Um seine sterbende Schwägerin zu retten, erfand Charles Lindbergh ein Medizinprodukt

Charles Lindbergh, der verehrte Held der Luftfahrt, das Opfer des Verbrechens des Jahrhunderts, ist zweifellos eine amerikanische Ikone. Was wir uns jedoch an Lindbergh erinnern, ist nicht das vollständige Bild. Während die jüngsten Biographen begonnen haben, sich mit der dunkleren Vergangenheit des Piloten zu beschäftigen - mit seiner Einhaltung der eugenischen Prinzipien, seiner Verbundenheit mit dem nationalsozialistischen Deutschland -, wird ein Teil von Lindberghs Biografien oft vernachlässigt -, seine Pionierarbeit in der Biomechanik.

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Biomechanik? Hatte seine Arbeit in diesem Bereich etwas mit der Luftfahrt zu tun - vielleicht mit einem neu gestalteten Cockpit? Oder etwas, um die Lordosenstütze zu erhöhen und transatlantische Reisen angenehmer zu gestalten?

Tatsächlich waren Lindberghs Beiträge sehr unterschiedlich und zu der Zeit wurde er für diese Leistungen weithin gefeiert. "Der Name, den er in dieser Wissenschaft hinterlassen wird, wird so berühmt sein wie der in der Luftfahrt", sagte einer seiner Kollegen 1934 der New York Times . Heute beziehen sich nur wenige Sätze in seinem Wikipedia-Eintrag auf seine wissenschaftlichen Beiträge; und darin liegt eine Geschichte.

Charles Lindbergh war der Designer der Perfusionspumpe - eine mundgeblasene, 18 Zoll hohe, klare Pyrex-Glaskonfiguration, die verwendet wurde, um die Organe außerhalb des Körpers funktionsfähig zu halten. Er schaffte es 1935 nach einer stillen Zusammenarbeit mit dem Nobelpreisträger Alexis Carrel.

Das Gerät versorgte oder "perfundierte" das Organ ständig mit sauerstoffhaltigem Blut (oder einem synthetischen Ersatz). Carrel hatte die Flüssigkeit perfektioniert, aber was er nicht hatte, war eine Möglichkeit, dies richtig auf die Orgel anzuwenden. Lindbergh setzte seine mechanische Meisterschaft ein, um das Dreikammergerät so zu konstruieren, dass ein Organ an Ort und Stelle gehalten und mit Carrels „künstlichem Blut“ durchströmt werden kann.

Es war wunderschön in seiner Einfachheit. Die Halsschlagader wurde in Verbindung mit einem weiteren winzigen Glasröhrchen platziert und mit dem Pumpensystem verbunden. Luftdruck würde die Flüssigkeit in einer Weise durch die Pumpe treiben, die biologische Prozesse nachahmt.

Charles Lindbergh und Alexis Carrel von Samuel Johnson Woolf, Öl auf Leinwand, 1938 (National Portrait Gallery © Nachlass von SJ Woolf)

Es wurden nur etwa 20 Exemplare hergestellt, aber drei befinden sich in den Sammlungen des Smithsonian National Museum of American History in Washington, DC

Obwohl weitgehend vergessen, ist es wichtig. Das Gerät war ein Vorläufer für medizinische Geräte wie die Herz-Lungen-Maschine, und sein Verfahren half dabei, ein praktikables Mittel zum Stoppen des Herzens während chirurgischer Eingriffe zu entwickeln.

Während langer Stunden in der Luft erinnerte sich der junge Pilot daran, über Leben und Tod nachgedacht zu haben. Doch als bei der älteren Schwester seiner Frau nach einem rheumatischen Fieber eine schwere Herzerkrankung diagnostiziert wurde, wandte sich Lindberghs leises Nachdenken der angewandten biologischen Arbeit zu. Nachdem er seinen Arzt gefragt hatte, warum die Operation den Schaden nicht rückgängig machen könne, wurde Lindbergh mitgeteilt, dass der Eingriff länger dauern würde, als das Herz aus dem Körper entfernt werden könne, ohne bleibende Schäden zu verursachen. Lindbergh blieb bestehen. Warum könnte eine Maschine nicht dazu benutzt werden, die lebende Orgel zu erhalten, überlegte er. Aber der Arzt zeigte "wenig Interesse an dem Problem".

