Charles Lindbergh, de gerespecteerde luchtvaartheld, het slachtoffer van de misdaad van de eeuw, is ongetwijfeld een Amerikaans icoon. Maar waar we Lindbergh voor onthouden is niet het complete plaatje. Terwijl recente biografen zijn begonnen met het verdiepen in het donkere verleden van de vlieger - zijn naleving van eugenetische principes, zijn philandering en zijn banden met nazi-Duitsland - wordt een gebied in de biografie van Lindbergh vaak verwaarloosd - zijn baanbrekende werk in biomechanica.
Van dit verhaal
Lindbergh
Kopen
De held: Charles A. Lindbergh en de Amerikaanse droom
Kopen
De Amerikaanse as: Henry Ford, Charles Lindbergh en de opkomst van het Derde Rijk
Kopengerelateerde inhoud
- Een man met veel hartkleppen schenkt zijn ongewone collectie
- Pak in geval van nood sneeuwschoenen in
Biomechanica? Was zijn werk op dit gebied gerelateerd aan de luchtvaart - misschien een opnieuw ontworpen cockpit? Of iets om de lendensteun te vergroten om transatlantische reizen comfortabeler te maken?
In feite waren de bijdragen van Lindbergh behoorlijk gescheiden en in die tijd werd hij alom gevierd om deze prestaties. "De naam die hij in die wetenschap zal achterlaten, zal even illuster zijn als die in de luchtvaart, " zei een van zijn collega's tegen de New York Times in 1934. Een voorspelling die plat viel. Tegenwoordig hebben slechts enkele zinnen in zijn Wikipedia-artikel betrekking op zijn wetenschappelijke bijdragen; en daarin ligt een verhaal.
Charles Lindbergh was de ontwerper van de perfusiepomp - een handgeblazen, 18-inch hoge, heldere Pyrex-glasconfiguratie die werd gebruikt om organen buiten het lichaam te laten functioneren. Hij haalde het in 1935 na een hoogtepunt van een rustige samenwerking met de Nobelprijswinnende wetenschapper Alexis Carrel.
Het apparaat heeft het orgel geleverd of "geperfundeerd" met een constante toevoer van zuurstofrijk bloed (of een synthetische vervanger). Carrel had de vloeistof geperfectioneerd, maar hij had geen manier om dit op het orgel goed aan te brengen. Lindbergh zette zijn mechanische beheersing aan het werk door het driekamerapparaat te ontwerpen om een orgel op zijn plaats te houden en het te laten doorspuiten met Carrel's "kunstbloed".
Het was mooi in zijn eenvoud. De halsslagader werd geplaatst in verbinding met een andere kleine glazen buis, die deze met het pompsysteem verbond. Luchtdruk zou de vloeistof door de pomp drijven op een manier die biologische processen nabootst.
Charles Lindbergh en Alexis Carrel door Samuel Johnson Woolf, Oil on canvas, 1938 (National Portrait Gallery © Estate of SJ Woolf) Slechts ongeveer 20 zijn ooit gemaakt, maar drie bevinden zich in de collecties van het Smithsonian's National Museum of American History in Washington, DC
Hoewel grotendeels vergeten, is het belangrijk. Het apparaat was een voorloper van medische apparaten zoals de hart-longmachine, en het proces hielp om een haalbaar middel te ontwikkelen voor het stoppen van het hart tijdens chirurgische procedures.
Tijdens lange uren in de lucht herinnerde de jonge piloot zich over mijmeringen over leven en dood. Maar toen de oudere zus van zijn vrouw werd gediagnosticeerd met ernstige hartaandoeningen na reumatische koorts, draaide Lindbergh's rustige overpeinzingen naar toegepast biologisch werk. Nadat hij zijn arts had gevraagd waarom een operatie de schade niet kon ongedaan maken, kreeg Lindbergh te horen dat de procedure langer zou duren dan het hart uit het lichaam kon worden verwijderd zonder permanente schade te veroorzaken. Lindbergh hield vol. Waarom kon een machine niet worden gebruikt om het levende orgel in stand te houden, redeneerde hij. Maar de arts toonde "weinig interesse in het probleem."
