诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学,有哪些信息值得关注?******
相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷,今年诺贝尔化学奖其实是相当接地气了。
你或身边人正在用的某些药物,很有可能就来自他们的贡献。
2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达、美国化学家巴里·夏普莱斯(第5位两次获得诺贝尔奖的科学家)。
一、夏普莱斯:两次获得诺贝尔化学奖
2001年,巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖,对药物合成(以及香料等领域)做出了巨大贡献。
今年,他第二次获奖的「点击化学」,同样与药物合成有关。
1998年,已经是手性催化领军人物的夏普莱斯,发现了传统生物药物合成的一个弊端。
过去200年,人们主要在自然界植物、动物,以及微生物中能寻找能发挥药物作用的成分,然后尽可能地人工构建相同分子,以用作药物。
虽然相关药物的工业化,让现代医学取得了巨大的成功。然而随着所需分子越来越复杂,人工构建的难度也在指数级地上升。
虽然有的化学家,的确能够在实验室构造出令人惊叹的分子,但要实现工业化几乎不可能。
有机催化是一个复杂的过程,涉及到诸多的步骤。
任何一个步骤都可能产生或多或少的副产品。在实验过程中,必须不断耗费成本去去除这些副产品。
不仅成本高,这还是一个极其费时的过程,甚至最后可能还得不到理想的产物。
为了解决这些问题,夏普莱斯凭借过人智慧,提出了「点击化学(Click chemistry)」的概念[4]。
点击化学的确定也并非一蹴而就的,经过三年的沉淀,到了2001年,获得诺奖的这一年,夏普莱斯团队才完善了「点击化学」。
点击化学又被称为“链接化学”,实质上是通过链接各种小分子,来合成复杂的大分子。
夏普莱斯之所以有这样的构想,其实也是来自大自然的启发。
大自然就像一个有着神奇能力的化学家,它通过少数的单体小构件,合成丰富多样的复杂化合物。
大自然创造分子的多样性是远远超过人类的,她总是会用一些精巧的催化剂,利用复杂的反应完成合成过程,人类的技术比起来,实在是太粗糙简单了。
大自然的一些催化过程,人类几乎是不可能完成的。
一些药物研发,到了最后却破产了,恰恰是卡在了大自然设下的巨大陷阱中。
夏普莱斯不禁在想,既然大自然创造的难度,人类无法逾越,为什么不还给大自然,我们跳过这个步骤呢?
大自然有的是不需要从头构建C-C键,以及不需要重组起始材料和中间体。
在对大型化合物做加法时,这些C-C键的构建可能十分困难。但直接用大自然现有的,找到一个办法把它们拼接起来,同样可以构建复杂的化合物。
其实这种方法,就像搭积木或搭乐高一样,先组装好固定的模块(甚至点击化学可能不需要自己组装模块,直接用大自然现成的),然后再想一个方法把模块拼接起来。
诺贝尔平台给三位化学家的配图,可谓是形象生动[5] [6]:
夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发,构想出了碳-杂原子键(C-X-C)为基础的合成方法。
他的最终目标,是开发一套能不断扩展的模块,这些模块具有高选择性,在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作。
「点击化学」的工作,建立在严格的实验标准上:
反应必须是模块化,应用范围广泛
具有非常高的产量
仅生成无害的副产品
反应有很强的立体选择性
反应条件简单(理想情况下,应该对氧气和水不敏感)
原料和试剂易于获得
不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水),且容易移除
可简单分离,或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法,且产物在生理条件下稳定
反应需高热力学驱动力(>84kJ/mol)
符合原子经济
夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子,并在2002年的一篇论文[7]中指出,叠氮化物和炔烃之间的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应,化学家可以利用这个反应,轻松地连接不同的分子。
他认为这个反应的潜力是巨大的,可在医药领域发挥巨大作用。
二、梅尔达尔:筛选可用药物
