Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_4103_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
51
конца при этом оказывались плотно сшитыми. Эта методика и по сей день остается одной из
стандартных в сосудистой хирургии.
Каррель начал эту работу, будучи студентом в Лионе, а закончил ее уже в Америке, куда
эмигрировал в 1903 году. Ненадолго разочаровавшись в медицине, изначально он
планировал обзавестись в Канаде ранчо, однако, к счастью, передумал и вместо этого
устроился на работу в чикагскую медицинскую лабораторию, после чего перевелся в
Институт Рокфеллера в Нью-Йорке. В его распоряжении оказались все, весьма богатые,
ресурсы института, и Каррель организовал передовой исследовательский центр. Гость из
Англии, посетивший клинику, рассказал о своих впечатлениях от этого места в статье,
опубликованной в 1926 году:
«Операционная Карреля вся черная, равно как и его хирургический костюм, а также
костюмы его ассистентов. На самом деле все вокруг черное, за исключением операционного
стола. Тончайшие иглы для его работы смогли изготовить лишь в Англии. Операционной
сестре пришлось целый месяц тренироваться, чтобы научиться вдевать в эти иголки
шелковое волокно, которое проходит через игольное отверстие под углом. Операционная для
животных оснащена не хуже, чем самые современные операционные для людей».
В своих ранних опытах на животных Каррель довел до совершенства свою методику
сшивания кровеносных сосудов, за которую он впоследствии получил Нобелевскую премию.
Вскоре, однако, он понял, что при определенных обстоятельствах вены или артерии, к
сожалению, невозможно зашить: иногда проще заменить целый участок сосуда. Его учитель
Жабулей еще в 1896 году предпринял попытку пересадить отрезок артерии, однако его
методика наложения швов была примитивной, и операция закончилась неудачей. В 1905
году с помощью усовершенствованного метода сшивания сосудов Каррель вырезал у собаки
участок аорты и заменил его отрезком сосуда, взятого у другого животного. Девять месяцев
спустя собака была все еще жива.
Это был важнейший прорыв в сосудистой хирургии, однако Каррель понимал, что
проводить подобные операции на людях будет удаваться нечасто, так как заполучить
человеческие артерии было куда сложнее. Он предложил две альтернативы. Во-первых, для
замены участка артерии можно использовать вены: в разветвленной сети вен организма
существует множество путей, по которым кровь может возвращаться от конечностей к
сердцу, так что удаление небольшого отрезка вены на ноге (к примеру) не вызовет
каких-либо долгосрочных проблем. Это предложение оказалось удачным – в наши дни
данная методика регулярно применяется в операциях по шунтированию коронарных
артерий. Его второе предложение заключалось в том, чтобы брать у трупов отрезки артерии
и сохранять их для использования в будущем. В феврале 1907 года он взял у только что
убитой собаки участок сонной артерии, поместил его в консервирующий раствор и поставил
в холодильник. Десять дней спустя кровеносный сосуд был пересажен второй собаке. В мае
1908 года, когда после первой операции прошло больше года, он осмотрел пересаженную
артерию и обнаружил, что она по-прежнему идеально функционировала. И тогда Каррель
сообщил на своем специфическом английском, что «сосуд, пересаженный после хранения в
холодильнике на протяжении нескольких дней или недель, может функционировать
нормально в течение длительного времени».
Именно эксперименты Карреля на животных и заложили основу для использования
аллотрансплантатов в операциях по восстановлению аорты десятилетия спустя. В 1910 году
он сделал еще одно пророческое предположение, написав: «Вполне вероятно, что аневризмы
грудной аорты можно вырезать и восстанавливать кровообращение с помощью сосудистой
трансплантации». Вместе с тем это было лишь одно из направлений его исследований. Когда
Каррель все еще работал во Франции, он экспериментировал с небольшими трубками из
магния и даже карамели, пробуя заменять ими участок артерии. Оба вещества были выбраны
по причине того, что со временем они растворяются: Каррель предположил, что к тому
времени, как трубки растают, организм успеет сформировать внутри них новые ткани,
самостоятельно восстановив кровеносный сосуд. Это была не более чем догадка, но в итоге
52
она была верной. К сожалению, выяснилось, что эти трубки быстро закупориваются
тромбами, так что он пробовал и другие материалы, в том числе стеклянные и резиновые
трубки, покрытые вазелином. Они оказались эффективней, однако тромбы так и остались
частым осложнением.
Хотя во время Второй мировой войны стеклянные и металлические трубки иногда и
применялись для восстановления поврежденных артерий, эти проблемы никуда не делись.
Лишь в 1947 году была найдена более оптимальная альтернатива. Молодой американский
ученый-исследователь Артур Вурхиз занимался разработкой искусственного сердечного
клапана, имплантируя пробные экземпляры в сердца подопытных собак. Однажды он
обнаружил, что, накладывая шов, по ошибке пропустил шелковую нить через одну из камер
сердца. Проведенное несколько месяцев спустя вскрытие показало, что шелк покрыла
совершенно нормальная на вид сердечная ткань. Это заставило его задуматься о том, сможет
ли произойти нечто подобное с целым куском текстильной ткани. Он предположил, что если
свернуть такую ткань в цилиндр, то ее внутренняя поверхность может стать основой для
формирования нового кровеносного сосуда. Решив проверить эту теорию на практике, он
сшил из шелкового носового платка трубку, которой заменил участок аорты у собаки. Кровь
в течение часа свободно проходила через эту импровизированную артерию, однако затем
начала протекать – переплетение шелковых нитей оказалось недостаточно плотным, – и
собака умерла.