Lindbergh stellte weitere Fragen an den Anästhesisten Palulel Flagg, der sympathischer war und Lindbergh an Carrel verwies, der an Problemen im Zusammenhang mit der Erhaltung von Organen in vitro gearbeitet hatte. Gleich am nächsten Tag verabredete sich Lindbergh mit Carrel in seinem Labor im Rockefeller-Institut - zweifellos war eine derart effiziente Planung mit ein wenig Bekanntheit verbunden.

Während ihres ersten Treffens am 28. November 1930 erinnerte sich Lindbergh, dass Carrel ihm zwei erfolglose Versuche zeigte, "einen Apparat ähnlich einem künstlichen Herzen zu bauen, der lebende Organismen, die vom Körper isoliert sind, perfundieren würde". Carrel erklärte, er habe zuvor die richtige Zusammensetzung bestimmt Perfusionsflüssigkeit. Schwieriger war es jedoch, ein Gerät zu bauen, das eine bakterielle Kontamination während Perfusionszyklen vermeidet.

Lindbergh untersuchte das Modell und sagte, er könne es besser machen. Zwei Wochen später kehrte Lindbergh mit einem Entwurf und einem Prototyp, den er bei einem Glasbläser der Princeton University in Auftrag gegeben hatte, aus dem Carrel-Labor zurück. Obwohl es alles andere als perfekt war, war Carrel beeindruckt und bot Lindbergh Platz in seinem Labor, wo der Pilot daran arbeiten konnte, das Gerät zu verbessern.

Neben Designproblemen und bakteriellen Kontaminationen hatte Lindbergh auch mit den Problemen des Ruhmes zu kämpfen. Nach seinem Transatlantikflug hatte der junge Flieger ein verstärktes Unbehagen mit der wütenden Medienaufmerksamkeit entwickelt. Sein Versuch, die Anonymität während der Arbeit am Institut zu wahren, war nur mäßig erfolgreich. Bei seinem ersten Besuch versuchte Lindbergh, sich über eine Seitentür einzuschleichen, doch er wurde schnell von einer Schar an begeisterten Technikern und Mitarbeitern entdeckt

Niemand im Institut durfte seine Arbeit oder Anwesenheit mit der Presse besprechen, und Lindbergh konnte ein gewisses Maß an Anonymität wahren. Die New York Times berichtete später: "Mehr als zwei Jahre lang verbrachte er die Zeit, die er von seinen Flugaufgaben hatte, ohne dass jemand etwas davon ahnte."

Dies begann sich langsam mit der Entwicklung von Lindberghs erster, etwas erfolgreicher Pumpe zu ändern, einer motorisierten spiralförmigen Glasröhre, die Perfusionsflüssigkeiten die Spirale hinauf zu einem Reservoir zwang, wo sie dann durch eine Röhre zur Hauptarterie des Organs fließen konnten. Obwohl das Design weiterhin Probleme mit niedrigem Druck und bakterieller Kontamination aufwies, perfundierte das Gerät einen Monat lang eine Halsschlagader.

Im Mai 1931 veröffentlichte Lindbergh die Ergebnisse eines Gerätes, das Flüssigkeit ständig durch ein geschlossenes System zirkulierte. Es traf die Presse mit sehr geringer Begeisterung, zum großen Teil, weil sein Artikel einer der kürzesten in Science veröffentlichten und wahrscheinlich der einzige war, der unsigniert wirkte. Trotzdem war dies der erste Hinweis auf die bevorstehende dramatische Nachrichtengeschichte.