夏尔普莱斯的直觉是多么地敏锐,在他发表这篇论文的这一年,另外一位化学家在这方面有了关键性的发现。
他就是莫滕·梅尔达尔。
梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应的研究发现之前,其实与“点击化学”并没有直接的联系。他反而是一个在“传统”药物研发上,走得很深的一位科学家。
为了寻找潜在药物及相关方法,他构建了巨大的分子库,囊括了数十万种不同的化合物。
他日积月累地不断筛选,意图筛选出可用的药物。
在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时,发生了意外,炔与酰基卤化物分子的错误端(叠氮)发生了反应,成了一个环状结构——三唑。
三唑是各类药品、染料,以及农业化学品关键成分的化学构件。过去的研发,生产三唑的过程中,总是会产生大量的副产品。而这个意外过程,在铜离子的控制下,竟然没有副产品产生。
2002年,梅尔达尔发表了相关论文。
夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇,并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应(Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition),成为了医药生物领域应用最为广泛的点击化学反应。
三、贝尔托齐西:把点击化学运用在人体内
不过,把点击化学进一步升华的却是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西。
虽然诺奖三人平分,但不难发现,卡罗琳·贝尔托西排在首位,在“点击化学”构图中,她也在C位。
诺贝尔化学奖颁奖时,也提到,她把点击化学带到了一个新的维度。
她解决了一个十分关键的问题,把“点击化学”运用到人体之内,这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的。
这便是所谓的生物正交反应,即活细胞化学修饰,在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。
卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门,其实最开始也和“点击化学”无关。
20世纪90年代,随着分子生物学的爆发式发展,基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。
然而位于蛋白质和细胞表面,发挥着重要作用的聚糖,在当时却没有工具用来分析。
当时,卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结的聚糖图谱,但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年的时间。
后来,受到一位德国科学家的启发,她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们的结构。
由于要在人体中反应且不影响人体,所以这种手柄必须对所有的东西都不敏感,不与细胞内的任何其他物质发生反应。
经过翻阅大量文献,卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄。
巧合是,这个最佳化学手柄,正是一种叠氮化物,点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来,便可以很好地分析聚糖的结构。
虽然贝尔托西的研究成果已经是划时代的,但她依旧不满意,因为叠氮化物的反应速度很不够理想。
就在这时,她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。
她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度,但铜离子对生物体却有很大毒性,她必须想到一个没有铜离子参与,还能加快反应速度的方式。
大量翻阅文献后,贝尔托西惊讶地发现,早在1961年,就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后,与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。
2004年,她正式确立无铜点击化学反应(又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成),由此成为点击化学的重大里程碑事件。