Все еще убежденный, что его идея заслуживает внимания, Вурхиз продолжил поиск
более подходящего материала. Следующим летом он работал в одном из военных
медицинских учреждений Техаса, и так получилось, что ему в руки попал образец материала
под названием «винион N» – это был прочный полимерный материал, который
использовался для изготовления парашютов. Совместно со своим старшим коллегой
Артуром Блэйкмором Вурхиз провел серию экспериментов, в которых имплантаты из этого
материала длиной до шести сантиметров вшивались в брюшные аорты собакам, и в 1952
году он сообщил о многообещающем эксперименте с участием пятнадцати животных. Успех,
однако, не был таким уж безоговорочным: у нескольких собак внутри протеза образовались
тромбы, и эту проблему нужно было как-то решить, прежде чем пробовать делать такие
операции людям. Тем не менее, когда его исследования были опубликованы, они вызвали
большой интерес, вдохновив многих ученых по всей Америке заняться данной проблемой.
Вурхиз пришел к весьма важному заключению: при правильно подобранной плотности
переплетения волокон ткани после установки изготовленного из нее сосудистого протеза
фибрин сможет быстро закупорить промежутки между нитями. Эти фибриновые пробки
должны были заменить фибробласты – клетки, синтезирующие соединительную ткань, и, как
результат, должен был сформироваться новый эндотелий – ткань, из которой состоит
внутренняя поверхность нормального кровеносного сосуда. По сути, предполагалось, что
шелковые волокна станут каркасом, на основе которого организм построит новую артерию.
Пытаясь подобрать идеальный материал, в начале 1950-х годов исследователи
изготавливали прототипы искусственных кровяных сосудов из всевозможных синтетических
тканей, среди которых были в том числе орлон, тефлон и нейлон. Майкл Дебейки сильно
заинтересовался этими исследованиями и в один прекрасный день в 1952 году зашел к
галантерейщику в Хьюстоне, чтобы приобрести нейлон для проведения собственных
экспериментов. К сожалению, оказалось, что весь нейлон распродан, однако продавец
посоветовал ему попробовать другой новый материал – дакрон. Запатентованный двумя
британскими химиками в 1941 году и продававшийся в Англии под торговой маркой
«Терилен», дакрон стал первой полиэфирной тканью. Как оказалось, это было именно то, что
надо.
Дебейки не нужна была помощь, чтобы изготовить первый имплантат из дакрона: мама
научила его швейному делу, когда он был маленьким мальчиком, и уже к десяти годам он
сам себе шил рубашки. Одолжив у жены швейную машинку, он вырезал из ткани
прямоугольники и сшил вместе их длинные стороны, чтобы получился цилиндр. После
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
53
успешных экспериментов на животных, второго сентября 1954 года он пересадил первый из
этих самодельных артериальных протезов человеку. У пациента была крупная аневризма
брюшной аорты, расположенная в месте разветвления артерии на две части. Дебейки
изготовил Y-образный имплантат, которым заменил нижнюю часть аорты, а также верхние
участки обоих отходивших от нее сосудов. Пациент прожил после операции еще десять лет.
Применение дакрона стало серьезным шагом вперед. Ни один из других
протестированных материалов не мог с ним сравниться: протезы из орлона через несколько
месяцев после пересадки теряли форму, а нейлон внутри организма попросту разрушался. У
искусственных сосудов из тефлона, который применялся в качестве антипригарного
покрытия для сковородок, оказалось одно важное преимущество: их внутренние стенки были
настолько гладкими, что значительно замедляли развитие атеросклероза – процесс
образования внутри сосудов холестериновых бляшек. Но, к сожалению, в то же время это
полезное свойство не давало формироваться внутри протеза новой ткани. У дакрона же не
было таких недостатков: новый слой клеток эндотелия быстро появлялся на внутренней
пористой поверхности ткани, так что кровь никак не страдала от контакта с синтетическим
материалом. Вместе с тем самые первые сосудистые трансплантаты из дакрона не были
идеальными: так как сделаны они были вручную, то с одной стороны, где соединялись два
края материи, у них проходил шов – он-то и был слабым местом. Приблизительно шесть
литров крови проходит через аорту ежеминутно, так что протез должен был быть
максимально прочным, чтобы сдержать этот нескончаемый поток, текущий под огромным
давлением. Одним из первых пациентов, кому вживили такой протез, был Артур Ханиш,
приехавший из Калифорнии, чтобы избавиться от большой аневризмы брюшной аорты.
