Дело сердца. 11 ключевых операций в истории кардиохирургии - [39]

* * *

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 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 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.