Lindberghs Spirit of St. Louis, mit dem er am 20. Mai 1927 ohne Unterbrechung von New York nach Paris flog, ist im Smithsonian National Air and Space Museum zu sehen. (NASM)

In den nächsten drei Jahren haben Lindbergh und Carrel das ursprüngliche Design und die Technik verbessert. 1935 beschrieb Lindbergh dieses erfolgreiche Gerät - die drei in den Smithsonian-Sammlungen aufbewahrten Geräte stammen aus dieser Zeit - als „einen Apparat, der unter kontrollierbaren Bedingungen eine pulsierende Zirkulation steriler Flüssigkeit durch die Organe für eine Zeitspanne aufrechterhält, die nur durch die Veränderungen in den Organen und in der Perfusionsflüssigkeit. “

Diese neue Pumpe hatte keine beweglichen Teile. Die in das System eingebrachte Luft wurde durch sterile Baumwolle gefiltert, wodurch das Problem der Kontamination erheblich verringert wurde. Die gesamte Vorrichtung, die vollständig aus Glas besteht, kann leicht in einem Autoklaven sterilisiert werden. In der oberen Kammer des Geräts befand sich die Orgel. Die Perfusionsflüssigkeit war in der unteren Kammer untergebracht, wurde über eine Glaszufuhrröhre dem Organ zugeführt und ermöglichte schließlich der Schwerkraft, die Flüssigkeit durch die Kammern zurück in die Reservoirkammer zu ziehen, aus der sie begann. Ein Zyklus, ähnlich dem, der durch das Pumpen des Herzens erzeugt wird.

Trotzdem war die Pumpe nicht perfekt. Ein Problem bestand darin, dass die sekretierte Flüssigkeit aus dem Organ keinen Auslass hatte - mit anderen Worten, die Pumpe hatte keine künstliche Niere - und daher Organsekrete mit der Perfusionsflüssigkeit vermischt waren, was anschließend häufige Änderungen erforderte, die die Sterilität und Stabilität des Systems bedrohten .

Ob Niere oder nicht, die Pumpe war bereit für strenge - und letztendlich öffentliche - Tests. Am 5. April 1935 begannen Carrel und Lindbergh einen Prozess, bei dem die Schilddrüse einer Katze durchblutet wurde. Am Ende von 18 Tagen wurden Gewebestücke in eine Kultur überführt, in der Epithelzellen erzeugt wurden. Das Gewebe war gesund, lebendig und wiederholte sich. Das Experiment war ebenso wie Lindberghs Pumpe ein Erfolg. Im Juli 1935 zierten Carrel und Lindbergh das Cover von Time für ihre Leistungen.

In den nächsten vier Jahren wurden 989 individuelle Perfusionsexperimente an der Pumpe durchgeführt. Nach kleinen Änderungen funktionierte es so gut, dass es zu keinem Zeitpunkt aufgrund einer Fehlfunktion gestoppt wurde (obwohl die bakterielle Kontamination weiterhin ein Problem darstellte). Trotz der Vielzahl von Experimenten mit dem Gerät, des Erfolgs dieser Versuche und der großen Begeisterung über die zugrunde liegende Wissenschaft wurde der Erfolg der Perfusionspumpe häufig von der Medienwissenschaft in den Schatten gestellt.

Die Nachricht von der Erhaltung der Organe, dem Wachstum von In-vitro-Gewebe und der Beteiligung von Charles Lindbergh an dieser aufregenden, tödlichen Wissenschaft ergriff die Öffentlichkeit. Die zunehmende Medienbeobachtung wurde sensationell, und es wurde berichtet, dass Carrel in seinem Labor menschliche Embryonen züchtete. Eine Filiale berichtete sogar von Lindberghs Absicht, sein eigenes Herz durch eines der im Labor aufbewahrten Organe oder durch eine Art „mechanisches Herz“ zu ersetzen. Lindbergh floh frustriert von der Presse nach Frankreich auf eine Insel in der Nähe von Carrels Französisch home - eine Strategie, die nach den folgenden Schlagzeilen nicht erfolgreich war - „Lindbergh Paddles Rubber Boat to Isle“.

Die Pumpe selbst wurde auch in Abwesenheit ihrer Schöpfer (Carrel zog sich in diesem Jahr zurück) zu einem Objekt des Staunens. Es war ein beliebtes Exponat auf der Weltausstellung 1939 in New York City, wo eine Schilddrüsenperfusion große Menschenmengen anzog. Natürlich waren die wissenschaftlichen Wunder zwingend, aber die Bekanntheit sowohl des Nobel-Wissenschaftlers als auch - noch mehr - des jungen amerikanischen Fliegers war wahrscheinlich das, was die meiste Aufmerksamkeit auf sich zog. Eine einteilige Pressemitteilung über die Ausstellung verwendete das Wort berühmt:

"Das berühmte mechanische Herz von Lindbergh-Carrel, an dem der weltberühmte Transatlantikflieger mit dem weltberühmten Wissenschaftler zusammengearbeitet hat, ist einer der Schwerpunkte des Medizin- und Gesundheitsgebäudes auf der Weltausstellung in New York."

