екалась по тонкой пленке, взаимодействовала с кислородом, после чего собиралась на дне цилиндра и закачивалась обратно в тело. Так как искусственное легкое было слишком маленьким, чтобы использовать его на крупных животных, Гиббон решил проводить свои эксперименты на кошках. Достать их было несложно: Филадельфия была переполнена бездомными животными, и местные власти убивали их по тридцать тысяч ежегодно. Вооружившись куском тунца и прочным мешком, Гиббон охотился по ночам на городских улицах и каждый раз возвращался в свою лабораторию с новой партией бродячих котов.
Исследования были сложными и отнимали много времени. Мэри Гиббон делала большую часть работы, тратя каждое утро по несколько часов на подготовку оборудования для экспериментов. После этого она делала коту общую анестезию, подсоединяла его к аппарату искусственного дыхания и вскрывала грудную полость, чтобы обнажить сердце. Затем в два кровеносных сосуда вводились канюли (тонкие трубки), через одну из которых кровь подавалась в аппарат искусственного кровообращения, а через другую — возвращалась обратно в организм. Наконец, животному вводили гепарин, чтобы не допустить свертывания крови, и пережимали легочную артерию, чтобы спровоцировать образование в ней тромба. В этот момент включался аппарат искусственного кровообращения, и Джон с Мэри начинали наблюдать за дальнейшим развитием событий.
После многочисленных неудачных попыток и неоднократных усовершенствований оборудования в один прекрасный день 1935 года Джон и Мэри все-таки смогли добиться своей цели. Когда Гиббон поставил зажим на легочную артерию кота и остановил кровоток между сердцем и легкими, аппарат заработал и начал выполнять функции обоих органов. Вспоминая на склоне лет этот радостный момент, Гиббон написал: «Мы с женой кинулись друг другу в объятия и принялись плясать, скача по лаборатории». Позже в тот же год им удалось поддерживать в коте жизнь на протяжении почти четырех часов, пока легочная артерия была закупорена. Без аппарата искусственного кровообращения он бы не прожил и нескольких минут. После этого у животных часто развивались осложнения, и они, как правило, умирали. Тем не менее в 1939 году на хирургической конференции в Лос-Анджелесе Гиббон смог объявить, что четверо котов, жизнедеятельность которых поддерживалась с помощью аппарата искусственного кровообращения почти двадцать минут, полностью поправились. Один из присутствовавших хирургов сравнил достижение Гиббона с «фантастическими идеями Жюля Верна, в его времена считавшимися невозможными, однако воплощенными в реальность в будущем».
Подобно Брюхоненко в России, Гиббон не мог продолжать свои исследования в годы войны — он настоял (к удивлению и испугу своих родных) на том, чтобы пойти добровольцем в армию. Когда в 1945 году он вернулся к мирной жизни, то больше всего ему хотелось создать более массивный аппарат, который мог бы насыщать кислородом большой объем крови, чтобы поддерживать жизнедеятельность в организме человека. Он понимал, что для столь крупного проекта ему не обойтись без помощи опытного инженера, и через одного из своих студентов-медиков познакомился с Томасом Уотсоном, главным исполнительным директором корпорации International Business Machines, который согласился сконструировать нужный аппарат за счет компании. Позднее IBM стала известна как производитель компьютеров, а в 1940-е годы у ее инженеров был богатейший опыт в разработке всевозможных устройств, начиная от вычислительных машин для работы с перфокартами и заканчивая боеприпасами. Первый аппарат был создан IBM в 1946 году — это была более крупная и куда более сложная версия изначального прототипа Гиббона. Когда журнал «Таймс» три года спустя брал у Гиббона интервью, он рассказал, что с помощью созданного IBM-аппарата ему удавалось поддерживать в собаках жизнь вплоть до сорока шести минут. Он также дал понять, что видит в этом приборе потенциал для проведения операций на открытом сердце: Дуайт Харкен, удивив всех своими невероятными достижениями военного периода, дал понять, насколько, оказывается, выносливо сердце, и тем самым убедил хирургов, что можно пойти еще дальше — остановить сердце и вскрыть его.
Гиббон понимал, что цилиндр, предназначенный для обогащения крови кислородом, был все еще недостаточно большим для того, чтобы применять его на людях. Он рассчитал, что для этого ему потребовалось бы построить агрегат размером с семиэтажное здание, что, совершенно очевидно, было невозможно на практике. Как-то два его лаборанта обратили внимание на то, что скорость насыщения крови кислородом возрастала, если в кровотоке появлялось какое-то препятствие и возникала турбулентность. Испробовав разные варианты усилить этот эффект, он в итоге заменил вращающийся цилиндр несколькими экранами из стальной сетки. Шесть таких экранов подвешивались параллельно друг другу; кровь стекала по ним в насыщенной кислородом атмосфере, а затем собиралась в резервуар снизу. Благодаря этому площадь поверхности искусственного легкого достигла восьми квадратных метров, но при этом размер самого аппарата был достаточно маленький, чтобы поместиться в операционной.