贝尔托西不仅绘制了相应的细胞聚糖图谱,更是运用到了肿瘤领域。
在肿瘤的表面会形成聚糖,从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应,发明了一种专门针对肿瘤聚糖的药物。这种药物进入人体后,会靶向破坏肿瘤聚糖,从而激活人体免疫保护。
目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。
不难发现,虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译,看起来很晦涩难懂,但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接,一个是可以直接在人体内的运用。
「 点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻的领域,或许对人类未来还有更加深远的影响。(宋云江)
参考
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/
Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.
Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.
Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf
Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.
北京:确保老年人氧气需求量和医院用氧安全******
寻找氧气
表盘上的黑色指针又向左偏了不少。
2022年12月28日早上,北京老年医院氧气站工作人员闫治忠照例检查设备,他看见,液氧罐储量表上,指针指向了0.4吨。前一天上午10点35分,这个数值还是6吨。
闫治忠立即打开备用液氧罐的阀门,以支撑当天在院患者对氧气的需求。一天5.6吨的氧气使用量,意味着医院剩余的氧气只能撑24小时。闫治忠立刻联系了供氧公司,下午,新一批液氧将被送进医院储罐。
这些高3.5米、直径2.5米的罐子保持着零下183摄氏度的低温,盛放着淡蓝色的、液体状的氧。经过汽化升温,它们会变成气态氧,成为维持人类生命的必需品。
刚刚过去的12月,随着奥密克戎变异株不断传播,中国各地新冠感染人数激增,医疗机构的氧气供给面临严峻挑战。国家卫健委于2023年1月5日印发的《新型冠状病毒感染诊疗方案(试行第十版)》中提到,重症患者多在发病5-7天后出现呼吸困难和(或)低氧血症,严重者可快速进展为急性呼吸窘迫综合征。人工给氧是改善缺氧状态、维持血氧饱和度、支撑生命的重要手段。
北京市卫健委发布的数据显示,2022年12月17日-28日,北京大学第三医院急诊接诊人数从626人增加到最高1176人,增长率为87.9%。12月19日,北京大学人民医院急诊接诊378人,急诊留观床位使用率为10%,而在30日,急诊接诊1356人,留观床位使用率100%。
大约就在这段时间,据杭州日报报道,12月26日,浙江大学医学院附属邵逸夫医院急诊总量达1552人次,12月19日-26日一周的时间里,两个院区的急诊人数分别增加了146%和61%。据《齐鲁晚报》报道,12月24日以来,山东省立第三医院急诊科接诊人数较去年同期增加四五倍,大部分都是新冠感染者,重症患者人数明显增多。
这一时期,医院对氧气的需求飙升,各电商平台的家用血氧仪、制氧机也出现断货情况,北京线下门店的氧气罐、氧气袋开始脱销。
北京一家氧气维保公司的负责人王方表示,“元旦前,北京很多医院都出现了需氧量急遽上升的情况,想马上改造设备和管道不现实,得赶紧做临时性补充。”他最近接到北京9家医院的供氧管道临时改造订单,这些医院分布在北京东城区、西城区、海淀区、朝阳区、大兴区。
“我从业9年了,从没经历过这种情况”
“滴滴滴……”在北京某医院一间重症病房内,刘爱萍的心电监护仪红灯闪烁,屏幕上血氧饱和度一项,数值显示73%,远低于医学认定的成年人血氧饱和度的正常数值——95%。
85岁的刘爱萍和女儿女婿住在一起,是这个三口之家第一个新冠抗原检测呈阳性的人。高龄叠加了高血压、冠心病等基础疾病,她的病情发展迅速。
2022年12月23日,刘爱萍持续发热、呼吸不畅,女儿陈华打120得知,“至少需要等待(救护车)4小时”。她开车带母亲前往离家最近的三甲医院,途中,刘爱萍已呈现出缺氧的相关症状,口唇发紫,呼吸急促。