Ханиш был состоятельным человеком, президентом одной из крупнейших
фармацевтических компаний, и после лечения он ожидал получить счет как минимум на
десять тысяч долларов. Он не учел, однако, что подход Дебейки к взиманию платы за свои
услуги был весьма причудливым. Хирург систематически отказывался брать деньги с
учителей и других врачей, а состоятельным пациентам вместо оплаты медицинских расходов
предлагал сделать пожертвование в пользу проводимых в больнице исследований. Данная
стратегия регулярно приносила свои дивиденды, и Ханиш повел себя как и все:
впечатленный таким подходом к деньгам, за следующие несколько лет он выписал чеки на
общую сумму в несколько сотен тысяч долларов, тем самым заплатив во много раз больше,
чем стоило его лечение.
Ханиш оказывал не только финансовую поддержку. Когда Дебейки объяснил ему
недостаток тканевых имплантатов, фармацевтический магнат сообщил ему, что он еще и
главный акционер носочной фабрики в Пенсильвании. Благодаря его связям Дебейки
познакомился с Томом Эдманом, молодым ученым, создавшим на деньги Ханиша
трикотажную машину нового типа. Она производила бесшовные, как носки, трубки из
дакрона, из которых можно было создавать сосудистые протезы разных размеров. Их можно
было делать даже по индивидуальному заказу в соответствии с потребностями пациента:
если аневризма затрагивала место соединения аорты с почечными артериями, то можно было
изготовить протез с разветвлениями, в точности соответствующий анатомии сосудов,
которые он должен собой заменить.
Американская медицинская ассоциация учредила комитет для изучения различных типов
тканевых сосудистых имплантатов, и в ходе проведенного в 1955 году масштабного
исследования был сделан вывод, что протезы из дакрона – самый оптимальный из всех
имеющихся вариантов. Начиная с 1957 года Дебейки, Кули и их коллеги активно применяли
такие протезы и уже к следующему году пересадили их 737 пациентам, назвав полученные
ими результаты очень хорошими. Технология продолжала совершенствоваться. Кули
обнаружил, что если перед трансплантацией пропитать протезы кровью пациента, а затем
нагреть их в автоклаве, то кровь сворачивалась в порах материала, запечатывая их и
предотвращая кровопотери. В последующие годы эта методика была усовершенствована, и
54
имплантат стали пропитывать бычьим коллагеном, плотным протеином, из которого состоит
большая часть соединительных тканей у животных.
Изначально сосудистые имплантаты из дакрона применялись для лечения аневризм
брюшной аорты, кровоток в которой можно было остановить на достаточно долгое время,
чтобы успеть заменить пораженный участок сосуда. Операции на грудной аорте,
расположенной в непосредственной близости от сердца, были куда более сложной задачей:
эта часть сосуда снабжала кровью мозг, которого нельзя было лишать ее доступа больше чем
на минуту-другую. Один из изобретательных способов преодоления этой проблемы
заключался в том, чтобы прикрепить сосудистый имплантат в виде шунта в обход
пораженного участка аорты. После того, как кровь поступала в шунт, сегмент аорты вместе с
аневризмой вырезался, благодаря чему кровоснабжение не прерывалось ни на минуту. Но
такой способ был очень трудоемким и сложным с технической точки зрения. Только после
появления аппаратов искусственного кровообращения в середине 1950-х годов хирурги
смогли смело вырезать и заменять целые сегменты грудной аорты. Эти приборы на время
проведения операции брали на себя функции сердца и легких пациента, насыщая кровь
кислородом и закачивая ее через сонные артерии в мозг, пока врачи приводили в порядок
поврежденную болезнью аорту. За какие-то пару лет Дебейки и Кули преуспели в
оперативном лечении аневризм на всех участках грудной аорты, тем самым доказав, что с
любой аневризмой этого главного в человеческом организме кровеносного сосуда можно
разобраться.
Хотя хирурги и продолжили экспериментировать с различными материалами, никакой
удачной альтернативы дакрону, вплоть до 1970-х годов, когда изобрели гортекс, так и не
нашли. В наши дни эти полиэстровые трубки по-прежнему находят широкое применение,
хотя уже найдены и другие, неинвазивные методы лечения аневризмы, которая в
современных учебниках по-прежнему описывается как «одна из самых смертельноопасных
патологий, сложнее всего поддающаяся лечению».
* * *
Два столетия разделяют разные судьбы первых двух жертв аневризмы, о которых мы тут
рассказывали: итальянской проститутки и шерифа из Арканзаса. Последними двумя, про
которых мы поговорим, будут король Англии и сам Майкл Дебейки. Английский монарх
Георг II умер при весьма деликатных обстоятельствах – совершая утренний туалет. Двадцать
пятого октября 1760 года он, как обычно, встал в шесть утра и приказал принести ему чашку
горячего шоколада. Час спустя он отправился в уборную, и вскоре, согласно рассказу его
биографа Роберта Уолпола, камердинер услышал протяжный стон и странные звуки.
Прибежав на шум, он обнаружил на полу мертвого короля. Когда королевский врач провел
вскрытие, то обнаружил, что кровеносные сосуды вокруг сердца «раздулись больше своего
естественного размера». Кроме того, «в стволе аорты с внутренней стороны обнаружили
поперечную трещину длиной где-то четыре сантиметра, через которую недавно проходила
кровь, попавшая под наружную оболочку».
