生命科學

斷尾海豚重生記

一隻意外失去尾鰭的瓶鼻海豚,在新穎義肢的幫助下,游出了新希望。

撰文/安西斯(Emily Anthes)
翻譯/林慧珍

生命科學

斷尾海豚重生記

一隻意外失去尾鰭的瓶鼻海豚,在新穎義肢的幫助下,游出了新希望。

撰文/安西斯(Emily Anthes)
翻譯/林慧珍

重點提要
■一頭名為溫特的瓶鼻海豚因為誤觸捕蟹籠而失去尾鰭,只好像魚一樣左右搖擺身軀來游泳,造成脊椎側彎。
■兩位義肢矯具師決定幫溫特打造全新的尾鰭,這是過去從來沒有人過做的事。過程當中,他們發明了一種新的凝膠。
■現在,溫特的人工尾鰭幫助她伸直脊椎,而「海豚凝膠」緩衝墊也能用在人類身上。

2005年12月,瓶鼻海豚溫特(Winter)只有幾個月大,她與母親一起在美國弗羅里達州中部大西洋沿岸的蚊子潟湖(Mosquito Lagoon)中游泳,卻不知怎地,被捕蟹籠纏住了。一名眼尖的漁民發現掙扎中的她,並向野生動物救援隊呼救,志工們將這頭海豚輕輕放在擔架上,搬離水中,載送到弗羅里達州的清水海洋水族館。

抵達水族館時,她已精疲力竭、全身脫水且有多處割傷,狀況很糟。她幾乎不能游泳,訓練員必須站在水中陪她,把嬌小的身軀固定在水中,沒有人知道她能否撐過當天晚上。但她活了下來,不但熬過了第一晚,也熬過了第二天。

救援小組用奶瓶餵她,24小時不分晝夜照顧,終於讓她逐漸恢復健康。溫特開始穩定下來,但其他的問題出現了。捕蟹籠上的一根繩索緊緊勒住她的尾鰭,切斷了血管,造成尾鰭組織壞死:皮膚開始脫落,尾鰭也開始腐爛。有一天,溫特的照護員在水池底發現了溫特的兩截脊椎骨,溫特越來越強壯,但她的尾鰭顯然已經一去不回。

新世代動物義肢

不過溫特對此一無所知,她很幸運,因為她出生在21世紀,對身體有殘缺的動物來說,能得到的協助再齊備不過,從碳纖維複合材料,到靈活、可變形的塑膠,我們能幫會飛、會走或游泳的患者設計各種義肢,義肢矯具師已成功為老鷹製作出新的人工鷹喙、為海龜製作人工外殼,以及為袋鼠設計人工腳。

如果說在動物身上裝置感測器和標記,有助於人們擬定保育策略,拯救整個物種,那麼人造尾巴及腳爪等,則代表另一種保育物種的方式:它是一種為不幸的動物提供支持的方法。並非每一種動物都適合裝設義肢(事實上,義肢矯具師面臨的挑戰之一是必須確定,對於那些與人類看起來相當不同的動物來說,最好的義肢是什麼),不過只要我們弄清楚之後,這些量身訂製、個別設計的裝置,能讓我們在緊要關頭助這些動物一臂之力。

清水海洋水族館位於弗羅里達州墨西哥灣海域的一座島上,從大廳拾階而上,有個開放的露台,中間是一座大水池,兩頭海豚在池中嬉戲。要找到溫特相當容易,因為她缺少完整的長尾鰭,只有個微微捲曲的殘肢,像個逗號,掛在她身上。

儘管只有個短短的尾鰭,溫特還是相當自在地在水中滑行玩耍,跟其他鯨豚同類沒有兩樣。她已經能運用一些特異的游泳技巧來適應獨特的身體。海豚通常利用牠們的胸鰭來平衡,但溫特會「作弊」,把胸鰭當小槳來用。由於溫特缺少正常海豚那一對鉤狀的尾鰭,因此無法正常向前推進。於是,她自己學會像魚一樣游泳,把身體左右擺動,而不是像一般海豚一樣上下搖擺。不幸的是,像魚一般的游泳姿勢讓溫特的脊椎承受不當的壓力,造成不自然的彎曲。

在溫特獲救後的幾個月內,她的照護者開始擔心,她奇特的游泳方法會造成永久性的傷害。2006年9月,水族館的一名主管在接受國家公共廣播電台訪問時提到這件事,電台播出這段溫特的報導時,一位名叫卡洛爾(Kevin Carroll)的義肢矯具師開車前往他位在奧蘭多的辦公室,正好聽到了這段廣播。一聽到溫特的傳奇故事,他便想到:「我可以幫那隻海豚裝個尾鰭。」

卡洛爾在愛爾蘭一個小鎮的醫院附近長大,他在那裡看著生病或受傷的孩子來來去去,激起了他對於修復人體的興趣。卡洛爾目前是漢爾公司(Hanger)的副總裁,公司的總部設在德州奧斯丁市,他同時也是世界數一數二的義肢矯具師。三不五時,總是會有人帶著只有三條腿的狗或沒有喙的鳥,走進他的診所,請他幫忙。卡洛爾非常喜歡動物,他發現自己無法抗拒貢獻出他的週末時光來幫忙做這些事情。多年來,他與漢爾公司的同事幫忙做過義肢的動物,多到簡直可以開動物園:狗、鴨子、海龜,「任何送過來我們這邊的動物」,他說:「我都要變成義肢界的怪醫杜立德了。」

在水族館同意讓卡洛爾嘗試為海豚裝人工尾鰭之後,他開始招募團隊,他知道要找誰來當合作夥伴:史特山普卡(Dan Strzempka),他是漢爾公司弗羅里達州沙拉索塔郡辦公室的義肢矯具師。史特山普卡在四歲時被割草機碾過,自此靠義肢行走,他是弗羅里達州人,對於海洋及海洋生物充滿熱情。