Lindbergh heeft verder navraag gedaan bij anesthesist Palulel Flagg, die meer sympathiek was en Lindbergh naar Carrel stuurde, die in vitro had gewerkt aan problemen met het in stand houden van organen. De volgende dag maakte Lindbergh een afspraak om Carrel te ontmoeten in zijn laboratorium in het Rockefeller Institute - ongetwijfeld was zo'n efficiënte planning ingevet met een beetje naamherkenning.
Tijdens hun eerste ontmoeting op 28 november 1930 herinnert Lindbergh zich dat Carrel hem twee mislukte pogingen heeft getoond om 'een apparaat te bouwen dat lijkt op een kunsthart, een apparaat dat levende organismen zou isoleren die geïsoleerd zijn van het lichaam.' Carrel legde uit dat hij eerder de juiste samenstelling had bepaald van perfusievloeistof. Een grotere moeilijkheid was echter het bouwen van een apparaat dat bacteriële besmetting tijdens perfusiecycli zou voorkomen.
Lindbergh onderzocht het model en zei dat hij het beter kon doen. Lindbergh verliet het laboratorium van Carrel zeer enthousiast en kwam twee weken later terug met een ontwerp en een prototype dat hij in opdracht van een glasblazer aan de Princeton University had laten maken. Hoewel het verre van perfect was, was Carrel onder de indruk en bood Lindbergh ruimte in zijn laboratorium waar de piloot kon werken om het apparaat te verbeteren.
Naast problemen met het ontwerp en bacteriële besmetting, had Lindbergh ook te kampen met de problemen van roem. Na zijn transatlantische vlucht had de jonge vlieger een verhoogde onrust ontwikkeld met de hondsdolle aandacht van de media. Zijn poging om de anonimiteit te behouden terwijl hij aan het Instituut werkte, kende slechts bescheiden succes. Bij zijn eerste bezoek probeerde Lindbergh via een zijdeur naar binnen te sluipen, maar hij werd snel ontdekt door menigten van bewonderende technici en personeelsleden
Niemand van het Instituut mocht zijn werk of aanwezigheid met de pers bespreken en Lindbergh kon een zekere mate van anonimiteit handhaven. De New York Times meldde later: "meer dan twee jaar besteedde hij alle tijd die hij kon missen aan zijn luchtvaarttaken, zonder dat iemand er een flauw idee van had."
Dit begon langzaam te veranderen met de ontwikkeling van Lindbergh's eerste ietwat succesvolle pomp, een gemotoriseerde spiraalvormige glazen buis die perfusievloeistoffen de spiraal naar een reservoir dwong waar het vervolgens door een buis naar de hoofdslagader van het orgel kon stromen. Hoewel het ontwerp nog steeds problemen had met lage druk en bacteriële besmetting, perfuseerde het apparaat een halsslagader gedurende een maand.
In mei 1931 publiceerde Lindbergh de resultaten van een apparaat dat vloeistof continu door een gesloten systeem liet circuleren. Het raakte de pers met heel weinig fanfare, grotendeels omdat zijn artikel een van de kortste publicaties in Science was en waarschijnlijk het enige dat ongetekend leek. Desondanks was dit de eerste hint van het dramatische nieuwsverhaal dat zou komen.
