼结构的生物:震旦虫管—小壳化石,约起源于5.3亿年前的海洋,以磷酸钙为结构的动物内骨骼约出现在4亿年前。

(五)滑膜关节约起源于2亿年前。

二、生物界骨与关节发生与演变过程

海洋软体动物→外骨骼动物→内外骨骼兼有的动物

骨骼肌出现

脊椎动物(后进化出滑膜关节和四肢)

4亿年前海洋脊椎动物登上大陆

陆地爬行动物

高等哺乳动物(如狗、马、狮子等)

灵长目(各种猴类)

人猿超科动物(长臂猿、猩猩、大猩猩和人类)

启示:从低级生物到高级生物的演变,首先体现在骨骼的发生与发展,而后出现关节。在海洋动物没有爬上大陆的1亿年之前骨骼就出现了,其中脊椎的出现是动物由低级迈上高级的重要分水岭,使得动物由消极地获食转向了积极地捕食。在脊椎的基础上才能分化出四肢。而腰椎、颈椎的分化是高等哺乳动物形态与功能结构的根本标志,由此进化出发达快捷的中枢神经通道,从此,陆地脊椎动物的灵活性、生存空间出现突破性变化,灵活复杂的骨与关节运动方式与生活行为,促进了大脑的快速发展,进化出具有灵性的布满地球空间的各类哺乳动物和鸟类,最终演化出具有初步智力与情感行为的人猿超科动物。

简单复习目前已证明的生物进化史可了解,最早的外骨骼起源于海洋生物,四肢滑膜关节的出现代表了动物运动空间与灵活性的飞跃,也大大提高了雌雄动物交配的性能力与身体接触。骨与关节复杂的结构与生活行为奠基了一支人科动物——古猿迈上直立行走、解放双手的征途。从运动发生学分析,类猿人在完全直立行走之前,应该有漫长的半直立——匍匐行走的阶段。

人猿超科动物—长臂猿的骨与关节结构已接近人的形态

始祖步态:人类由四足行走动物演化成完全直立行走之前,不可能具有直立行走的骨与关节结构,应该有漫长的半直立——匍匐行走的演变过度阶段。刚学会站立行走的幼童与黑猩猩的姿态相似。

经过20多年的发育与社会活动,作为个体人的步态特点才基本定型。人种、性别、个体身材相貌等差别,主要取决于个体骨与关节形态的差异。

三头六臂、千手观音的艺术形式,是人类在生产力低下的数千年时期对自身结构与功能重建为“超人”的追求,智能机器人的出现使人类的脑、手功能发生突变,实现了成为“超人、神仙”的梦想。

随着人创自然的社会发展,新的生活模式使儿童骨与关节发育周期、肢体功能与行为的变化,不同程度的脱离了自然选择(如青少年发育成熟期提前),肢体的损伤、骨与关节疾病的发生原因与种类也发生很大改变。由此说明,不但观念意识,而且身体的发育、形态与代谢类型,已明显受文化选择与生活模式的影响。

人类肢体与行为演变的动力改变

自然选择:人类肢体与行为演变的动力,由自然选择逐渐过渡到社会选择为主(行为、社会选择信息科技等)

人类肢体损伤、骨科疾病特点与医疗模式的演化史。

人类和其它陆地哺乳动物管状骨都有基本相同的形成、生长、重建和发育成熟过程。

回顾生物进化、哺乳动物与人类诞生的链条——自然选择,结果发现:直立行走创造了人类辉煌的文明,也是形成肢体疾病的本源。客观世界存在两种性质不同的“整体”,构成性整体(constitutive whole)其特点,可以拆分为部分,部分可以还原为整体。

生成性整体(generative whole)特点:

1.不可分割与不可还原性;

2.稳定的自组织、自稳、自控机制;

3.整体的开放性;

4.时间性与过程性;

5.物质与精神的两重性。

人类乃生成性整体,肢体发育开始于妊娠的第4周,第6周出现软骨细胞,第8周形成初级骨化中心伴随这血管侵入,在中心的两端软骨区域变成生长区域,出生后才形成次级骨化中心。