Король умер от патологии, известной как расслоение аорты. Подобно всем остальным
артериям, аорта состоит из трех слоев ткани. При расслоении внутренняя стенка аорты
ослабевает, вследствие чего кровь проникает в ее средний слой. Так как артериальная кровь
находится под высоким давлением, то это может привести к разрыву двух слоев аорты вдоль
некоторого ее участка. В случае Георга II аорта была разорвана полностью, что сразу же его
и убило.
Большинство пациентов умирает мгновенно или в течение нескольких часов после
расслоения аорты. Некоторым удается пережить это происшествие, однако их дни, как
правило, все равно сочтены. В 1950-х годах данная проблема считалась одной из
разновидностей аневризм
[14]
, причем лечить ее было особенно сложно, так как патология
поражала довольно протяженный участок аорты. В июле 1954 года Дебейки и Кули впервые
вылечили пациента с расслоением аорты, зашив поврежденный участок. Хоть пациент и
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
55
выжил, они вскоре осознали, что такой метод лечения был далек от идеала, так как
пораженный сосуд все равно оставался на месте. Своим последующим пациентам они
заменяли поврежденный участок аорты замороженными аллотрансплантатами или
протезами из дакрона. За следующие шесть лет они прооперировали более семидесяти двух
пациентов, три четверти из которых пошли на поправку.
Множество людей на протяжении следующей половины столетия были очень благодарны
им за это достижение. Одним из них стал и сам Майкл Дебейки. В 2005 году
девяностопятилетний хирург сидел дома, готовясь к лекции, и вдруг почувствовал
невыносимую боль в груди. Час спустя жена обнаружила его лежащим на кровати у себя в
кабинете. Он сказал ей, что знает, в чем дело, и что все очень серьезно. В больнице коллеги
доктора подтвердили то, что он уже и сам понял: у него было расслоение аорты. Слишком
хорошо зная, что показатель выживаемости для пациентов его возраста слишком низкий, он
отказался от операции. Но его родные и близкие были настроены решительно, и когда
Дебейки потерял сознание, было созвано экстренное собрание комитета по этике, которое
постановило, что обстоятельства весьма исключительные – заключение Дебейки по поводу
его шансов на выздоровление чересчур пессимистично, а мнение его врачей и родных также
следовало бы принимать во внимание. Итак, несмотря на несогласие пациента, было решено
оперировать.
Операцию провел один из самых талантливых учеников Дебейки доктор Джордж Нун.
Он использовал методику, впервые примененную его пациентом несколькими
десятилетиями ранее. Дебейки поправился, став самым пожилым пациентом, пережившим
разработанную им же самим операцию. Уже несколько месяцев спустя его регулярно видели
в спортзале больницы, где он покорно следовал рекомендациям программы реабилитации.
Он даже вернулся к работе и прожил еще два года, не дожив всего пары месяцев до своего
столетия.
Хотя эта книга про операции на сердце, в данной главе практически нет упоминаний о
непосредственно этом органе. И действительно, в наши дни большинство людей,
столкнувшихся с аневризмой аорты, вряд ли будут встречаться с кардиохирургом – теперь
аортой занимаются главным образом специалисты по сосудистой хирургии. Вместе с тем все
герои рассказанной нами истории внесли огромный вклад в развитие кардиохирургии. Аорта
представляет собой самую большую трубу в кардиосистеме, по которой наше сердце
перекачивает кровь. И чтобы заняться ремонтом самого насоса, было крайне важно сначала
научиться чинить эти трубы. Всего через десять лет после первой успешной операции на
аневризме аорты Кристиан Барнард впервые пересадил человеческое сердце. Без
революционной работы Дебейки и Кули этот подвиг был бы совершенно невозможен.
4. Ледяные ванны и обезьяньи легкие
Филадельфия, 6 мая 1953 года
Представьте на мгновение, что вы инженер-механик (если вы действительно
инженер-механик, то вам сделать это будет гораздо легче). Один крайне трудный клиент
предлагает вам крупную сумму денег за разработку некоего устройства. Вот в чем суть:
«Мне нужен небольшой прибор, размером где-то с мой кулак, способный перекачивать под
высоким давлением жидкость со скоростью пять литров в минуту, однако при
необходимости он должен быстро и автоматически перенастраиваться, чтобы пропускать
через себя уже до двадцати литров в минуту. В нем не должно быть движущихся деталей, он
должен обеспечивать непрерывную работу в течение восьмидесяти лет без сбоев и
повреждений». Вы будете вынуждены отказаться от такого заказа: несмотря на многолетние
попытки, никому так и не удалось сконструировать столь надежный насос. Но на самом деле
– и этот факт обескураживает еще больше – такой безупречный механизм уже существует:
это человеческое сердце.
За восемьдесят лет человеческой жизни сердце совершает порядка трех миллиардов
ударов. Мое пока что сделало где-то половину от этого числа, прокачав через себя десять
56
миллионов литров крови (приблизительно сорок четыре заполненных олимпийских
бассейнов). За сорок лет самым большим сбоем в работе этого «насоса» были периодические
экстрасистолы – несвоевременные сокращения сердца
[15]
. Такая надежность – настоящее
чудо, хотя она, конечно, далеко не случайна. Этот орган эволюционировал до такого уровня
не просто так. Ткани нашего организма постоянно нуждаются в кислороде, и пять литров
крови, проходящие через артерии каждую минуту, эту потребность удовлетворяют. Так что
же происходит, когда насос останавливается и кровоснабжение прекращается?