Lindbergh's Spirit of St. Louis, waarin hij non-stop vloog van New York naar Parijs op 20 mei 1927, is te zien in het Smithsonian's National Air and Space Museum. (NASM) Voor de komende drie jaar hebben Lindbergh en Carrel verbeteringen aangebracht aan het oorspronkelijke ontwerp en de techniek. In 1935 beschreef Lindbergh dit succesvolle apparaat - de drie in de Smithsonian collecties uit deze periode - als 'een apparaat dat, onder controleerbare omstandigheden, een pulserende circulatie van steriele vloeistof door organen handhaaft voor een tijdsduur die alleen wordt beperkt door de veranderingen in de organen en in de perfusievloeistof. "
Deze nieuwe pomp had geen bewegende delen. De in het systeem geïntroduceerde lucht werd gefilterd door steriel katoen, wat het probleem van verontreiniging aanzienlijk verminderde. Het hele apparaat, geheel gemaakt van glas, kan gemakkelijk worden gesteriliseerd in een autoclaaf. De bovenste kamer van het apparaat huisvestte het orgel. Perfusievloeistof werd in de onderste kamer ondergebracht, via een glazen toevoerbuis aan het orgel toegevoerd en uiteindelijk liet de zwaartekracht de vloeistof door de kamers terug naar de reservoirkamer van waaruit het begon. Een cyclus, net zoals die wordt geproduceerd door het pompen van het hart.
Maar toch was de pomp niet perfect; een probleem was dat de afgescheiden vloeistof uit het orgel geen uitlaat had - met andere woorden, de pomp had geen kunstmatige nier - en daarom orgelafscheidingen gemengd met de perfusievloeistof, die vervolgens frequente veranderingen nodig hadden die de steriliteit en stabiliteit van het systeem bedreigden .
Nier of niet, de pomp was klaar voor rigoureuze - en uiteindelijk openbare - testen. Op 5 april 1935 begonnen Carrel en Lindbergh een proces - het doorboren van de schildklier van een kat. Na 18 dagen werden stukjes weefsel overgebracht naar kweek, waar epitheelcellen werden gegenereerd. Het weefsel was gezond, levend en replicerend. Het experiment - evenals de pomp van Lindbergh - was een succes. In juli 1935 sierden Carrel en Lindbergh de cover van Time voor hun prestaties.
In de loop van de volgende vier jaar werden 989 individuele perfusie-experimenten uitgevoerd op de pomp. Na kleine aanpassingen functioneerde het zo goed dat het op geen enkel moment werd gestopt vanwege een storing (hoewel bacteriële besmetting een probleem bleef). Ondanks het enorme aantal experimenten op het apparaat, het succes van deze proeven en de grote opwinding over de onderliggende wetenschap, werd het succes van de perfusiepomp vaak overschaduwd door mediatheater.
Het nieuws over het onderhoud van organen, de groei van in vitro weefsel en de betrokkenheid van de Charles Lindbergh in deze opwindende, de dood bedriegende wetenschap greep het publiek vast. Het toenemende media-onderzoek werd sensationeel, met berichten over Carrel die menselijke embryo's in zijn laboratorium liet groeien. Eén uitlaat ging zelfs zo ver dat hij melding maakte van de intentie van Lindbergh om zijn eigen hart te vervangen door een van de orgels in het laboratorium of een vorm van 'mechanisch hart'. Gefrustreerd door de pers vluchtte Lindbergh naar Frankrijk naar een eiland in de buurt van Carrel home - een strategie die niet succesvol was, zoals beoordeeld door de daaropvolgende koppen - "Lindbergh peddelt rubberboot naar eiland."
De pomp zelf werd een object van verwondering, zelfs in afwezigheid van de makers (Carrel ging in dat jaar met pensioen). Het was een populaire tentoonstelling op de Wereldtentoonstelling van 1939 in New York City, waar een perfusie van een schildklier bij honden grote menigten trok. Natuurlijk waren de wetenschappelijke wonderen dwingend, maar de naamsbekendheid van zowel de Nobel-wetenschapper als - en nog sterker - de jonge Amerikaanse vlieger was waarschijnlijk wat de meeste aandacht trok. Een persbericht van één zin over de tentoonstelling maakte veel gebruik van het woord beroemd:
"Het beroemde mechanische hart van Lindbergh-Carrel, het apparaat waarop de wereldberoemde transatlantische vlieger samenwerkte met de wereldberoemde wetenschapper, is een van de belangrijkste aandachtspunten in het Medicine and Public Health Building op de New York World's fair."