思考与小结

一.世界上的所有东西都是通过自然选择的办法进行选择,从而服从某种意图。生物的自然演化链与运动系统的演变史说明,自然界中各种因素在过去亿万年间的演化过程中,在环境的作用下按照一定的自然演化逻辑进行组合与演化的,并由此实现了这个由简单到复杂、由低级到高级、进化与退化伴行直至出现人类的发展过程。生物界这个自然演化逻辑为什么出现,是否有一个统一的宇宙定律在掌控?在生命的黑箱没有完全揭开之前,最明智的方法是敬畏生命、模仿自然,能够帮助我们理性的使用科学技术。

二.骨骼是运动系统中最早出现的组织,首先是具有保护作用的外骨骼,3亿年后才演化出具有灵活运动功能的滑膜关节,关节使成年人分化成206块骨骼,构成人体的内部支架与灵活运动。脊椎动物管状骨的形成、生长、重建和发育成熟过程都基本相同(图10),凡是出现早分化低级的生物组织再生能力越强,这就不难理解,为什么骨折的愈合、修复、塑型最终可以达到天衣无缝,而肌肉、关节、皮肤就没有这么强大的再生与修复能力。

三.人们创造的一切都来自于自然界,我们只需细心观察,很快就能找到答案。人的组织结构、优美的形态、功能与智慧,是自然选择的最高阶段,有无自组织、自修复能力是生命与非生命物质的根本区别。任何骨科创伤、疾病与肢体残缺的演变过程都是生命过程的一部分(包括为病人实施治疗的医生),骨科医生应该了解生命与骨骼的起源,人类运动系统演化的特点——从胎儿、幼童到老年,骨与关节的发育、成熟与衰变过程。只有如此,在医疗理念上才能从仿生学的角度,顺应生命过程的自然规律,注意调动生命自我修复的潜能,帮助机体完成自然修复、重建或代偿肢体的功能,离开了生命这个自组织、自修复能力的本原,任何科学技术也无能为力。

四.肢体损伤、感染、骨与关节疾病的发生原因、病种等,随着人类社会经济、文化与科技等发展而改变,对骨折固定、骨科疾病的医疗理念与技术手段的使用,反应了科技、文化的进步、商业化医疗的推动与社会思维理念的变迁,决不单是人道主义的医学技术进步。

五.人成为人的过程就是开发和利用自然的过程。模仿自然,不是模仿自然事务的外形,而是效仿自然化育万物的方式,把肢体重建的过程视为自然再生修复的过程。老子曰:“上士闻道,勤能行之,中士闻道,若存若亡,下士闻道,大笑之,弗笑,不足以为道”。肢体自然重建是顺应天地之道的生态重建,要做好“肢体自然重建”,中国医生首先应有较好的文化底蕴、广播的学识,才能重建自己符合自然大道的临床思维。人创自然,不完全是指向客观世界,也是医生从生理、智能到人性、道德观念的全方位自我提升和改造。

六.Ilizarov张力—应力法则的发现,秦泗河将进化论、控制论、时空观引入到矫形骨科临床,提出并践行肢体自然重建理念,深入到了肢体重建的生命本质,通过机械的牵拉张应力,转化成刺激组织细胞再生的生物力,将时间与空间作为治疗的因素相对调节,使牵拉生成组织——重建某些肢体的结构与功能成为现实。体现了手术简单、微创、医疗风险降到最低、疗效确切、医疗费少的医学本质,能够治疗传统骨科方法甚至高新技术难以治疗甚至不能治疗的骨科疑难杂症、重度四肢残缺,为肢体重建和再生医学在21世纪的发展提出了一条前景广阔的实践之路,这一医疗体系将几乎所有骨科的亚专业又统一起来,医疗病种扩大到血管外科、皮肤科、神经科等多个领域,是现代科技跨学科整合与时空关系结合的四维相医疗理念,体现了自然哲学的医学观。希望骨科同道、人文学者、研究进化论的朋友来秦泗河的矫形骨科考察、交流。

唯一的人类

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