[96].
Блистательный Виллем Колф, проводивший гемодиализ с помощью колбасных оболочек в Европе военного времени, теперь корпел над созданием искусственного сердца в Университете Юты.
С Колфом сотрудничали инженеры Тэцудзо Акуцу и Юкихико Носэ, и они вместе разработали устройство маятникового типа, кровяные мешочки которого опорожнялись попеременно. В лаборатории устройство поддерживало кровообращение собаки с давлением выше 80 мм рт. ст. два часа, после чего эксперимент завершили. Ученые также протестировали роликовый насос с выпускными клапанами и к 1965 году представили цельное четырехкамерное сердце, обеспечивавшее кровообращение теленка в течение 31 часа. Это было настоящим прорывом, поэтому, когда трансплантация сердца стала реальностью в 1967 году, команда Колфа задалась целью использовать искусственное сердце для поддержки умирающих пациентов, пока те ждут донорский орган. Их инициатива получила щедрое финансирование Национальных институтов здоровья. Администрация Кеннеди особенно поддерживала создание искусственного сердца и лунную гонку. Это были сложные, но престижные проекты.
Рисунок 12.2: А. Виллем Колф. Б. Доминго Лиотта.
В Университете Кордовы в Аргентине Доминго Лиотта и его брат Сальвадор сконструировали механическое сердце из пластика с авиационного завода, принадлежащего немецким генералам-иммигрантам. Спонсором выступило Министерства общественного здравоохранения Кордовы, а к работе подключился Томас Тальяни, итальянский инженер на пенсии и директором Института Архимеда в Риме. Сотни лабораторных имплантаций собакам и телятам показали такую эффективность третьего прототипа, что ректор университета убедил Доминго представить свою работу в Американском обществе искусственных органов в Атлантик-Сити. Колф, выслушав презентацию, сразу пригласил Лиотту присоединиться к нему в Кливлендской клинике. Майкл Дебейки тоже присутствовал на встрече и заинтересовался этой технологией. Когда у Колфа возникли трудности с удовлетворением исследовательских нужд Лиотты, Дебейки предложил ему финансовую поддержку и современное лабораторное оборудование в Бейлоре. Так пластиковые сердца переехали в Хьюстон и вскоре должны были вызвать самые впечатляющие политические последствия в истории хирургии.
Разочарованного Колфа наняли для создания программы в Университете Юты, а Кливлендская клиника пригласила японского инженера-новатора Юки Носэ, чтобы сохранить его в игре.
Это было похоже на шахматную партию – фигуры двигали по доске в поисках выгоды. Престиж института зависел от наличия искусственного сердца в разработке, и Америка была на шаг впереди.
В 1961 году Лиотта стал первым ассистентом Уильяма Холла, директора бейлорской программы вспомогательных кардиологических устройств. Он не знал, что Дебейки вполне разумно считал замену всего сердца слишком проблематичной и хотел, чтобы его команда сосредоточилась на поддержке несостоятельного левого желудочка. Это была более достижимая стратегия, но она не устраивала Лиотту, который мечтал довести до конца дело своей жизни. В то время с Дебейки все еще работал Дентон Кули, вместе с Лиоттой он получил большой грант от Американской кардиологической ассоциации на поддержку программы Дебейки по разработке желудочковых вспомогательных устройств.
Идея была относительно простой. Кровь поступает в устройство из левого предсердия через силиконовую трубку, укрепленную дакроном и имеющую шаровой клапан с каждого конца. Этот кровяной путь окружала вторая трубка, подсоединенная ко внешней консоли питания и источнику сжатого воздуха. Воздух поступал в рукав синхронно с сердцебиением пациента, определяемого ЭКГ. Прерывистое пульсовое давление проталкивало по трубкам кровь, которая попадала в систему кровообращения по канюле в нисходящей аорте. Простая и эффективная концепция.
Впервые в истории устройств поддержки кровообращения это левожелудочковое вспомогательное устройство функционировало у животных неделями или даже месяцами без значительных повреждений крови. Оно перекачивало около 3 л/мин, чего было достаточно для поддержания жизни человека, поэтому дожидалось своей участи в операционной. Возможность представилась 19 июля 1963 года. Стэнли Кроуфорд, выдающийся аортальный хирург из Бейлора, имплантировал клапан Старра—Эдвардса 42-летнему мужчине со стенозом аортального клапана и декомпенсацией функции левого желудочка. Хотя во время хирургического вмешательства осложнений не возникло, его вывезли из операционной с недостаточным кровотоком. После вмешательства состояние пациента стремительно ухудшалось, и через несколько часов у него остановилось сердце. Ему повторно вскрыли грудину в отделении интенсивной терапии и провели прямой массаж сердца, после чего пациента вернули в операционную. В спешке Кроуфорд ввел канюли вспомогательного устройства в левое предсердие и аорту, и насос исправно функционировал в течение следующих четырех дней. К сожалению, ранняя фаза реанимации оказалась недостаточной, и мужчина так и не пришел в сознание. Очередной грандиозный успех, но пациент умер.