Поразительно, но смерть не наступает мгновенно. Некоторые части тела способны выжить в
течение получаса или даже больше без крови: например, отрезанные пальцы успешно
пришиваются обратно несколько часов спустя.
Головной мозг, однако, в этом плане куда более требователен. Он настолько сильно
нуждается в кислороде, что его кровоснабжение может быть прервано всего на две минуты, а
потом начинают происходить необратимые повреждения, и при нормальной температуре
большинство из нас умрет уже через шесть минут. Как только хирурги начали размышлять
над исправлением пороков сердца хирургическим путем, они сразу же поняли, что
невозможность оставить мозг без кровообращения оказалась серьезным препятствием всем
их планам. В 1936 году американский кардиолог Самюэль Левин написал: «Пока не будет
придумана надежная система искусственного кровообращения, способная обеспечивать
кровью все важные органы и даже коронарные артерии, любая продолжительная операция
внутри сердца будет очень сложной или невозможной задачей». Чтобы вскрыть сердце,
нужно остановить кровообращение, а сделать это можно только при наличии способа
поддерживать живыми деликатные ткани мозга и основных внутренних органов на то время,
пока сердце само не в состоянии обеспечивать их обогащенной кислородом кровью. На
протяжении десятилетий эта проблема казалась непреодолимой.
К концу 1940-х годов уже три вида врожденного порока сердца с большим успехом
лечились хирургическим путем. Роберт Гросс продемонстрировал возможность вылечить
пациента с открытым артериальным протоком; Кларенс Крафурд впервые провел успешную
операцию по исправлению коарктации аорты; а операции Альфреда Блэлока на синюшных
детях помогли значительно улучшить состояние здоровья сотен маленьких пациентов. Самое
же распространенное врожденное заболевание из всех оставалось вне зоны досягаемости
хирургов. Тысячи детей ежегодно рождались с дырой в сердце – дефектом перегородки,
разделяющей две стороны сердца. Если отверстие располагалось в стенке между двумя
верхними камерами (предсердиями), то эта патология называлась дефектом межпредсердной
перегородки, если же между двумя нижними камерами (желудочками) – то дефектом
межжелудочковой перегородки
[16]
. У этих двух патологий похожие последствия: красная,
насыщенная кислородом кровь из левой половины сердца смешивается с синей, лишенной
кислорода кровью из правой. Так как левые предсердие и желудочек работают при более
высоком давлении, чем правые, то насыщенная кислородом кровь проталкивается в правую
сторону сердца и закачивается обратно в легкие, создавая дополнительную нагрузку на
сердце и чрезмерно увеличивая давление в ведущих к легким сосудах. Врачи называют это
сбросом слева направо: такой порок не вызывает цианоза, так как не происходит снижения
концентрации кислорода в крови. Противоположная картина – сброс справа налево –
наблюдается при тетраде Фалло, когда бедная кислородом синяя кровь проталкивается в
большой круг кровообращения.
Дыра в сердце – довольно простой дефект, но с потенциально фатальными
последствиями, и хирургов приводило в полное отчаяние то, что они не могли ничего с этим
дефектом поделать. Они знали, что стоит им получить доступ внутрь сердца, и небольшие
аномалии можно будет исправлять с помощью всего нескольких стежков, а более крупные
отверстия можно будет штопать подходящим для этих целей материалом. Но о том, чтобы
действительно вскрыть сердце, как им казалось, не могло быть и речи, поэтому они
придумали ряд изобретательных способов провести операцию внутри сердца, не разрезая
его.
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
57
В 1948 году канадский хирург Гордон Мюррей прооперировал четверых детей с
помощью оригинального метода с использованием соединительной ткани бедра, так
называемой широкой фасции. С помощью большой иглы он пропускал две или три полоски
этого материала через сердце так, чтобы они оказались прямо на месте дефекта, а затем
стягивал их. Он хотел добиться того, чтобы они переплелись между собой, образовав над
отверстием непроницаемый барьер. Мюррей назвал это методом «живого шва», так как в
качестве материала использовался не шелк или кетгут, а живые ткани самого пациента.
Метод этот, каким бы гениальным он ни был, оказался ненадежным, так как отверстие в
перегородке перекрывалось не полностью. Один ребенок во время операции умер, а у трех
других добиться значительного улучшения их состояния в результате операции не
получилось.
За последующие несколько лет врачи испробовали как минимум дюжину различных
способов решения проблемы, но лишь в нескольких случаях дело продвинулось дальше
экспериментов над животными. Наибольшего успеха удалось добиться Роберту Гроссу,
придумавшему по-настоящему смелый способ доступа внутрь сердца, в основе которого
лежали элементарные знания по физике. Он понял, что если ему удастся прикрепить воронку
к наружной поверхности сердца, а затем проделать отверстие в его стенке, то кровь не станет
оттуда хлестать, а просто поднимется в воронке на несколько сантиметров выше. После
этого он мог бы залезть пальцами прямо через наполненную кровью воронку в нужную
камеру сердца и выполнить какие-то простейшие действия.