陈华记得,电子导航设备不止一次发出提示:“附近有救护车经过,请注意避让。”即将抵达时,她看见整条马路几乎塞满私家车,交警在医院门口指挥交通,5辆救护车正排队进入院门,行驶速度缓慢。
刘爱萍被急诊科接诊后,直接转入重症病房。老人吸了3小时氧,血氧饱和度升至85%。“医生说再来晚点,命可能就没了。”陈华感到后怕,说自己拿着医院单据的手一直在发抖。
北京大学第一医院急诊科医生陈凯告诉中青报·中青网记者:“老人抵抗力差,发烧温度没有年轻人高,再加上对缺氧反应迟钝,出现沉默性缺氧。送医时被诊断为重症、危重症的几率很高,第一时间给氧可以缓解缺氧症状,赢得最佳救治时间。”这位医生补充说,“不只是老人,青中年群体也会出现缺氧状况,大多数人感觉到缺氧就会立刻就医,医院的氧气供应就面临挑战。”
元旦前,12月30日,记者走访首都医科大学附属北京佑安医院,急诊大厅的椅子上还坐着几名中年人,他们正在一边输液,一边吸氧。
“那段时间,医院每天的用氧量都在5吨左右,达到日常用量峰值的两倍以上。储量6吨的液氧罐,以前供氧公司3天送一次就够用,那时要一天送一次。”北京老年医院总务处处长董文洲回忆,2022年12月17日前后,他已经感觉到医院用氧需求量特别大,总务处的日常工作之一就是负责医院氧气设备设施的运行和管理。
“一天用5.6吨的氧气,我从业9年了,从没经历过这种情况。”闫治忠说,北京老年医院氧气站的24小时值班人员从一个人增加到两个人。除了不定时巡查减压阀和管道氧压外,闫治忠和同事还要给急诊科运送氧气钢瓶。
12月30日上午8点半,记者在首都医科大学宣武医院看到,急诊大厅和走廊里挤满平车床、轮椅,输液的患者或躺或坐,走廊仅能容一人侧身通过。墙面临时贴了很多挂钩,每个挂钩上都挂着两到3个输液袋。有的患者通过床头墙体上的氧气口进行吸氧,有的患者则是自带氧气钢瓶,一边输液一边吸氧。
患者陶小英是在2022年12月24日上午到达宣武医院急诊科的。此前,这位感染新冠病毒的老人突然晕倒在卫生间,被家人送到医院。老人的外孙女记得,挂完号以后,护士说预计要排队两小时以上,等重症患者抢救完毕才能见到医生,当时,急诊大厅里找不到一张空椅子。
平车床和轮椅已经租不到了,租赁处围满了人。“我不知道设备什么时候还,也不知道有几个人能还。”工作人员正一遍遍地解释着。
5小时后,陶小英见到了医生。经测试,她的血氧饱和度为92%。她进行了肺部CT检查,查了血常规。医生判断,老人有沉默性缺氧,轻度肺炎。
陶小英还有高血压、冠心病和胃病,但当时医院已经没有病床可住,也没有吸氧位置和呼吸机可用了。医生建议老人回家吃药、吸氧、监测血氧饱和度,如果数值还掉,再送医院急诊。
陶小英回家了。她的外孙女打开手机地图,以“医疗器械”为关键词进行搜索,按显示结果依次打电话询问。晚上8点,这个姑娘终于买到一只10升装的氧气瓶。
“吸氧后姥姥血氧饱和度升到98%,我的心也落地了。”她说。
北京大学第一医院急诊科医生陈凯回忆, “12月20日以来,急诊接诊的大部分病人都需要吸氧,医院的设备、呼吸机、氧气袋根本不够用。我建议他们去外面购买制氧机和氧气袋,但是线下药店抢不到货,网上有货发不出来,帮不上忙,我也觉得很崩溃。”
2022年12月26日,记者电话联系到位于北京西北旺一家医疗器械店的店主,他正在客户家里给氧气瓶补气,这个他头一天下午送过来的14升的氧气瓶已经空了。
“还剩两个氧气瓶,如果现在定,可以给你留一个,但不敢保证。”店主介绍,他的医疗器械店每天采购100个氧气瓶,一上午就基本卖完。
与此同时,在北京广安门的另一家医疗器械店里,氧气瓶已经卖完了。“早上一开门,人就到店里面抢,这个点啥也没了。我不知道明天能不能订到货,厂家也缺货啊,晚上再问库房那边能给我多少。”店主说。
12月26日,记者查看了各大电商平台制氧机的销售情况,多款制氧机都显示“缺货”状态。鱼跃京东自营旗舰店里的21款制氧机均显示无货,欧姆龙京东自营旗舰店里的23种制氧机均已售罄。同样地,淘宝平台的可孚医疗器械旗舰店中原本共有4款制氧机在售,但是26日上午10点,已经搜索不到制氧机相关产品。12月29日早上8点,记者走访了北京6家医疗器械售卖店,其中有5家店的血氧仪和制氧机均已出售一空。
有网友在社交平台上分享自己抢到制氧机的经验:“提前1天加入购物车,看准抢购时间,提前3分钟进入等候,距离开售时间还有1分钟时,反复进入付款页面,如果显示无货不断换地址刷新尝试。”也有网友发帖称自己连续抢购3天都没有抢到制氧机,只能购买氧气袋,到附近的药店充氧气后给家人使用。这些社交平台上也出现了很多求助帖,表示需要住院,询问哪家医院可以收治新冠病毒感染的老人,哪家医院的急诊可以吸上氧气。
需要吸氧的患者增多,管道内的氧压可能达不到正常数值