После столь обнадеживающего начала Дебейки обратился за финансированием напрямую к правительству и выступил перед подкомитетом Сената США по здравоохранению. Более того, у него были основания для оптимизма. Председателем подкомитета был сенатор от Алабамы Листер Хилл, сын первого американского хирурга, зашившего ножевое ранение сердца. Бейлор всеми силами стремился сохранить за собой первенство, поскольку конкурирующие разработки стали появляться в Европе, Японии и России. Другие ученые, включая Адриана Кантровица из Нью-Йорка и Дуайта Харкена из Бостона, уже работали над собственными системами поддержки кровообращения.
8 августа 1966 года Дебейки наконец получил большую награду. Его экстракорпоральное устройство с пульсирующей трубкой успешно имплантировали 37-летней женщине с ревматической болезнью сердца, которую не получалось отлучить от АИК после замены аортального и митрального клапанов. Насос подключили к левому предсердию и аорте для поддержания кровоснабжения, пока ее собственный правый желудочек функционировал достаточно хорошо, чтобы поддерживать циркуляцию крови в легких с меньшим сопротивлением. Важная деталь. В большинстве случаев правый желудочек мог позаботиться о себе сам, если отказавший левый освобождали от нагрузки. Это был ценный урок о процессе выздоровления.
В первые дни предприняли несколько попыток отключить АИК, но левый желудочек пациентки был слишком слаб, чтобы справиться. Тем не менее врачи были терпеливы и настойчивы. При поддержке аппарата функция почек улучшилась, и на десятый день после операции систему наконец отключили. После полного тревог периода ожидания и наблюдения, хирург повторно вскрыл грудину женщины и извлек канюли, а через три недели ее выписали из больницы без отеков и одышки.
Воодушевленная триумфом, в следующий раз команда применила устройство в октябре. Пациенткой стала 16-летняя мексиканка Эсперанса дель Валье Васкес, которую на родине посчитали слишком больной для замены митрального клапана. Невозможность отлучить ее от АИК была предсказуемой, поэтому наготове держали левожелудочковое вспомогательное устройство. Кровь попадала в насос из канюли в левом предсердии и возвращалась в главную артерию в правой руке. К счастью, левый желудочек восстановился за несколько дней, и жизнь пациентки благодаря клапану Старра—Эдвардса кардинально изменилась. Прекрасный результат.
Распространенная история тех времен, когда еще не существовало адекватной защиты миокарда. Сердце, временно лишенное кровоснабжения, было слишком слабым, чтобы взять на себя кровообращение.
Несмотря на возможность восстановления, пациент просто умирал на операционном столе, а затем отправлялся в морг, оставив скорбящую семью.
Более длительное подключение к АИК не решало проблему. Чем дольше кровь взаимодействовала с обширными инородными поверхностями оксигенатора, тем выше была вероятность развития сепсиса и дисфункции органов. Однако внешний временный контур, вероятно, мог спасти две трети пациентов. На это намекали результаты вскрытия, а впоследствии доказал клинический опыт.
Адриану Кантровицу, изучавшему физиологию коронарного кровотока вместе с выдающимся кардиофизиологом Карлом Виггерсом и его братом-физиком Артуром, пришла на ум особенно интересная концепция. Другие органы получают приток крови преимущественно тогда, когда левый желудочек сокращается, выбрасывает кровь и повышает давление в артериальной системе. Правда, это не относится к самому сердцу. Почему? Потому что энергичное сокращение мышцы во время систолы приводит к сужению кровеносных сосудов в сердечной стенке. А вот во время диастолы, или фазы отдыха, сердечная мышца расслабляется, и кровь течет по миокарду более свободно. Однако в этот момент давление в аорте значительно снижается, поэтому в шоковых состояниях, когда оно опускается до критического уровня, кровоснабжение сердца ухудшается. Такой порочный круг провоцирует нарушения сердечного ритма и при отсутствии лечения может привести к смерти. Прекрасный тому пример – сердечный приступ с кардиогенным шоком.
Идея братьев Кантровиц была достаточно простой. Они разработали большой воздушный шар продолговатой формы, который поместили на конец катетера. Катетер вводили в бедренную артерию и проталкивали в нисходящий отдел грудной аорты. При быстром надувании во время диастолы воздушный шар преграждал нисходящую аорту и под давлением проталкивал кровь назад – в корень аорты и коронарные артерии. Эту технику назвали внутриаортальной баллонной контрпульсацией, и она хорошо себя показала. Более того, резкое сдувание воздушного шара приводило к всасыванию крови через аорту с небольшим увеличением сердечного выброса. В качестве газов для надувания шара были протестированы воздух и углекислый газ, но они оказались неудовлетворительными. Лучше всего подошел газообразный гелий низкой вязкости, который с помощью внешней панели управления, синхронизированной с ЭКГ, ритмично подавали в полиуретановый шар.