После успешных опытов на животных он смастерил пятнадцатисантиметровую
резиновую воронку, которую назвал предсердным колодцем. Нижнее отверстие воронки
было пять сантиметров в диаметре, верхнее – тринадцать. Основание воронки пришивалось к
стенке сердца, потом через нее вырезалось пятисантиметровое отверстие, чтобы получить
доступ к камерам сердца. Это был весьма волнующий момент, так как алая кровь тут же
заполняла предсердный колодец. Гросс переживал, что если давление окажется слишком
большим, то воронка переполнится, однако в реальности уровень крови в воронке
поднимался всего лишь на несколько сантиметров. Опустив пальцы в этот кровавый
резервуар, врач мог нащупать дефект, а затем его исправить. Несколько человек из первых
пациентов умерли, однако были и весьма впечатляющие достижения. Так, Гроссу удалось
буквально преобразить жизнь одной четырнадцатилетней девочки: через четыре месяца
после операции Гросс сообщил, что «теперь она любит играть в теннис и заниматься
другими активными видами спорта, которые раньше были для нее совершенно недоступны».
Это был чрезвычайно значимый шаг вперед, однако подобные операции требовали
мастерства, которым мало кто владел. Оперировать в наполненном кровью сердце вслепую,
используя всего два или три пальца, которые удастся протиснуть через предсердный
колодец, – все это было довольно опасной затеей. Нужно было придумать какое-то другое,
более технологичное решение, и к тому времени, как Гросс в 1953 году отчитался о своей
работе, такое решение уже было найдено. В сентябре того года хирург Джон Гиббон из
Филадельфии рассказал об успешном применении одного устройства, которое впоследствии
превратило операции на открытом сердце в рядовую процедуру. Это был воистину
исторический момент, однако он остался практически никем не замеченным: Гиббон
представил результаты своих изысканий на небольшой местной медицинской конференции,
про проведение которой мало кто из его коллег вообще знал. Как это ни странно,
изобретатель аппарата искусственного кровообращения провел совсем немного операций,
после чего навсегда забросил кардиохирургию.
* * *
При том, что изначально Джон Хейшам Гиббон-младший – известный как Джек –
подумывал стать поэтом, карьера врача для него была практически неизбежной. Его отец
был выдающимся хирургом, одним из первых в США, кто смог зашить рану на сердце, к
тому же три предыдущих поколения семьи Гиббон тоже были медиками. Вскоре после
58
поступления в клиническую ординатуру в Гарварде у Гиббона зародилась идея, разработке
которой он посвятил следующую четверть века. Подтолкнул его к этому случай,
произошедший в 1931 году. У одной женщины, которую положили в больницу на плановую
операцию, внезапно появилась сильная боль в груди. Как оказалось, у нее случилась эмболия
легочной артерии – закупорка сосуда тромбом, что угрожало ее жизни. Старший хирург
Эдвард Д. Черчилль принял решение поместить ее в операционную, где хирургическая
бригада провела целую ночь, наблюдая, как угасает ее жизнь. В восемь часов утра на
следующий день ее пульс остановился, и тогда была проведена экстренная операция, но
женщину уже нельзя было спасти. Годы спустя Гиббон вспоминал о своем отчаянии во
время той бессонной ночи:
«Той бесконечной ночью, когда я беспомощно наблюдал, как пациентка борется за
жизнь, ее кровь все больше темнеет, а вены все больше раздуваются, ко мне сама собой
пришла эта идея. Если бы мы могли непрерывно забирать часть синей крови из раздутых вен
пациентки, добавлять в эту кровь кислород и выпускать из нее углекислый газ, а затем так же
непрерывно вводить ставшую теперь красной кровь обратно в артерии пациентки, то,
возможно, мы смогли бы спасти ей жизнь».
Это, собственно, и есть краткое описание принципа работы современного аппарата
искусственного кровообращения – устройства, которое забирает кровь из человеческого
тела, заменяет содержащийся в ней углекислый газ на кислород, а затем закачивает ее
обратно в тело, временно беря на себя функции сердца и легких пациента. Первые
разработанные Гиббоном аппараты предназначались прежде всего для экстренных операций
по спасению пациентов с эмболией легочной артерии – он не сразу понял, что их можно
также использовать и в кардиохирургии.
Когда два года спустя Гиббон начал заниматься разработкой своего аппарата, его мало
кто поддержал. Доктор Черчилль отнесся к этой идее без особого энтузиазма, однако, пусть
и нехотя, но разрешил ему продолжать свою работу. А вот остальные коллеги и вовсе
приняли его затею в штыки: они были убеждены, что у него ничего не выйдет и он лишь
впустую растратит и без того ограниченные ресурсы их отделения. Единственным, кто
оказывал Гиббону всестороннюю поддержку, была его ассистентка Мэри (известная как
Мэли), талантливый лаборант, а по совместительству – его жена. Ее знания, кругозор и
тщательность при проведении экспериментов внесли незаменимый вклад в его усердную
работу последующих лет.