元旦前的一个上午,闫治忠拿着氧气站的扫帚,不断清扫两台“汽化器”管道上的冰凌子。液氧的汽化温度是零下183摄氏度,需要吸氧的患者多,大量低温液氧不停流入两台汽化器,管道结冰速度变得更快。闫治忠只有不断除冰,才能保证供氧设备的正常运转。
在北京老年医院西南角的这片空地上,伫立着两个容积为5立方米的液氧罐,液氧罐周边是硬邦结实的土路,四面都安装了铁栅栏。根据现行国家建筑设计防火规范,“液氧贮罐周围5米范围内不应有可燃物和设置沥青路面”。
以两个液氧罐为起点,延伸出8条管道,淡蓝色的液氧通过汽化器,以气态进入供氧主管道,再经过两级减压,抵达医院科室和病房的氧气出口。在终端,医护人员可根据患者的需要调节氧气流量。
总务处处长董文洲在医院微信工作群里发了一条倡议:医用氧气的使用量很大,需要吸氧的患者尽管吸,在确保治疗不受影响的前提下,可吸可不吸的患者就别浪费,紧着重症患者来。
北京老年医院的供氧系统是以液氧罐供应为主,氧气钢瓶供应为辅。董文洲介绍,北京大部分医院都采用相似的供氧系统。液氧供应系统由医用液氧罐、汽化器、减压装置组成。供氧公司通过液压槽车将液氧运输到医院,存放到医院的液氧罐中。液氧转化成气态后,通过氧气管道输送出去。
液氧罐中的氧是经过压缩的,汽化进入主管道后,氧气压力较高,需要用调压阀进行减压。董文洲进一步解释,液氧罐的压强是0.84兆帕,经过两层减压后,输送到病房的氧压通常在0.45兆帕左右。患者骤然增多后,吸氧量增大,分流的氧气口多了,管道内的氧压就达不到正常数值。“以前50个人需要吸氧,从液氧罐输出到各病房的氧压可达到0.4兆帕,现在是200个人需要吸氧,氧压可能掉到0.1兆帕,患者就吸不到足够的氧气了。”
2022年12月29日,北京一家氧气维保公司的负责人王方告诉记者,在北京使用液氧罐供氧的医院里,氧气是不缺的,他接触的医用氧供应商都在24小时不停工地生产。“一些医院面临的问题是氧气管道氧压不足,这算是历史遗留问题。”
记者了解到,液氧的生产原理是将空气分离成氧和氮。第一步,将空气冷却到大约零下200摄氏度,空气就会变成液体(空气中氮气含量78%,氧气含量21%,其他气体含量1%)。第二步,把液体升温至零下195摄氏度,液氮蒸发,剩余的就是纯度超过95%的液氧。液氧经过慢慢升温会分离出杂质,转变为可供临床医疗使用的医用氧气。
根据现行国家标准“医用气体工程技术规范GB 50751-2012”,医院供氧系统只要满足15%的在院患者吸氧就符合设计要求,以前需要吸氧的患者主要集中在急诊、病房和手术室。近期,多家医院需要吸氧治疗的患者比例远高于15%。此外,医院输送氧气的管道口径可能也满足不了这么高的需求。王方举例,“比如从液氧罐出来的氧压是0.8兆帕,供氧管道太细的情况下,到达病房时的氧压可能都不足0.2兆帕。”
王方公司的主营业务包括销售医疗器械和安装供氧系统。“近期北京很多医院都遇到了供氧需求大的挑战,想马上进行彻底大改造是不可能的,只能寄希望于临时性改造。”
此外,王方表示,每天要接五六十个电话,全是咨询氧气设备的,几天下来,自己“嗓子都冒烟了”。他说,跟厂家订购一台液氧罐的货期是1个月到45天,安装一台液氧罐又需要至少一周的时间。“液氧罐和氧气钢瓶等设备的生产厂家,因为员工相继感染后无法及时返岗复工,生产量和运力都很吃紧。”
据王方介绍,北京有一小部分医院依然采用变压吸附制氧机制氧。这种制氧机工作的基本原理是压缩空气、提取氧气,电耗较大,优点是随取随用。但是王方估计,使用这套设备的医院,缺氧情况会更加严重。
他解释,医院一般配备两台变压吸附式制氧机,每台制氧机最大输出量大约在每小时20-80立方之间。这样的输气量平时可以满足患者吸氧,一旦吸氧量增加,现有的制氧机设备满足不了患者需求,临时采购设备也来不及。“只能想办法增设液氧罐或氧气钢瓶,购买外供氧气。”
氧气系统的应急改造要根据医院的实际情况进行
2022年9-11月,北京老年医院重新设计和铺设了氧气管道。董文洲说,医院上一次铺设氧气管道是在2003年,距今已有近20年时间。
“如果没有这次改造,我们可能也供不上氧了。”这位总务处长想起来有些后怕。“毕竟我们是一家老年医院,冬季又是老年病的高发期,这些老年病患更容易出现缺氧症状,对氧气的需求量更大。”
相较于以往一条管道供全院的供氧系统,北京老年医院现在是一栋楼使用一条管道,急诊、重症病房等重点科室的供氧管道更独立,由液氧站内分气缸处单独接出,确保供氧量和氧压力。
这家医院原计划在11月底前完成氧气管道的接驳,董文洲解释,此前医院执行严格的疫情防控措施,氧气维保公司的工人一直没能进院施工,因此只是铺设了管道,并没有和液氧站进行接驳输气。“新十条”发布后,他估计用氧“高峰”很快就会出现,“必须抓紧接驳”。
