人體就像保麗龍?電燒刀的設計思維

蕭精誠
Unmet Needs
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4 min readApr 10, 2019
不知各位小時候有沒有用一般的刀子切過保麗龍呢?想當初小編因為這樣做而被臭罵了一頓呢~後來長大以後才知道原來切保麗龍應該要用可以加熱的保麗龍切割刀,只要用對刀具,就可以輕輕鬆鬆地切出漂亮的切口。你知道嗎?同樣的原理搬到人體身上也適用哦!究竟是怎麼回事呢?讓我們一探究竟!
小編年輕時用美工刀切保麗龍的照片(咦?)

刀具於外科手術的地位

外科手術,講白了就是把人打開,把有病的部分喬一喬再放回去,因此『刀』成為手術過程中必要的存在。人類早在幾千年前就開始進行外科手術,最早在石器時代,先人們便使用黑曜石製成的刀具進行手術,到了古羅馬時期,專門為進行外科手術的青銅製手術刀出現,從此,金屬手術刀便成為外科的代表,直至今日,手術室內仍可見到他的身影

羅馬時期的手術用具,長得像刑具一樣

手術刀的缺點

然而,手術刀的使用相當看重使用者的技術及刀片的鋒利程度,若沒有漂亮的切口,便會造成傷口周遭的結締組織過度增生,造成在同部位執行第二次手術的困難度增加;另一個棘手的難題則是如果患部附近有小血管經過,或是因意外造成的出血狀況,都是傳統施術者需要克服的難題;即使醫師手藝精湛,金屬刀具仍然會有傷口感染的風險。

既然如此,有沒有可能做出一種刀具

讓任何人都可以輕鬆的切出漂亮的開口

既可以有效解決出血問題

還可以降低感染的可能

電燒刀的原理

答案當然是肯定的!其實答案就是今天的主角「電燒刀」,而且做法還跟保麗龍刀的作法很類似,就是加熱就對了!早在幾十萬年前人類就發現加熱過的細胞會讓性質改變(其實就是變好吃啦)

  • 當細胞被加熱至 60°C~95°C 時,會產生蛋白變性(其實就是雞蛋變熟啦)及脫水(其實就是煮一煮會縮水啦)
  • 加熱至 100°C 則會讓水沸騰,導致細胞破裂,達到殺菌的效果
  • 當溫度來至 200°C 時會使細胞碳化(就是操揮搭啦)

別小看這些古人的智慧哦,電燒刀就是利用電能產生熱讓細胞達到高溫

  • 當細胞被加熱至 60°C~95°C 時,可使蛋白變性,達到結紮血管的目的
  • 加熱至 100°C 則可使細胞破裂,達到切割的目的
  • 當溫度來至 200°C 時則可以快速且大面積的止血
不同溫度下細胞與人體的影響

電燒刀的技術特點

講到這裡應該有些讀者們應該要喊痛了吧,又是電流又是加熱的,這樣的東西真的可以運用在人體身上嗎?不用擔心,雖然這些問題的確困擾了工程師很久,但在多年的實驗與改良之下,電燒刀所使用的是交流電且頻率落在 300KHz~600KHz 之間,這段頻率既不會太低造成肌肉與神經去極化,致使患者的肌肉跳動甚至是影響到心臟功能;也不會太高造成能量散射,對其他周邊組織造成不必要的危害,甚至針對切割與止血,工程師們都設計了不同的電流波形來最佳化效果。

一位醫師正在使用電燒刀進行手術

結語

電燒刀的概念在 19 世紀末提出,並在 20 世紀推廣至全世界,如今,不論是何種手術,電燒刀儼然是刀房內的必備工具,孔子曰:「工欲善其事,必先利其器。」有了電燒刀的幫忙,任何新手都可以輕鬆切出漂亮的開口,甚至還能夠解決困擾醫師們幾百年的出血問題。好的工具,就是要降低使用者的門檻,讓以往需要花很多時間練習的技巧被取代,讓工具做工具該做的事,讓人類做人類該做的事。

事實上手術用刀具還有很多種,光是電燒刀的原理就有分單極電燒雙極電燒,除此之外,超音波刀、伽馬刀、熱熔切等都是近年來發展出來的常見刀具,本篇只是針對常見的電燒刀對其做些粗淺的介紹,希望讀者們可以了解到其實切割人體不一定需要刀片,掌握好人體細胞的特性,動手術也可以像熱刀切奶油。

撰稿: 蕭精誠

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