“这个世界如此美好，值得人们为它奋斗。”——海明威

1948年的某一天，曼彻斯特大学化学系年轻的研究生丹尼斯·史密斯（Dennis Smith）偶遇了一位来自曼彻斯特皇家医院的访客——一位名叫John Charnley的骨科医生。Charnley医生孩提时代的好友Fred Taylor Monks，当时已是曼彻斯特大学牙科学院的医生，凭借着这层关系，Charnley医生得以进入曼大的牙科教研室，摆弄气锯、磨钻这些器械以及牙医们的瓶瓶罐罐。研究生丹尼斯当时还不知道，此后两人的命运将发生长达40年的交集，并共同开创出医学史上的一个新时代。

曼彻斯特皇家医院（Manchester Royal Infirmary），1947~1949年间John Charnley医生在此工作。

JohnCharnley医生来自兰开夏郡的工业小城Bury，在曼彻斯特完成了医学学业，25岁时成为英国皇家外科学院（the Royal College of Surgeons）最年轻的会员。1948那一年的Charnley医生，已是享誉盛名的创伤骨科专家，两年后他出版的专著《骨折的闭合复位原则》（The Closed Treatment of Common Fractures）将成为年轻骨科医生的案头必备手册，并在其后的20年终连续再版3次。可是1948年这一天，来到曼彻斯特大学牙科实验室的Charnley医生，捧起牙科专用的1/4英寸电钻的时候，兴奋得不能自已……Charnley医生的父亲就是一名牙医，这让他从小就对牙科器械和生物材料怀有特殊情感，尽管Charnley从未接受过任何机械加工训练，但这并不妨碍Charnley自费买了一台机床，自己动手加工各种手术工具、亲自维修医院里的桌椅和手术床，并热衷于将骨骼切片用丙烯酸塑料固定，做成各种标本。

喜欢在机床上自己动手的JohnCharnley医生

40年代末，Charnley医生在对骨折治疗的深入探索过程中，开始越来越重视骨与关节的工程学以及相关的材料学知识。1948年开始，他成为曼彻斯特大学的常客，在观察了当时的牙医采用各种注塑成型、合金浇铸方法制作假牙之后，Charnley对此产生了浓厚的兴趣，于是就来到化学系实验室，与牙科学生们一起学着做假牙，主管实验室的就是研究生丹尼斯·史密斯。Charnley医生向史密斯请教材料学知识，两人结下深厚友谊。渐渐地，丹尼斯也开始接触到Charnley医生正在从事的人工关节成形术研究，甚至看到了Charnley刚发明的系列髋臼锉。

实际上，当时的牙科早已广泛使用各种丙烯酸聚合物用于假牙的制作及固定。1930年代初，英国人就已经推出了商用的聚甲基丙烯酸甲酯，用于牙科和其他领域的假体制备。这是一种透明的、坚硬的、生物性能稳定的有机玻璃，获得了临床的认可，只不过它的浇铸工艺非常繁琐，需要液压工具、石膏模型等各种辅助，使用十分不便。几年后制造商发现，将甲基丙烯酸甲酯的单体与聚合物混合后，可以形成面团样形态，再用过氧化苯甲酰作为催化剂，在加热条件下可以迅速实现聚合反应。这一发现，随即催生了丙烯酸单体为基础的各种假牙、骨骼假体（颅骨缺损修补）应用，持续了整个1940年代。1943年，纳粹德国化学家发现在催化剂里加入二甲基对甲苯胺这类物质后，甲基丙烯酸甲酯面团的聚合反应完全可以在室温条件下完成。这一冷聚合技术直到战争结束、纳粹覆亡后才被传到英美等国。在Charnley医生所在的英国，冷聚合技术极大地促进了假牙的种植，然而，这种假体的材料断裂事件也开始密集发生，引起了人们对于丙烯酸聚合物性能的关注和忧虑。

1940年代末，普遍使用丙烯酸聚合物用于金属假牙的固定。

进入50年代后，Charnley依然频繁出入曼彻斯特大学，与丹尼斯一起探讨材料学话题。此时的Charnley，正在思考如何更好地挽救伤残关节、保留关节功能的问题。50年代初，尽管人工关节置换已经在临床上出现了几十年，但关节加压融合依然被绝大多数医生奉为铁律。Charnley医生是个具有离经叛道基因的人，对于关节功能的保留，他一直持比较积极的态度，并坚持认为这必是未来的方向。为此，Charnley的思维聚焦在两个至关重要的领域：磨损界面和假体固定。对于前者，Charnley思索之前50年来人工关节选材的各种教训，提出了“低磨损（Low Friction）”的革命性理念，只不过他的早期选材也是不太成功，Charnley一开始采用的是金属球头-特氟龙臼杯的配合，很快以失败告终。

Charnley一开始采用的特氟龙臼杯，因磨损严重而告失败。

而在假体固定这个问题上，1957年的一天，当Charnley医生照旧来到曼彻斯特大学化学实验室，与丹尼斯（已是讲师了）闲聊，看着学生们做假牙。Charnley医生突然意识到，将人工关节假体固定在骨床或骨髓腔内，其实是与假牙固定在牙槽内是一样的道理，用来固定假牙的这些聚合物材料，是否也可以用来固定关节假体呢？况且是用冷聚合技术！