卡洛爾與史特山普卡答應在水族館跟我碰面,並一一說明他們如何完成這項困難的任務。這兩人是個奇特的組合:卡洛爾頭頂略禿,留著花白鬍子;史特山普卡身材高大,皮膚黝黑、體型結實。我們走到海豚池的時候,史特山普卡斜倚在欄杆上召喚溫特:「嘿,小妞!還好嗎?」卡洛爾則操著他的愛爾蘭口音喊著:「早安呀!」

過去五年裡,兩人花了數不清的時間站在這個水池邊。溫特與過去他們治療過的其他患者完全不同,因此他們的第一個任務是了解她的身體構造。卡洛爾與史特山普卡展開一堂有關海豚的速成課程,研讀有關解剖及生理的資料,並且觀賞鯨豚游泳的慢動作影片,以了解牠們的生物力學。雖然製作動物的義肢可以參考人類醫學,但要想成功,往往還需要某種程度的獨創性;就算你知道如何幫被截肢的人裝置義肢,要幫少了一條腿的大象裝上假腳或幫狗裝上假爪子,幫助還是有限。因此,義肢矯具師常常必須有馬蓋先的十八般武藝,來幫各種動物量身訂製、個別設計義肢。

以溫特的案例來說,基本的規劃似乎再容易不過,卡洛爾和史特山普卡決定順著溫特僅剩的尾柄(海豚身體肌肉較發達的背側,正常是從背鰭延伸到尾鰭),做一個塑膠尾鰭。他們意識到,所面臨的挑戰是必須知道怎樣把義肢固定住。溫特游泳時,必須在這尾鰭上使出相當大的力道,但她並不會像裝了義肢的人類一樣,把整個身體的重量壓在上面。史特山普卡提醒我:「水裡的環境是完全不同的。」更重要的是,海豚的皮膚十分光滑、敏感而脆弱,而且很容易受傷。

截肢的人通常使用軟襯墊,來緩衝殘肢的壓力並保護皮膚,卡洛爾與史特山普卡認為,溫特需要某種類似的東西。人體所使用的標準襯墊並不適合溫特,他們必須創造出一種全新的材料,必須夠軟到足以保護她的皮膚,而且必須夠黏,才能一直附著在光滑的皮膚表面,同時要夠堅固,以承受每天在充滿海水的水池中游動。

他們找了一位化學工程師幫忙,他把一種用在人體義肢的膠質襯墊的配方稍做調整,試著創造更適合海豚的材質。他所做出來的最初幾個原型都很有潛力,但效果不是很穩定,過程中還有幾次嚴重的失敗,包括一場大火將倉庫整個燒毀(史特山普卡向我保證:「那只是個小倉庫。」)最後,這名化學工程師終於搞定了它。

當我們坐在水族館訓練員的辦公室的時候,卡洛爾說:「這真是個驚人的材料。」他遞給我一個這種如同橡膠的膠質外套,它是白色的,會晃動,摸起來稍具黏性,看起來簡直就像超大隻的魷魚。從技術上來說,這種材料是一種熱塑性彈性體(這種由不同塑膠混合而成的材料原本是液體,但加熱時可以塑形成各種形狀),不過,現在大家都稱之為「海豚凝膠」。卡洛爾急著想向我炫耀它的特性,他取了一條一公尺長的凝膠,把另一端交給史特山普卡,他開始倒著走,一公尺、四公尺、五公尺,這種材料就是不斷伸展。最後,卡洛爾放開它,他原先握著的這一端沿著延伸方向縮回來。史特山普卡手上的凝膠看起來就像新的一樣,既沒擴張,也不變形。這位先生滿臉笑意,我也意識到,這是個精心排練的特技。這種凝膠的緩衝效果也相當厲害,卡洛爾把自己的手包在襯墊裡,用一把重槌瘋狂槌打,他伸出那隻毫髮未傷的手,露出了微笑。


奮力一游


溫特的尾鰭讓她成為明星。不但有相關的書籍、電玩和紀錄片,2011年華納兄弟還發行一部以她的故事為藍本的3D電影「泳不放棄」(劇中由摩根.費里曼飾演史特山普卡),水族館的網站及禮品店都擺滿了溫特的周邊商品:包括T-shirt、明信片、磁鐵和沒有尾鰭的海豚玩偶。


但溫特不只是威力強大的行銷工具,也成為義肢的形象大使。裝有人工手臂及人工腿等義肢的兒童經常造訪水族館,有許多人會受邀進入溫特的水池,卡洛爾告訴我,這樣的互動,可能對孩子的心靈產生神奇的作用。


溫特還以更具體的方式來幫助截肢的人,隨著所謂海豚凝膠越來越廣為人知,義肢矯具師開始訂購這種凝膠來製作人類的義肢。這種材料比過去常用的材質更能與皮膚密合,已證明特別適用於截肢的運動員,因為他們的義肢特別容易在流汗時滑動。史特山普卡非常熱中高爾夫球運動,他第一次在他的義肢上嘗試這種凝膠時馬上就變節改用這種凝膠。他說:「黏性是個很大的優勢,尤其是在弗羅里達州,如果你花了一整天打36洞高爾夫球,你的皮膚會變得像海豚一樣滑。」沒多久,漢爾公司就開始販售「溫特的膠」(WintersGel)做成的襯墊給不同的族群,從經驗豐富的三項全能運動員到11歲大的小女孩。卡洛爾說:「動物回饋給我們如此之多,我們從牠們身上學到了好多。」

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2013年第134期4月號】



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