Несколько лет спустя французский хирург Ален Карпентье написал: «Не оставляет сомнений, что будущее тканевых клапанов зависит от методов предотвращения воспалительной реакции и ее проникновения в ткани». Он прибегнул к консерванту глутаральдегиду, который устанавливал в молекулах коллагена поперечные связи и делал створки клапана иммунологически инертными. Этот шаг значительно увеличил срок службы свиных биопротезов, позволив им конкурировать с механическими альтернативами, особенно в случае пожилых пациентов.
В 1966 году, когда я поступил в медицинскую школу, хирурги из Лидса, Мариан Ионеску и Джеффри Вулер, разработали новый тип каркаса для свиных клапанов. Титановая структура имела три стойки и была целиком покрыта велюр-дакроном. Свиной аортальный клапан вшивался внутрь каркаса, а изгиб створок поддерживался с помощью ваты, смоченной в формальдегиде. Кольцо выполняло функцию пришивной манжеты для простоты имплантации. Этот свиной клапан на титановом каркасе вскоре появился в продаже в Великобритании и США и стал предшественником более прочного перикардиального протеза Ионеску-Шили.
Почему Ионеску для создания створок клапана обратился именно к перикарду? Он хотел оптимизировать конфигурацию протеза, чтобы уйти от анатомии животных клапанов, имеющей свои ограничения. Ионеску поместил коровий перикард, обработанный глутаральдегидом, на гибкий делриновый[73] каркас и продемонстрировал более симметричное и широкое отверстие, чем в свином аортальном клапане. Несмотря на первоначальный энтузиазм, в течение пяти лет после имплантации клапаны стали выходить из строя. Осмотр их после извлечения показал, что перикард оторвался от каркаса. Протез зачастую повреждался совершенно внезапно, приводя к тяжелой или даже летальной аортальной регургитации. Было решено изготавливать более тонкие и гибкие каркасы, пришивая ткани перикарда к их внешней поверхности.
Карпентье разработал собственный металлический каркас: круглый жесткий стент из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием, к которому прикреплялись тефлоновые кольца для облегчения имплантации. Последовали имплантации, и каркасный биоклапан Карпентье—Эдвардса показал свою эффективность. С точки зрения гемодинамики центральный поток был предпочтительнее турбулентного обструктивного потока, характерного для протеза Старра—Эдвардса, но последующий анализ выявил значительное падение давления в тканях и каркасе. Это было связано с неполным раскрытием створок, обусловленным стентом, а также геометрией и жесткостью свиного клапана. В этот момент Карпентье задумался о потенциальных преимуществах замены клапана под прямым зрительных контролем.
Говорят, что Карпентье задумался о целесообразности восстановления, а не замены митрального клапана, когда проходил через старый арочный вход в больницу Бруссе в Париже. Каждый день, глядя на железные ворота, подвешенные на каменных столбах, он мысленно сравнивал их со створками митрального клапана, прикрепленными к фиброзному кольцу. Если бы в ворота врезался грузовик, то рабочие просто бы их восстановили. Не было ли это оптимальным решением и для протекающего митрального клапана с расширенным фиброзным кольцом и опустившимися створками? Возможно. Лишь время и опыт могли показать, прав ли он.
В отличие от простого удаления больного клапана и замены его каркасным протезом, восстановление требовало тщательной оценки ситуации и особых знаний. Расширить отверстие ревматического клапана путем рассечения мест сращения створок было довольно просто, но как понять, что створки стали слишком жесткими и кальцинированными? Если фиброзное кольцо разрослось из-за дегенеративного заболевания, насколько его нужно было уменьшить? Как много ткани следовало удалить у провисших и нефункциональных створок? Так или иначе, Карпентье, решительно настроенный ремонтировать сердечные клапаны, смог со временем найти ответы на эти вопросы.
Рисунок 8.7: А. Ален Карпентье. Б. Техника восстановления митрального клапана.
Он сужал и поддерживал расширенное фиброзное кольцо, имплантируя вокруг него кольцо в форме почки, которое сводило края створок. Эта операция получила название «субкомиссуральная аннулопластика». Затем удалял сегменты опустившейся или избыточной ткани, обычно из меньшей задней створки, и пытался отрегулировать длину растянутых сухожильных хорд. Карпентье называл этот процесс французской коррекцией, и совсем скоро преимущества сохранения клапана стали очевидны. В частности, при сохранении связи между клапаном, створками и желудочком сердце лучше справлялось со своей насосной функцией.
Коммерческая конкуренция неизбежно порождает инновации и стремление разработать лучший продукт. В 1968 году компания Edwards Laboratories, работающая со Старром и Карпентье, опубликовала свои «девять заповедей» создания сердечного клапана.