Усовершенствование оксигенатора было самой сложной задачей на пути к созданию устройства для искусственного кровообращения. Но что тогда насчет насоса, который должен был заменить сердце? Вскоре после начала своих исследований Гиббон стал использовать простой механизм, который проталкивал кровь, не вступая с ней при этом в контакт. В нем была лишь одна движущаяся деталь: вращающееся колесо с тремя валиками, распределенными по окружности. Снаружи к этому колесу плотно крепилась гибкая трубка, и когда оно вращалось, валики сжимали трубку, передвигая вперед находящуюся внутри ее кровь. Такой насос, называемый перистальтическим, оказался идеальным, так как обеспечивал плавное течение крови, не повреждая ее хрупкие клетки. Оксигенаторы продолжали совершенствоваться, однако за восемьдесят лет, прошедших с тех пор, как Гиббон приспособил для своих целей перистальтический насос, он практически не претерпел изменений — его и по сей день используют в операционных по всему миру.
Удивительно, сколько споров породил вопрос о том, кто первым изобрел это в общем-то несложное устройство. Майкл Дебейки в 1935 году запатентовал практически идентичный насос в качестве устройства для упрощения переливания крови и позже приписал себе его изобретение, указав на то, что отправил Гиббону одну из первых моделей. Вместе с тем перистальтические насосы не были чем-то новым: модель Дебейки была лишь улучшенной версией существующего насоса, созданного еще в 1855 году. На самом деле не менее одиннадцати похожих насосов были запатентованы до Дебейки, в том числе несколько, предназначавшихся для применения в хирургии. Хронология этих событий была подробно изложена Дентоном Кули в опубликованной в 1987 году статье.
К началу 1950-х годов Гиббон чувствовал, что уже вот-вот готов использовать своей аппарат во время операций на людях. Вместе с тем теперь он не был единственным, кто занимался этой проблемой: другие ученые, вдохновленные его исследованиями, тоже пытались создать свой собственный аппарат искусственного кровообращения. В апреле 1951 года хирург из Миннесоты по имени Кларен Деннис предпринял первую в истории попытку провести операцию с использованием шунта — его пациентом была маленькая девочка, которой диагностировали дефект перегородки сердца. Успешно подсоединив ее к аппарату, Деннис обнаружил, что дефект куда больше, чем он ожидал, — в действительности щель была настолько большой, что закрыть ее оказалось невозможно, и девочку было не спасти. Позже в тот же год две успешные операции с использованием похожих машин были проведены в Италии и США.
Джон Гиббон ждал, пока будет полностью уверен в своем аппарате искусственного кровообращения, прежде чем рискнуть применить его на человеке. Первая операция была проведена в феврале 1953 года, и она, подобно первой попытке Кларена Денниса, оказалась провальной из-за ошибочного диагноза. Его пациентом был пятнадцатимесячный младенец с сердечной недостаточностью, которая, как считалось, была вызвана массивным дефектом межпредсердной перегородки. Вскрыв сердце, он обнаружил, что орган увеличен в размере, однако в остальном полностью в норме. Хирург был вынужден отказаться от операции, и вскоре после этого ребенок умер. Вплоть до изобретения более точных методов визуальной диагностики подобные случаи были весьма распространенным явлением. Кардиологи полагались главным образом на рентген и стетоскоп, и их диагнозы, увы, не всегда были точными. Хирурги, вскрыв пациенту грудную клетку, зачастую обнаруживали, что имеют дело совсем не с той проблемой, которую ожидали увидеть.
Через три месяца после этого удручающего случая Гиббон повстречал молодую девушку, которая вскоре стала его самым известным пациентом, — это была восемнадцатилетняя студентка по имени Сесилия Баволек. В детстве она была довольно здоровым ребенком, однако затем ее внезапно начали беспокоить одышка и аритмия. В марте 1953-го появились тревожные симптомы, в том числе жар и кашель кровью, и ее положили в больницу. После нескольких недель обследований кардиологи сошлись на том, что у нее был значительного размера дефект перегородки. Гиббон полагал, что может зашить дыру в сердце Сесилии, и обсудил эту возможность с девушкой и ее родителями, предупредив, что никогда прежде не проводил подобной операции на человеке. Несмотря на очевидный риск, Сесилия и ее родные дали согласие, и операция была назначена на следующий месяц, чтобы у Гиббона было время подготовить все оборудование.
Разработанный им аппарат искусственного кровообращения представлял собой огромный и чрезвычайно сложный агрегат размером с большое пианино. Инженеры из IBM напичкали его электроникой, чтобы во время работы можно было отслеживать все необходимые параметры, в том числе температуру и давление крови. Эти схемы, напоминавшие внутренности первых компьютеров, были размещены в большом шкафу, который заполнялся азотом, чтобы не допустить попадания внутрь взрывоопасных газов, применявшихся для наркоза. После того как аппарат был собран и прошел тщательную проверку, оставалось добавить еще один важнейший ингредиент.