Гиббону были необходимы два устройства: искусственное легкое для насыщения крови
кислородом и насос, чтобы перекачивать кровь через аппарат и пускать ее по организму
пациента. За этим с виду простым описанием скрывался целый лабиринт сложных
инженерных задач. Первая заключалась в том, чтобы воссоздать функционал человеческого
легкого, благодаря которому эритроциты обменивают отработанный углекислый газ на
кислород. Легкие невероятно эффективно справляются с газовым обменом благодаря
разветвленной сети крошечных воздушных карманов – альвеол, из-за которых площадь
внутренней поверхности одного легкого достигает пятидесяти квадратных метров, а это
больше, чем площадь средней однокомнатной квартиры. Искусственный оксигенатор должен
был каким-то образом добиться такой же эффективности, но при этом не быть чересчур
громоздким. Кроме того, возникала проблема воздушной эмболии – попадания в кровоток
пузырьков газа. В искусственном легком на кровь должен был воздействовать чистый
кислород, и даже один пузырек нерастворенного газа, попавший в организм, мог очутиться в
кровеносном сосуде мозга или сердечной мышце и вызвать необратимые повреждения. С
насосом возникала еще одна проблема: эритроциты – довольно хрупкие клетки,
представляющие собой микроскопические пакетики из тончайшей мембранной оболочки с
жидкостью внутри. При грубом обращении с ними они могут легко лопнуть – такое явление
носит название гемолиз. Разработка устройства, которое максимально осторожно
обращалось бы с эритроцитами и одновременно обладало бы достаточной мощностью,
чтобы прогонять кровь, достигая каждой конечности человеческого тела, была задачей
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
59
грандиозной. Наконец, Гиббону нужно было еще найти способ не дать крови свернуться, как
она это обычно делает, вступая в контакт с воздухом.
Уединившись в библиотеке, чтобы найти полезную информацию на интересующую его
тему, Гиббон обнаружил, что по многим актуальным для него вопросам уже были проведены
исследования предыдущими поколениями ученых. Еще в 1666 году ученый-натуралист
Роберт Хук выдвинул предположение о возможности насыщения крови кислородом за
пределами человеческого тела. В серии экспериментов на собаках Хук с помощью мехов
прокачивал им через легкие воздух. Он обнаружил, что чтобы поддерживать в животных
жизнь, недостаточно просто нагнетать и выпускать воздух из их легких: его нужно было
постоянно обновлять. В своем докладе, прочитанном перед Королевским обществом, Хук
задавался вопросом, достаточно ли для поддержания жизни обеспечивать крови контакт с
кислородом в некоем контейнере снаружи человеческого тела. Он даже предложил
эксперимент для проверки данной гипотезы, но, судя по всему, так его и не провел.
Современник Хука Ричард Лоуэр – первый человек, осмелившийся провести переливание
крови, – также занимался изучением механизма дыхания. Очень скрупулезно проводя
эксперимент за экспериментом, он наглядно объяснил, что перед попаданием в легкие у
крови темный окрас, а на выходе из них она уже ярко-красная. Это опровергало популярную
тогда теорию, согласно которой изменение цвета крови происходило вследствие того, что
она нагревалась сердцем. Лоуэр не сомневался, что кровь меняла свой окрас в результате
взаимодействия с кислородом и продемонстрировал, что все это можно сделать и за
пределами организма, энергично взбалтывая в лотке темную венозную кровь до тех пор,
пока к ней не вернулся алый цвет.
Никто, однако, вплоть до девятнадцатого века не задумывался о возможности
практического применения этого открытия. Французский физиолог Жульен Жан Цезарь
Легаллуа интересовался, какие изменения происходят в организме после смерти. В 1812 году
он стал обдумывать возможность реанимации мертвых животных. Он предположил, что если
заменить работу сердца непрерывным введением в организм артериальной крови, «будь то
настоящей или искусственно созданной», то можно поддерживать жизнь бесконечно, а то и
вовсе осуществить «полное воскрешение» трупа. Он даже решил, что благодаря
искусственному кровообращению можно поддерживать жизнь в отрубленной голове, хотя
его эксперименты на кроликах не увенчались успехом, поскольку кровь сворачивалась.
Проблема свертывания крови была частично решена в 1821 году, когда два других
исследователя из Франции, Прево и Дюма, продемонстрировали, что при взбивании крови
венчиком из нее исчезает фибрин, способствующий образованию тромбов белок. В 1850-х
годах Шарль Броун-Секар продолжил работу Легаллуа, добившись куда большего успеха.