Первой и самой важной была профилактика эмболии, то есть избегание тромбов и инсульта. Далее следовали долговечность, простота имплантации, сохранение окружающих тканей, снижение турбулентности крови, устранение повреждений клеток крови, уменьшение шума, использование биосовместимых материалов, а также простота хранения и стерилизации. Вполне логичные вещи, и большинству представителей отрасли не нужно было об этом рассказывать.
К концу 1960-х годов турбулентная и обструктивная природа шаровых клапанов привела к появлению новых конструкций механических клапанов. Южноафриканец Кристиан Барнард, прежде чем стать кардиохирургом в больнице Грут-Шур и директором хирургических исследований Кейптаунского университета, проходил обучение с Лиллехаем и Варко в Миннесотском университете. Вангестин считал Барнарда амбициозным и целеустремленным молодым человеком и хотел помочь ему в организации первой кардиохирургической программы в Африке. Во время двухминутного звонка в Вашингтон он попросил американское правительство выделить Барнарду 2000 долларов, чтобы увезти АИК, и 2000 долларов в год до тех пор, пока в Кейптауне не откроется отделение. Вангестин был настолько влиятельным, что Вашингтон незамедлительно согласился. Однако Африка не могла позволить себе американские сердечные клапаны, поэтому Барнард при поддержке инженера Карла Гусена разработал собственный.
Это были сначала чечевицеобразные митральные, а затем и биконические аортальные клапаны из нержавеющей стали и силиконовой резины, которые имплантировали пациентам больницы Грут-Шур, до того как их применили в клинике Мейо. Барнард также провел первую в мире замену трехстворчатого клапана пациенту с врожденным пороком сердца под названием аномалия Эбштейна[74].
Затем последовал ряд новых механических клапанов из США, от большинства из которых отказались за относительно короткое время. Нина Браунвальд разработала шаровой клапан с открытым с одного конца титановым корпусом, покрытым тканью производства Cutter Laboratories. Более 5000 клапанов Браунвальд—Каттера успешно имплантировали пациентам, но к тому времени Нина уже родила трех дочерей. Совмещать личную жизнь и карьеру было непросто, особенно когда твой супруг один из известнейших кардиологов мира. Каждое утро она просыпалась ни свет ни заря, чтобы управиться с домашними делами и собрать детей в школу.
Нина продолжала оперировать, даже будучи беременной, и останавливалась, лишь когда большой живот не давал ей подойти к столу достаточно близко. Тем не менее она всегда успевала вернуться домой к ужину, если, конечно, не возникало чрезвычайных ситуаций. Уложив детей спать, Браунвальд возвращалась к пациентам.
Блестящая хирургическая карьера Нины трагически оборвалась 5 августа 1992 года, когда она скончалась от рака груди. Ей было всего 64 года. В ее честь Юджин основал фонд поддержки женщин, желающих войти в мир кардиохирургии, где доминируют мужчины.
Лиллехай и его команда разработали три разных поворотно-дисковых протеза сердечного клапана. Самым успешным оказался клапан Лиллехая—Кастера, в котором использовался один свободно плавающий диск из пиролитического углерода, который открывался на 80° внутри титанового кольца. Этот клапан, поступивший в продажу в 1967 году, позволял получить лучший центральный поток с относительно быстрым закрытием диска. Клапан Лиллехая-Кастера стал первым протезом с вращающейся тефлоновой пришивной манжетой, благодаря которой клапан не повреждал коронарный кровоток. Лиллехай хвастался долговечностью и низким риском тромбоза клапана – в период с 1971 по 1990 год эти протезы получили 65 тысяч пациентов. Изношенный диск вылетел из корпуса всего у трех человек, к счастью, двух из них удалось спасти.
В основу дизайна двустворчатого протеза Калке—Лиллехая легли односторонние шлюзовые ворота индийских плотин[75]. Работа над клапаном началась в 1965 году, и первые прототипы, пусть даже «сырые», обладали лучшими гидродинамическими характеристиками, чем остальные модели. Два полудиска внутри титанового корпуса расходились в стороны, создавая четырехугольное отверстие с центральным ламинарным течением[76]. Этот дизайн стал предшественником невероятно успешного протеза Святого Иуды.
Многие другие дизайны клапанов появились случайно. Джон Шили, главный инженер Edwards Laboratories, неофициально встретился с Викингом Бьорком на ежегодном собрании Американской ассоциации торакальной хирургии 1964 года.
Рисунок 8.8: А. Викинг Бьорк и Дон Шили. Б. Треснутый клапан Бьорка—Шили.
Шили покинул Edwards Laboratories, чтобы основать собственную компанию в гараже своего дома в Калифорнии, и работал над созданием механического протеза митрального клапана с хирургами из Лос-Анджелеса. В то время клапаны собирались грубо, и тканевые пришивные манжеты жена Шили изготавливала прямо в супружеской спальне. Бьорка убедили применить эти протезы в Карол