Max Wallace, een van de recente biografen van Lindbergh, stelt dat Carrel bewust gebruik maakte van de roem van de piloot voor zijn eigen professionele vooruitgang. Meerdere voorbeelden van hoe Carrel hun werkrelatie aan de pers presenteerde, zijn inderdaad het bewijs van een dergelijke bewuste poging. In een artikel wordt bijvoorbeeld opgemerkt dat Carrel Lindbergh "alle eer" geeft voor zijn succes. Carrel's "grenzeloze bewondering" voor Lindbergh wordt samengevat met een citaat: "Hij is niet alleen erg intelligent, maar, wat heel belangrijk is bij het behalen van succes, hij is ook erg koppig en teanacious, zodat hij geen nederlaag toegeeft." Hij miste enkele kansen om de samenwerking te publiceren. Maar beide partijen profiteerden. Lindbergh was in staat om zijn positie als een gerenommeerd figuur in het Amerikaanse bewustzijn uit te buiten om deuren naar het laboratorium van Carrel te openen en Carrel gebruikte de naam van de vlieger om zijn eigen onderzoek voort te zetten.
Misschien was het bekendheid op dit moment dat enig licht werpt op waarom Lindbergh zelden wordt herinnerd voor deze bijdrage aan de wetenschapsgeschiedenis. Tussen 1935 en 1938 werden enkele tientallen Lindbergh-pompen gebouwd, hoewel deze over het algemeen werden opgegeven vanwege veranderende professionele opvattingen over de voordelen van het isoleren van organen, evenals Carrel's pensionering, het begin van de Tweede Wereldoorlog en de meer wijdverspreide politieke beschuldigingen tegen beide mannen .
Halverwege de jaren vijftig werd het idee nieuw leven ingeblazen voor openhartchirurgie en later voor het onderhoud van donororganen, maar nieuwe methoden voor orgelperfusie verdrongen het Lindbergh-apparaat snel. Dit betekent geenszins dat de Lindbergh-pomp een storing was. Op persoonlijk niveau heeft Lindbergh zijn doel bereikt - om een manier te bepalen om chirurgisch in te grijpen om zieke harten te herstellen.
Hoewel hij te laat was om zijn schoonzus te redden, legde het werk dat hij met Carrel deed de basis voor de medische innovaties die later mensen met vergelijkbare diagnoses zouden redden. De snelle veroudering van het apparaat maakt het niet onbelangrijk, of slechts een blip in medisch onderzoek - dit is gewoon hoe de geschiedenis van de wetenschap wordt gelezen, met vroege apparaten en technieken die toekomstige ontwikkelingen informeren. In dit geval waren de lessen die werden getrokken uit de samenwerking tussen Lindbergh en Carrel aanzienlijk.
Toch is het gemakkelijk om te zien hoe, gezien de erfenis van Lindbergh, de vroege wijdverspreide opwinding zou kunnen afnemen toen duidelijk werd dat Lindbergh eigenlijk gewoon de ingenieur was van een nu verouderd medisch hulpmiddel. Dus hoewel Lindbergh belangrijk was in de grotere geschiedenis van orgelperfusie en medische technologieën (hoewel het misschien nog steeds een overdrijving is om te zeggen dat de naam die hij in de biologie heeft achtergelaten zo illuster is als die in de luchtvaart), zouden velen kunnen beweren dat medische technologieën niet helemaal even belangrijk voor de historische herinnering aan Lindbergh - hoewel misschien nog minstens een alinea op zijn Wikipedia-pagina waardig.
De overvloedige pomp van Lindbergh is tot en met september 2016 te zien in de tentoonstelling "Science Under Glass" in het National Museum of American History in Washington, DC