Max Wallace, einer von Lindberghs jüngsten Biographen, argumentiert, dass Carrel den Ruhm des Piloten bewusst für seine eigene berufliche Weiterentwicklung genutzt habe. Tatsächlich sind mehrere Beispiele dafür, wie Carrel seine Arbeitsbeziehung der Presse präsentierte, ein Beweis für einen solchen bewussten Versuch. In einem Artikel heißt es zum Beispiel, dass Carrel Lindbergh "alle Ehre" für seinen Erfolg zollt. Carrels „grenzenlose Bewunderung“ für Lindbergh lässt sich mit einem Zitat zusammenfassen: „Er ist nicht nur sehr intelligent, sondern, was für den Erfolg sehr wichtig ist, auch sehr hartnäckig und frech, damit er sich nicht geschlagen gibt.“ Er verpasste nur wenige Gelegenheiten, die Zusammenarbeit bekannt zu machen. Davon profitierten beide Seiten. Lindbergh konnte seine Position als renommierte Persönlichkeit im amerikanischen Bewusstsein nutzen, um Türen in Carrels Labor zu öffnen, und Carrel verwendete den Namen des Piloten, um seine eigenen Forschungen voranzutreiben.

Vielleicht war es in diesem Moment der Ruhm, der Aufschluss darüber gibt, warum Lindbergh für diesen Beitrag zur Wissenschaftsgeschichte selten in Erinnerung bleibt. Zwischen 1935 und 1938 wurden mehrere Dutzend Lindbergh-Pumpen gebaut, die jedoch im Allgemeinen aufgrund der sich ändernden beruflichen Einstellungen zu den Vorteilen der Organentnahme sowie zu Carrels Rücktritt, dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs und den weiter verbreiteten politischen Anschuldigungen gegen beide Männer aufgegeben wurden .

Mitte der 1950er Jahre wurde die Idee für die Operation am offenen Herzen und später für die Erhaltung von Spenderorganen wiederbelebt, aber neue Methoden der Organperfusion verdrängten das Lindbergh-Gerät schnell. Dies bedeutet keineswegs, dass die Lindbergh-Pumpe ausgefallen ist. Auf persönlicher Ebene hat Lindbergh sein Ziel erreicht - einen Weg zu finden, wie chirurgisch eingegriffen werden kann, um erkrankte Herzen zu heilen.

Obwohl er zu spät war, um seine Schwägerin zu retten, bildete die Arbeit mit Carrel die Grundlage für die medizinischen Innovationen, die später diejenigen mit ähnlichen Diagnosen retten sollten. Die rasche Veralterung des Geräts macht es nicht unwichtig oder nur ein Ausrutscher in der medizinischen Forschung - so wird einfach die Geschichte der Wissenschaft gelesen, wobei frühe Geräte und Techniken über zukünftige Entwicklungen informieren. In diesem Fall waren die Lehren aus der Lindbergh-Carrel-Zusammenarbeit erheblich.

Es ist jedoch leicht einzusehen, wie angesichts von Lindberghs Erbe die frühe, weit verbreitete Erregung nachlassen könnte, als klar wurde, dass Lindbergh in Wirklichkeit einfach der Ingenieur eines inzwischen veralteten medizinischen Geräts war. Während Lindbergh in der Geschichte der Organperfusion und der Medizintechnik eine wichtige Rolle spielte (obwohl es vielleicht immer noch übertrieben ist, zu behaupten, dass der Name, den er in der Biologie hinterlassen hat, so berühmt wie der in der Luftfahrt war), könnten viele argumentieren, dass Medizintechnik nicht ganz ist ebenso wichtig für das historische Gedächtnis von Lindbergh - obwohl es vielleicht mindestens einen weiteren Absatz auf seiner Wikipedia-Seite wert ist.

Lindberghs Füllepumpe ist bis September 2016 in der Ausstellung "Science Under Glass" im National Museum of American History in Washington, DC zu sehen