2022年12月25日,医院启用了备用氧源,暂停了液氧设备,全力接通新管道。早上10点到晚上10点,医院用光了预先准备好的300多只容量40升的氧气钢瓶。董文洲说,这次改造,使医院此后再没出现供氧紧张的情况。
“缺氧会死人的,万一送氧不及时,这是人命关天的大事。”据董文洲介绍,北京老年医院日常存放40个容量40升的氧气钢瓶,近期,这个数字临时改为80个。
“储存这么多氧气瓶是很危险的,氧气是强助燃剂,遇到明火可能会引起爆炸。”董文洲表示,增加储备是特殊时期的特殊办法。通过了解近期住院患者的情况,他担心没有备用氧气,无法应对突发状况,“只能让工人加紧巡防确保用氧安全”。
12月23日,68岁的北京市民张国华开始发高烧,体温降不下来。儿子把父亲背到医院,医生诊断后,让老人坐在输液室,用氧气钢瓶吸氧。父子俩看到,医院工作人员不断把蓝色钢瓶运进输液室走廊和大厅,周围每个患者都在吸氧,一只氧气钢瓶一般是两个人共用。
两天后,这家医院的氧气短缺了,张国华换了一家医院就诊,“这次没有椅子了”。儿子买来折叠行军床给父亲躺,自己靠在墙边站着陪护。
12月20日以来,王方已经完成了北京9家医院供氧管道的临时改造项目,这是他从业历史上从未有过的事。据他介绍,氧气系统的应急改造要根据医院的实际情况进行,有的是对供氧管道进行临时改造,有的是增加液氧罐或氧气钢瓶的存储量。
“到年底了,工人都奔着回家去了,留都留不住。”王方把公司其他几个跟氧气无关的项目都停了,凑出18个人。
“这些临时性改造主要集中在急诊和重症病房。”王方举例解释,临时改造的第一个办法是更换大流量调压阀,过去医院氧气管道最大输出量是每小时20-40立方,而近期,医院急诊的用量基本已达每小时80立方,更换大流量调压阀可以提高氧气管道的氧压,压力大了,让氧气输送量更大。
对更换大流量调压阀也无法满足患者吸氧需求的科室和病房,王方和工人设计了另一种方案,在走廊里增设几只高1.5米、容量175升的液氧罐,每只液氧罐储量200公斤。
“这样大小的液氧罐方便工人来回搬运。”王方说,利用液氧罐在病房供氧端口往氧气管道里面输送氧气,再加上液氧罐端口的氧气输送,这样的氧气输送量基本可以满足患者需求。
针对快速增多的住院患者,许多医院的病房都在临时增加床位,王方和工人还要为这些突然出现的床位增设临时性的吸氧装置。
“原来病房只放两张床,现在变成6张床,都需要吸氧,我们要把现有的氧气口一分为三。”王方和工人将“一分三氧气终端转换器”插入墙上原有的氧气口中,“原本只够1位患者吸氧的氧气口,现在可以实现3位患者同时吸氧。”
近期,还有一些医院为提升医院危急重症的救治能力、扩容医疗资源、满足患者的住院需求,会将神经内科等科室的病房改造成新冠重症病房。其中,有部分病房因为此前没有吸氧需求,往往并未接通供氧系统。王方会为其增设小型液氧罐汽化供氧系统,加装调压系统,安装临时管道,直接供氧气到病房。“这样的临时改造能让工作人员少推一些氧气钢瓶,也减少医护的工作量。”
王方称,最近,一家位于北京的医院联系他,表示变压吸附制氧机满足不了医院氧气的需求量,想买3只储量6吨的液氧罐。但液氧罐的生产周期太长,王方只能跟厂家协商,从别的买家手里高价抢到一只液氧罐现货,元旦前一天,液氧罐安装完工。
据王方介绍,这些应急改造,只是特殊时期的临时之举,待疫情结束、医疗业务恢复正常时,应对非常时期采取的临时改造会恢复原样。
2022年12月28日,北京市卫健委、北京市医疗保障局联合发布“关于进一步提升重症救治服务能力的通知”,要求各有关医疗机构组织对老年人等高风险人群发放血氧夹,鼓励各区在社区卫生服务机构为有需求的居民提供氧气灌装服务,方便居民居家氧疗。
12月30日,辗转不同医院吸氧的张国华,已经去离家最近的社区卫生服务中心吸氧。
针对当前的疫情形势,国家卫生健康委医政司司长焦雅辉在采访中表示,“从2022年12月起,全国发热门诊就诊量进入快速上升阶段。到12月下旬和2023年元旦时,急诊量进入高峰期,急诊高峰意味着重症救治的高峰也同步到来。春运之前,中小城市和农村地区,也已经迎来感染高峰。”
高峰之下,淡蓝色的液氧供不应求。近日,一志愿者团队发起了制氧机漂流计划,通过线上登记的方式,对接拥有闲置制氧机的人和急需吸氧的患者,把“氧”传给更急迫、更需要的人。
这几天,北京老年医院氧气站里,闫治忠的巡防工作还在继续。“确保用氧安全是我们每天都要做的事,但是现在压力已经缓解很多了,我心里不再那么紧张了,踏实多了。”
(文中陈凯、王方、刘爱萍、陈华、陶小英、张国华为化名)
中青报·中青网见习记者 陈晓文并摄 来源:中国青年报