其实，严格说来，Charnley医生并不是历史上第一个产生这种想法的人。早在1890年，德国医生Themistocles Gluck 尝试用树脂、石膏混合物来固定象牙股骨柄，结果如何人们不得而知。但在1951年， Kiaer等医生已开始用聚合材料来固定股骨柄假体，Spencer等医生将冷聚合技术应用于颅骨缺损修补、脊柱内固定等处，但是这些人所做的工作，受制于当时的信息闭塞，并未被Charnley他们所知晓，直至今日，学术界普遍公认Charnley医生当时灵光乍现的这一想法，是独立萌生出来的。

1890年，德国医生Gluck首次尝试用树脂石膏等物质来固定象牙制的股骨柄。

Charnley医生和丹尼斯立即开始搜寻“合适的”人工关节固着材料。一开始，本着低毒性、高粘性、易操作的宗旨，熟知牙科材料的丹尼斯向Charnley推荐的是硫酸钙石膏这一类物质，但是硫酸钙在骨髓腔里的表现很不理想——由于血液的存在，石膏固化的时间非常漫长。于是这一材料被放弃了，但是通过硫酸钙的失败尝试，两人对于骨床环境下的“骨水泥“需要具备什么样的粘性、固化时间、以及体液抵抗能力，有了深入的认识。两人很快将目光投射在另一种已有的牙科材料——丙烯酸聚合物上。为此，丹尼斯特地申请了这一领域的博士学位课题。

在丹尼斯的帮助下，Charnley医生找到了一种当时用于假牙修复的产品Nu-Life，作为关节假体的固定剂。Nu-Life是一种装在玻璃罐子里的单体粉末，用福尔马林消毒后，再与一个安瓿内装的液体混合。Charnley医生通过反复尝试，最终确定了“面团期“作为假体固定的最佳施用时机，而丹尼斯则帮助他摸索出适中的面团施加压力、充分的骨孔隙渗透这些具体的技术细节。这些技术，后来成为外科经典沿用至今。

1950年代至1960年代Charnley医生的骨水泥填塞样本（粉红色部分），逐渐探索出徒手加压填塞的经典要诀。

1958年，Charnley医生怀着极大的勇气，在曼彻斯特实施了第一例新型骨水泥固定的人工关节置换手术。充分的骨髓腔填充、应力通过骨水泥均衡传导、假体锚固的新理念，在他的手术中开始得以实施。到1960年的时候，他在JBJS上发表了6例手术的经验，虽然支持者寥寥，同行们都不相信这一技术的可靠性，但这对于Charnley医生和丹尼斯来说并不重要：新材料、新技术、新理念的应用，已经让他们沿着关节功能保留的梦想的道路上一去不回头了。1958年，丹尼斯拜访了德国Kulzer公司，学到了许多先进的甲基丙烯酸甲酯制备技术，回到英国之后，他在多位英美同道的协助下，全面展开了丙烯酸骨水泥的合成、力学性能优化工作、以及严谨科学的评估测试工作。1960年，丹尼斯积累的庞大的、强有力的科学数据，已经足以向临床证明丙烯酸骨水泥这一未来的发展方向了。

1963年，由Charnley医生用Nu-Life骨水泥完成的一例术后2年半的假体标本

正是在这个时候，Charnley医生又在关节界面领域——数年前走麦城的领域——找到了新的材料：聚乙烯。Charnley医生使用Nu-Life骨水泥直到1964年，开始要求一种新的、不含色素的丙烯酸骨水泥（Nu-Life骨水泥是粉红色的）。造化弄人，Nu-Life骨水泥的老板，现在已经是Charnley医生的病人了，他毫不犹豫地接过了Charnley医生的要求，在骨水泥的面团时间、粘度、消毒工艺、显影性能和包装等方面苦下功夫，终于在1966年制造出了一种叫CMW的新式骨水泥。而此时在英国和欧洲大陆，骨水泥也开始作为一个全新的骨科产品市场，逐渐变得热闹起来，英国人又搞出了Simplex系列骨水泥、德国人研制出了Palacos系列骨水泥，后来法国人、意大利人也开始加入了进来……

在使用骨水泥的过程中，Charnley医生开始高度关注相关的假体感染问题，由此诞生了洁净手术房、层流手术室、特殊无菌原则等一系列理念。

再后来，就是我们现在所看到的这个世界了。Charnley医生和丹尼斯分别攀登上了他们所在领域的人生巅峰。1975年，Charnley医生获得拉斯克奖和英国外科最高荣誉——李斯特奖章；1977年则被封爵，从此在教科书上被称做Sir John Charnley。对于自己一生辉煌的那个起点——1957年的那次灵光乍现——Charnley爵士曾在1977年的一次演讲中谦逊地说道：“其实，那只是在半个小时里完成的。“其实，人类历史上，科学创见闪现的一刹那，半小时也好、几分钟也罢，为之预备的岂不是前人数百年的沉淀？骨水泥横空出世的故事，只是像我们再一次证明这条真理罢了。

1975年Charnley医生获李斯特奖章，作为英国外科界的最高荣誉，李斯特奖章在其社里的一百年中，仅授予25名学者。

两位科学家的最终归宿，颇具意味。1982年8月5日，Charnley爵士接受了全髋置换手术后不久，死于并发症。20年后，垂垂老矣的丹尼斯教授，也接受了双侧全髋关节置换，术后关节正常工作了14年，又经历了一次翻修。携着两侧人工关节漫步的丹尼斯教授，时常会想起Charnley爵士和他的低磨损界面理念，以及自己为之奉献一生的骨水泥科学。丹尼斯教授感慨道：“So it turns out that, in the end, I did my research really for myself. So you never know what the future will bring.”

是的，科学工作者用知识改变世界与人类，最终救赎的其实是自己。