Он взбивал кровь, чтобы насытить ее кислородом, после чего вводил в отрубленную голову
собаки: глаза и морда животного начинали шевелиться, и Броун-Секар заключил, что вернул
животное к жизни, пускай и ненадолго. Самый известный (и одновременно зловещий) его
эксперимент был проведен 18 июня 1851 года в Париже, когда медик пришел на казнь
одного преступника. Гильотина была опущена в восемь утра. Броун-Секар просидел рядом с
обезглавленным телом весь оставшийся день, ожидая, пока оно остынет. К девяти вечера
наступило трупное окоченение, и Броун-Секар приступил к своему исследованию, аккуратно
ампутировав мертвецу руку. Позже он вспоминал: «Я хотел ввести в него человеческую
кровь, однако в больнице я не смог раздобыть ее в столь поздний час, так что мне пришлось
использовать свою собственную». Два приятеля, которые пришли вместе с ним, чтобы
увидеть это действо, помогли ему слить кровь из вены левой руки – набралось где-то треть
пинты, затем энергично взбили ее и, процедив через марлю, ввели в отрубленную
конечность. Кровь сразу же начала сочиться из вен и артерий, но Броун-Секар собирал ее и
вводил обратно. Он продолжал делать это непрерывно на протяжении следующего получаса
и по окончании этого кровавого занятия обнаружил, что руки казненного потеряли свою
трупную жесткость и снова стали сокращаться при стимуляции.
60
Идея искусственного кровообращения продолжала жить и развиваться благодаря
дальнейшим исследованиям работы внутренних органов, проведенным в конце
девятнадцатого века. Ученые хотели изучить работу почек и печени вне человеческого тела,
для чего им нужно было обеспечить перфузию (непрерывное поступление) насыщенной
кислородом крови. В 1868 году два немецких исследователя, Людвиг и Шмидт, поместили
кровь в наполненный кислородом воздушный шар и хорошенько его потрясли, после чего
принялись пропускать кровь через изолированные органы. Им удалось продемонстрировать,
что перфузируемая печень продолжает выделять желчь, а легкие – углекислый газ.
Усовершенствованный способ насыщения крови кислородом открыл в Страсбурге в 1882
году Вольдемар фон Шредер – он пропускал кислород через венозную кровь. В результате
кровь меняла свой окрас на ярко-красный, однако из-за пузырьков возникало большое
количество пены, что делало ее непригодной для использования, – данная проблема
оставалась нерешенной вплоть до 1950-х годов.
У другого устройства, сконструированного в 1885 году австрийскими исследователями
Максом фон Фрейем и Максом Грубером, есть все основания называться первым в мире
полностью функционирующим аппаратом искусственного кровообращения – даже несмотря
на то, что он так никогда и не применялся на живом существе. Этот прибор перекачивал
кровь через наполненный кислородом наклоненный стеклянный цилиндр, который
постоянно вращался и расплескивал кровь по выстилающей его внутреннюю поверхность
тонкой пленке, чтобы увеличить площадь контакта. Из нижней части цилиндра выходила
уже насыщенная кислородом кровь, которая затем закачивалась в исследуемый объект. Фон
Фрей и Грубер не планировали использовать свое устройство для поддержания
жизнедеятельности подопытных животных. Вместо этого они успешно применяли его для
перфузии почек и задних ног предварительно умерщвленных собак. Конструкция их
аппарата была крайне простой – и невероятно схожей по принципу работы с той машиной,
которую Джон Гиббон изобретет только полвека спустя. На рубеже двадцатого века было
сконструировано еще несколько оксигенаторов. Большинство из них работало по тому же
принципу, что у Фрейя и Губера, либо по методу Шредера, однако один, изобретенный
американским физиологом Дональдом Хукером (дядей голливудской звезды Кэтрин
Хепбёрн), отличался от остальных – чтобы увеличить площадь поверхности, контакта крови
с кислородом, в нем использовался плоский вращающийся диск. Последователи Хукера в
будущем позаимствовали эту идею.
Когда в 1933 году Гиббон начал разрабатывать собственный аппарат искусственного
кровообращения, он не имел ни малейшего представления, что один российский ученый уже
десять лет работал в этом же направлении. Сергей Сергеевич Брюхоненко заинтересовался
вопросом искусственного кровообращения после того, как в Первую мировую поработал
военным врачом. Много солдат умерло на его глазах от повреждений внутренних органов –
раненых невозможно было прооперировать, поскольку потребовалось бы остановить
кровообращение. Он начал свои исследования в 1923 году и два года спустя разработал
устройство, названное им «Автожектор». Оно состояло из двух механических насосов,
имитировавших работу сердца, однако в первой версии аппарата не было искусственного
оксигенатора – вместо этого Брюхоненко использовал легкие убитой собаки. Они
помещались в лоток и крепились к мехам для стимуляции дыхательной деятельности.
Проходившая через них кровь собиралась и использовалась для перфузии живой собаки.
Брюхоненко использовал свой аппарат для проведения ряда впечатляющих и
одновременно жутковатых экспериментов. Восемнадцатого сентября 1925 года он устроил
демонстрацию перед коллегами – его автожектор перекачивал насыщенную кислородом
кровь через отрезанную голову собаки, которая реагировала на внешние раздражители и,
казалось, осознавала, что происходит вокруг нее
[17]
. Исследование получило широкую
огласку и стало сенсацией. Некоторые предположили даже, что данная технология может
неограниченное время поддерживать жизнь и в человеке. Драматург Джордж Бернард Шоу
заявил: «Меня так и подмывает попросить, чтобы мне отрезали голову, и тогда я смог бы
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана