Эврика!
научно-популярный сайт
  Главная Идеи Поиски Решения Карта сайта Контакты  
Поиски
Поиск по сайту
искать:
расширенный поиск

«Молния» доктора Кулика

Однажды в Благовещенск прилетел смоленский врач Я. Кулик, чтоб оперировать двенадцать больных. Его четкие, уверенные движения, спокойный голос и манера без тени превосходства объяснять головоломные ходы операции покорили местных коллег, и они предложили Кулику остаться. Его же привлекла не столько высокая должность заведующего кафедрой общей хирургии мединститута, сколько возможность самостоятельно на практике проверить множество замыслов. Кулик согласился. Вскоре здесь под его руководством были сделаны первые на Дальнем Востоке (а теперь проводятся регулярно) операции на остановленном сердце; здесь он изобрел и испытал новый аппарат искусственного кровообращения, для которого требовалось всего 300 граммов донорской крови вместо обычных 5 литров. Потом на страницах журналов и газет появился снимок Гали Бахтиной — первой пациентки, которая, пока ей «ремонтировали» перегородку предсердий, дышала легкими собаки. Изобретения, послужившие базой для этого фантастического эксперимента, принесли Кулику известность не только в нашей стране, но и за рубежом. Даже этих двух работ было достаточно, чтобы снискать славу крупного изобретателя и ученого, а Кулик расценил их как начало, как первые шаги в своем нелегком деле.

Он молод и полон сил. При защите докторской мало кто заметил, что она по числу страниц в десять раз меньше, чем обычная. 16 изобретений обеспечили научной работе дальневосточного хирурга высокую плотность «новизны».

Его новые работы способствуют тому, что сложнейшая отрасль медицины — кардиохирургия — станет доступной не только виртуозам, но и широкому кругу хирургов.

Неожиданная остановка сердца, словно молния, поражает врачей, проводящих операции на грудной области. Такое ЧП случилось в Благовещенске. Однако не было в тот момент обычной суеты, никто не увидел холодного пота на лбу хирурга-оператора. Сестра подала ему нечто, похожее на шприц, только больших размеров. В шприце был скрыт насос, который заменил работу левого желудочка. Сделали массаж сердца, и оно вновь заработало. Проверили кардиограмму, и буквально через 2—3 минуты хирург продолжал операцию, словно и не прогремел сигнал смерти.

Так работает новый прибор — реаниматор, изобретенный Куликом. Аппарат, заряженный раствором, близким по химическому составу крови, всегда наготове. Размеры его с гусиное яйцо, и он свободно умещается в халате врача. Упакованный в целлофановый пакет, он может быть взят в машину, а при использовании вскрыт, как вскрывают пачку сигарет. Быстро присоединив реаниматор — искусственный желудочек,—врач не потеряет драгоценных секунд, и кратковременная остановка сердца не отразится на состоянии больного, а главное— не нарушит жизнеспособности мозга, который без притока свежей крови обходится всего пять минут.

Реанимационная палата одной из городских больниц. Сюда поступают люди в состоянии клинической смерти. Врачам довольно часто удается «запустить» их остановившиеся сердца, и пациенты выживают. Они сами дышат, их кормят и поят, но мозг их (в большей или меньшей степени) уже поврежден, и поэтому врачам так и не удается полностью восстановить их память, способность мыслить. И только потому, что сердце запустили с опозданием, где-то около роковой пятиминутной черты.

Сердце может остановиться по многим причинам: поражение током, шок от сильных ушибов, травмы жизненно важных органов, инфаркт, убийство, самоубийство, наконец, непредвиденная остановка сердца при операции — случись любая из этих трагедий, и смерть включает свой неумолимый метроном, давая врачам 300 секунд. Если подключить аппарат искусственного кровообращения АИК, можно не беспокоиться за снабжение кровью мозга и заняться восстановлением функций сердца. Но, к сожалению, АИК пока не удается подключить достаточно быстро.

Вспомним: сердце — это два желудочка, два синхронно работающих насоса. Правый, приняв венозную кровь, посылает ее через легочный ствол в легкие. Левый — окисленную в легких кровь подает в аорту, откуда путь ее лежит ко всем сосудам нашего организма.

Как до сих пор присоединяют АИК? Нагнетательную магистраль аппарата пристыковывают к бедренной артерии тонкой трубкой. Чтобы подключить отсасывающую магистраль к полой вене, вскрывают грудную клетку.

Сделать такое подключение вполне доступно многим хирургам, потому что перечисленные манипуляции хотя и сложны, но зато можно не торопиться — АИК подшивали заранее перед операцией. Несколько лет назад хирурги зафиксировали любопытный факт: чтобы заработало остановившееся сердце, достаточно привести в действие только левый желудочек, правый заработает сам. Открытием воспользовались. АИК разделили пополам. Новый аппарат — искусственный левый желудочек — качал только артериальную кровь. Он стал меньше по габаритам, проще в обращении, дешевле. Разработали четыре способа присоединения искусственного желудочка. Но ни один из них не стал скорым, так как, присоединяя нагнетательную и отсасывающую магистрали аппарата, скажем, к нисходящей и восходящей частям аорты, приходилось накладывать два герметичных шва, а значит, вновь терять драгоценное время. В момент несчастного случая подключить искусственный желудочек требуется за две — максимум три минуты. Работать столь быстро — это дар божий, говорят медики. Никакими тренировками успеха не добьешься. Поэтому удачных экстренных подключений искусственного желудочка без малейших повреждений мозга можно насчитать не более десяти за всю историю кардиохирургии!

Кулик решил сделать этот процесс доступным не отдельным асам, а широкому кругу практических врачей.

Он понимал, что попытки упростить шов если и смогут что-либо дать, то лишь выигрыш считанных секунд — не более.

А почему, собственно, необходимо резать аорту, а затем сшивать ее с двумя магистралями аппарата? Почему обязательно аппарат присоединяют снаружи сердца, когда можно с нагнетательной и отсасывающей магистралями внедриться непосредственно в полость сердца?

Идея была необычна. Для ее реализации требовался такой инструмент, с помощью которого можно было бы одним проколом сердца осуществить подключение одновременно двух магистралей аппарата. Иначе затея теряла смысл.

Недавно удивленные советские и зарубежные хирурги рассматривали маленькую металлическую трубку, или, как ее называют, канюлю. В ней два изолированных канала. Когда она вставлена в полость сердца, внутренний попадает в устье аорты, а наружный в это время оказывается в полости левого желудочка.

Кровь из желудочка всасывается через перфорацию наружной трубки. Далее по гибкому шлангу она попадает на вход механического насоса. Нагнетательная ветвь аппарата присоединена к внутреннему каналу, и кровь попадает непосредственно в аорту. Все как в живом сердце!

Когда Кулик демонстрировал работу канюли, кто-то из специалистов сказал:

— Да, канюля хороша и оригинальна, но каким образом аппарат работает без синхронизатора?

Чтобы понять опасение оппонента, надо вспомнить еще раз анатомию.

Перекачивая за год 3003300 литров крови, сердце сокращается 42278400 раз. Сокращается — значит напрягается, сжимается в плотный кулак. И столько же раз в году мощные мышцы расслабляются.

Полулунные клапаны, расположенные в устье аорты, надежно охраняют отдых желудочков. Они герметично закрываются, когда наступает фаза расслабления — диастола, не допуская обратного тока крови.

В комплект искусственного желудочка непременно входит синхронизатор. Тонким электродом, словно нервом, он соединен с сердцем, которое хотя и остановлено, но продолжает сокращаться с очень маленькой амплитудой. Синхронизатор чувствует этот ритм и передает его на аппарат, «разрешая» механическому насосу нагнетать кровь только в фазе диастолы живого сердца.

Кулик вначале решил было использовать синхронизатор. Кулик-врач понимал: без него нельзя. Но взбунтовался Кулик-конструктор: нелепо маленькую, удобную канюлю отягощать столь сложным довеском.

Не лучше ли внутренней трубкой канюли перекрыть устье аорты, как закрывают бутылку притертой пробкой? Тем самым она возьмет на себя функции полулунных клапанов, а синхронизатора вовсе не потребуется. Врач подумал и сказал: «Да, это верно, но диаметр трубки всего 10 миллиметров, а аорты 25. Делать канюлю такой толстой нельзя — слишком большой будет колотая рана в сердце».

«А не попробовать ли на конце канюли установить раздувную манжетку, скажем, из резины? В нерабочем положении она не увеличит размеров трубки, а раздуть ее всегда можно физиологическим раствором», — не унимался конструктор. Врач согласился.

Кулик углубился в решение чисто инженерных задач: подбирал подходящий материал и для канюли и для манжетки, искал способ соединения манжетки с металлической трубкой, рассчитывал скорость подачи, допустимое давление физиологического раствора и т. д.

... Взволнованные ассистенты обступили операционный стол. Первый эксперимент провели на собаке. Вставлена канюля. Подали раствор. Манжетка раздалась, прижала клапаны к стенкам аорты, закрыв устье. Заработал механический насос. Желудочек подключен меньше чем за минуту! И впервые работает без синхронизатора.

Но вдруг следившие за электрокардиограммой заметили, что сердце мертвеет. Через несколько секунд собака погибла. Радость сменилась отчаянием. Проверили сто раз и работу насоса, и накачку манжетки. Все в порядке. Так в чем же дело?

Кто-то неуверенно произнес: коронарные сосуды... Да, конечно, их пережали. Случайная оплошность. Поместив манжетку в область клапанов, забыли о существовании в этой зоне коронарных сосудов. Питая артериальной кровью весь организм, сердце снабжает ею само себя через кровеносные сосуды, расположенные в устье аорты, рядом с полулунными клапанами. Их-то и закрыли раздувшейся манжеткой.

А можно ли поместить ее так, чтобы, пережав клапаны, оставить открытыми маленькие сосудики? Казалось, нельзя. И стало быть, нельзя избавиться от синхронизатора.

С точки зрения инженера, конструкция канюли была безупречной, но, увы, бесполезной. Значит, ошибся Кулик-врач. Кулик целиком переключился на анатомию. Он вспомнил, что однажды при операции сердца его палец случайно проскользнул в аорту и Кулик ощутил небольшое сужение. Тогда он не обратил внимания на этот факт, но сейчас интуитивно почувствовал... В общем, трудно передать то состояние исследователя, когда он еще и сам не знает, верна ли его догадка, но с трепетом повторяет: «Здесь что-то есть».

В трудах анатомов такое сужение описано не было. Кулик начинает изучать сердца умерших людей, делая слепки сердечных полостей.

Слепок следовал за слепком. Да, сужение существовало. Врач Кулик сделал открытие в анатомии. Диаметр сужения 22 миллиметра, примерно на 2—3 миллиметра меньше, чем диаметр аорты. Но главное, кровеносные сосуды расположены за сужением! Следовательно, манжетку можно зафиксировать на нем.

Так и сделали. Но эффект был незначительным: в сосуды почему-то попадало очень мало крови. Что за чертовщина!

Причина неполадки в конце концов нашлась: оказывается, скорость тока крови на выходе из трубки была чересчур высокой, и согласно закону Бернулли, срабатывал эффект инженции (это уже из области гидродинамики) — давление вокруг струи падало, и сосуды сжимались. Нечто подобное происходит в известном опыте с листками бумаги, когда, продувая воздух между ними, вместо ожидаемого расхождения листков наблюдают их слипание.

Уменьшить скорость тока в районе коронарных сосудов удалось, сделав на конце манжетки перфорацию. Только после этого добились полноценного питания кровью самого сердца.

Вот теперь была настоящая победа. В крошечной канюле был реализован новый способ присоединения искусственного желудочка.

Томительно долгое пришивание двух магистралей заменяется теперь одним движением: вставили канюлю — и аппарат подключен!

Хирург средней квалификации может научиться пользоваться реаниматором за полчаса. Неудивительно, что способ сразу освоили все ассистенты Кулика, затрачивая на некогда сложнейшую операцию секунды!

Соединив канюлю с небольшим насосом, Кулик получил аппарат, для которого пришлось подыскивать название. Реаниматор, то есть оживитель, — четко характеризует его назначение.

Изобретения доктора Кулика решили массу проблем. По сравнению с известными способами подключения новый можно назвать сверхскоростным.

Как известно, АИК присоединялся трубкой, диаметр которой намного меньше, чем размеры аорты. Понятно, что приходилось резко увеличивать скорость тока крови, чтобы сохранить нужную производительность. А это очень вредно: кровь травмировалась, проходя через узкое отверстие. Теперь же диаметр канюли соизмерим с диаметром аорты, скорость подачи крови сохраняется такой же, как у здорового человека.

Моментально восстанавливая кровяное давление, способ надежно устраняет опасный застой крови в легких и сердце, возникающий при остановке кровообращения. Реаниматор не требует ни грамма донорской крови, так как емкость искусственного желудочка — пусковой объем насоса — всего 100 граммов. При многих операциях присоединение реаниматора не увеличит ни на миллиметр разрезы сердца, поскольку канюля может быть вставлена в месте, где уже сделано сечение.

Реаниматор Кулика может решить сложную и тонкую морально-юридическую проблему, возникающую при пересадке сердца. Суть ее можно выразить вопросом: «Кого считать донором, а кого реципиентом?» Взять бьющееся сердце допустимо только у того, кто погиб. Погиб при работающем сердце?! Тогда что же такое смерть? Ученые мира определяют сегодня смерть как гибель мозга. Но удостовериться, погиб ли мозг, непросто. Нужно время. А его-то до сих пор и не хватает врачам.

В процессе подготовки самой операции врачам приходится проделать такую работу, что она может быть сравнима, пожалуй, только с планомерной загрузкой какой-нибудь исследовательской лаборатории, если месячные усилия ее сотрудников спрессовать в несколько минут.

Когда в реанимационную палату поступает тяжелораненый, скажем, потенциальный донор, врачам надлежит испытать все возможные пути в борьбе за его жизнь. Но пересаживать надо все-таки бьющееся сердце. За очень короткий промежуток времени приходится проверять не только жизнеспособность поврежденных органов пациента, но обязательно сердца, а главное — мозга. Если случится, что надежд на спасение нет, надо еще успеть документально оформить факт смерти; бережно извлечь трансплантируемый орган, поддерживая его жизнеспособность; выбрать подходящего реципиента; оповестить родственников донора и реципиента о принятом решении, получить их согласие и только тогда, если учитывать, что к операции все подготовлено, провести саму пересадку.

Разумеется, считают секунды, боясь гибели мозга.

А теперь представим, что в больнице, машине скорой помощи или в реанимационной палате у врача под рукой появился реаниматор Кулика. Врач уверен, что присоединит его быстро и надежно. Значит, жизнь больного с полной гарантией будет сохранена еще двое суток. Двое суток — это пока достигнутый физиологический предел работы искусственного кровообращения, так как от постоянного прикосновения со стенками насоса, трубок начинают распадаться эритроциты крови. Но двое суток — это не пять минут. Спадает напряжение, вопросы решаются спокойно, объективно.

С остановкой кровообращения гибнет мозг, но при сильных повреждениях мозга останавливается сердце. Врачу трудно бывает определить первопричину клинической смерти. Зато теперь, восстановив кровообращение, можно, не отключая реаниматора, снять общий наркоз и поговорить с больным. Трудно представить более объективную проверку мозга! А чтобы определить жизнеспособность сердца, нужно только ослабить давление в манжетке и на короткое время остановить насос. Этим отключают реаниматор (не вынимая его из сердца) и предоставляют возможность работать живому сердцу. Канюля ничуть не помешает его сокращениям. А если сердце не заработает? Врач немедленно подаст порцию физиологического раствора в манжетку и включит насос. На это потребуется несколько секунд. Можно еще несколько раз попробовать «завести» сердце, поскольку делается это без малейшего риска для больного.

Вставлена канюля, присоединен реаниматор. И все изменилось в сложной некогда обстановке, предшествующей пересадке сердца. Врачи спокойно определят жизнеспособность органов больного. Могут сделать операцию, и не одну. Им не придется скоропалительно решать, кого отнести в разряд доноров, а кого считать реципиентом. Все больные будут рассматриваться вначале как реципиенты. Лишь тщательная проверка состояния больных разделит их на две группы.

Люди с работающим сердцем, но с безвозвратно погибшим мозгом станут потенциальными донорами. К реципиентам отнесут людей с непоправимыми дефектами сердца. А критерием такого вывода станет бездеятельность сердца при отключении реаниматора.

Где же используется сегодня реаниматор? Пока только в Благовещенске...

...Кто-то очень давно предложил сшивать живые ткани с помощью нитки и иголки. С тех пор медики, каждый в меру своих сил и способностей, пытались упростить этот процесс. Например, древнеиндийский хирург Сушрута призвал на помощь рыжих муравьев. Они намертво закусывали концы тканей. Оставалось отрезать головы «помощникам», и шов, схваченный челюстями насекомых, готов.

Но прошли века, прежде чем нашли более реальный и быстрый способ соединения — с помощью клея. Кулик прибавил скорость. Он предложил застегивать ткани замком типа «молния», почти такой же конструкции, как у нас на курточке или тенниске. Некоторые крупные специалисты склонны считать, что новый «моментальный» метод будет особенно полезен в самом сложном направлении хирургии — трансплантации органов.

Сердце удерживается восемью кровеносными сосудами. Казалось, пересадить сердце — значит перерезать и вновь сшить эти восемь сосудов. Однако американский хирург Н. Шамуэй разработал упрощенный метод, позволяющий разрезать только два сосуда. Он рекомендовал оставлять так называемую культю: верхнюю часть сердца реципиента, похожую на перевернутое блюдечко. Уже не требовалось резать четыре легочные и две полые вены. Но при таком способе необходим длинный шов по периметру сердца.

Южноафриканский хирург К. Барнард сделал первую пересадку сердца именно таким способом.

Кулик предлагает поступить проще. Длинный шов не сшивать, а соединять «молнией». Лепестки «молнии» из электропроводного полимера пришиваются заранее к сердцу донора и реципиента с помощью аппарата НИИЭХАИ, разработанного в нашей стране. Принцип работы аппарата такой же, как у бумагосшивателя, только скрепки из тантала.

Присоединить половинку «молнии» к культе реципиента, конечно, сложно, но эту процедуру будет выполнять отдельная бригада врачей в довольно спокойной обстановке. К сердцу донора пришить полоску «молнии» намного проще. Эту операцию сделает другая бригада врачей. Хирургу-оператору останется только застегнуть обе половинки «молнии» замком.

Кулик уже сделал несколько экспериментов на собаках. Преимущества были явными: в несколько раз сокращается время пересадки, ибо она стала совсем простой.

У нового изобретения есть еще привлекательная область применения. Как известно, борьба с биологической несовместимостью тканей ведется по многим направлениям.

Но в настоящее время еще не найдено надежного средства борьбы с отторжением. Врачи зачастую прибегают к вторичной пересадке сердца. Но если первая пересадка технически трудна, повторная — неизмеримо сложнее.

Пока только умозрительно мы можем подивиться простоте будущей операции с использованием изобретения благовещенского хирурга. Расстегнуть и вновь застегнуть «молнию» — и все. Два сноровистых движения!

СССР, 1974 г.

Реклама:
 
 
© 1975 ЦК ВЛКСМ Изд. «Молодая гвардия»
© 2009 «Эврика!»