История

Операция по установке сосудистого протеза пациенту с аневризмой абдоминального отдела аорты
Операция по установке сосудистого протеза пациенту с аневризмой абдоминального отдела аорты
Юрий Смитюк/ТАСС

Искусственное сердце: качать — не перекачать

65 лет первой операции с аппаратом искусственного кровообращения

65 лет назад была проведена первая операция с использованием аппарата искусственного кровообращения. «Газета.Ru» рассказывает, как создавалось само устройство, а также о первых успехах и неудачах ученых в опытах с ним.

Искусственное кровообращение позволяет поддерживать кровоток в организме или отдельном органе. Впервые мысль о возможности «сохранить в живом состоянии любую часть человеческого организма» с помощью искусственного кровообращения высказал французский физиолог Жюльен Легаллуа в 1812 году.

Сам он не решился проверить такое смелое заявление, но его идея дала старт медицинским экспериментам в этой области.

В 1857 году французский врач Шарль Броун-Секар отрезал голову собаке, чтобы проверить, сможет ли он заставить ее функционировать, вводя в артерию обогащенную кислородом кровь с помощью шприца. После того, как был запущен искусственный кровоток, через несколько минут врач зафиксировал движения глаз и мыщц.

Самый первый аппарат искусственного кровообращения был разработан в 1885 году австрийским врачом Максимиллианом фон Фреем в сотрудничестве с другим австрийцем, ученым Максом фон Грубером.

Стеклянный цилиндр играл роль легкого — в нем кровь обогащалась кислородом.

Применение такого оборудования, однако, было невозможно из-за того, что кровь свертывалась.

Прогресс наметился после открытия в 1916 году гепарина, вещества, которое предотвращало свертывание крови. В 1926 году советские ученые Сергей Брюхоненко и Сергей Чечулин разработали аппарат искусственного кровообращения (автожектор), который хорошо показал себя в экспериментах на собаках.

«Необходимо было доказать основное: центральная нервная система (которая с прекращением кровообращения перестает функционировать раньше каких-либо других систем живого организма) способна продолжить свою работу в искусственных условиях, не отличающихся в этом отношении от работы других жизненных органов», — объяснял задачу Чечулин.

Автожектор представлял собой стеклянный резервуар, в который наливалась кровь с антикоагулянтом. Кровь при помощи насосов отсасывалась из вен отсеченной головы собаки и поступала в легочную артерию изолированных легких животного, которые механически раздувались, насыщая кровь кислородом.

После этого кровь обратно возвращалась в резервуар, а оттуда — в крупные кровеносные сосуды головы, обеспечивая кровоснабжение головного мозга. Устройство автожектора обеспечивало автоматическую регуляцию нагнетания и отсасывания крови, а также ее согревания.

«Голова собаки была совершенно отделена от туловища и лежала на тарелке…

Изолированная по нашему методу голова 3 часа 24 минуты проявляет ряд тонких реакций и функций ЦНС — мигает веками на прикосновение к частям головы, при слабом дуновении, при зажигании света; делает энергичные движения при более сильных раздражениях, выделяет слюну, реагирует вспомогательными дыхательными движениями на недостаток кислорода и реагирует на разные нарушения искусственного кровообращения картиной, внешне напоминающей агонию и смерть (расширение зрачков и пр.)», — описывали исследователи свои эксперименты.

Несмотря на успехи с животными, в клинической практике устройство использовать не решались.

В июле 1952 года в США была проведена первая операция на открытом сердце, при которой использовался аппарат для искусственной перекачки крови. Американский кардиохирург и изобретатель Форест Дьюи Додрилл с помощью самостоятельно разработанного аппарата прооперировал мужчину с недостаточностью митрального клапана. Аппарат на протяжении почти часовой операции обеспечивал функции левого желудочка сердца.

«Насколько нам известно, это первый случай успешной операции на открытом сердце, в которой использовалось механическое сердце, обеспечивавшее кровоснабжение тела во время операции», — отметил Додрилл.

Но настоящим прорывом стала операция, проведенная в США 6 мая 1953 года.

Американский хирург Джек (Джон) Гиббон использовал полноценную систему обеспечения функций сердца и легких у 18-летней пациентки с сердечной недостаточностью. Произведя разрез в области подмышки, он подключил катетеры к венам и артериям. Спустя всего 26 минут Гиббон закончил операцию по устранению дефекта межпредсердной перегородки и отключил девушку от аппарата. Пациентка выжила.

Гиббон шел к успеху не один год. В 1930-м году ему довелось лечить пациентку с тромбоэмолией — закупоркой тромбами — легочной артерии. Проводимая в таких случаях операция по иссечению участка артерии в то время почти всегда была летальной, случай пациентки Гиббона не стал исключением. Это произвело на него настолько большое впечатление, что он поставил перед собой цель — научиться улучшать состояние пациентов с такими патологиями.

Ему пришла в голову мысль перенаправлять венозную кровь из расширенных вен в аппарат, где бы кровь насыщаясь кислородом, избавлялась от углекислого газа, а затем возвращалась обратно в артерии больного.

В 1931 году Гиббон вместе с женой начали проводить подготовительные исследования по созданию аппарата искусственного кровообращения. В 1934 году им удалось добиться первых успехов: кошки с полной закупоркой легочной артерии оставались живыми на протяжении почти трех часов.

Однако у аппарата еще оставались нерешенные проблемы, самыми серьезными из них были гемолиз (выход клеточного содержимого в межклеточное пространство), который развивался, когда кровь проходила через аппарат, и невозможность насыщать кислородом большие объемы крови.

Работа Гиббона над аппаратом прервалась в январе 1942 года, когда он волонтером отправился на Вторую мировую войну, где пробыл до 1945 года.

В 1946 году Гиббон вернулся к работе над аппаратом. При помощи инженеров компании IBM ему удалось создать первое устройства искусственного кровообращения, которое могло устойчиво работать непосредственно во время операций на сердце, не повреждая при этом эритроцитов и не создавая воздушных пузырей.

Самым первым пациентом Гиббона стал 15-месячный малыш, но тот погиб на операционном столе из-за неверного диагноза.

Девушка, успешно прооперированная при помощи разработки Гиббсона, была выписана из больницы уже спустя 13 дней. Через полгода она прошла через еще одну операцию, полностью устранившую дефект.

Последующие операции были менее удачными — четверо пациентов погибли от осложнений.

Это опустошило Гиббона и он вовсе перестал проводить операции на открытом сердце.

Тем не менее, интерес специалистов позволил развить саму технологию и сегодня оборудование, обеспечивающее жизнедеятельность человека при невозможности сердца и легких выполнять свои функции, широко используется в медицинской практике.