Дело сердца. 11 ключевых операций в истории кардиохирургии

Именно эксперименты Карреля на животных и заложили основу для использования аллотрансплантатов в операциях по восстановлению аорты десятилетия спустя. В 1910 году он сделал еще одно пророческое предположение, написав: «Вполне вероятно, что аневризмы грудной аорты можно вырезать и восстанавливать кровообращение с помощью сосудистой трансплантации». Вместе с тем это было лишь одно из направлений его исследований. Когда Каррель все еще работал во Франции, он экспериментировал с небольшими трубками из магния и даже карамели, пробуя заменять ими участок артерии. Оба вещества были выбраны по причине того, что со временем они растворяются: Каррель предположил, что к тому времени, как трубки растают, организм успеет сформировать внутри них новые ткани, самостоятельно восстановив кровеносный сосуд. Это была не более чем догадка, но в итоге она была верной. К сожалению, выяснилось, что эти трубки быстро закупориваются тромбами, так что он пробовал и другие материалы, в том числе стеклянные и резиновые трубки, покрытые вазелином. Они оказались эффективней, однако тромбы так и остались частым осложнением.

Хотя во время Второй мировой войны стеклянные и металлические трубки иногда и применялись для восстановления поврежденных артерий, эти проблемы никуда не делись. Лишь в 1947 году была найдена более оптимальная альтернатива. Молодой американский ученый-исследователь Артур Вурхиз занимался разработкой искусственного сердечного клапана, имплантируя пробные экземпляры в сердца подопытных собак. Однажды он обнаружил, что, накладывая шов, по ошибке пропустил шелковую нить через одну из камер сердца. Проведенное несколько месяцев спустя вскрытие показало, что шелк покрыла совершенно нормальная на вид сердечная ткань. Это заставило его задуматься о том, сможет ли произойти нечто подобное с целым куском текстильной ткани. Он предположил, что если свернуть такую ткань в цилиндр, то ее внутренняя поверхность может стать основой для формирования нового кровеносного сосуда. Решив проверить эту теорию на практике, он сшил из шелкового носового платка трубку, которой заменил участок аорты у собаки. Кровь в течение часа свободно проходила через эту импровизированную артерию, однако затем начала протекать — переплетение шелковых нитей оказалось недостаточно плотным, — и собака умерла.

Все еще убежденный, что его идея заслуживает внимания, Вурхиз продолжил поиск более подходящего материала. Следующим летом он работал в одном из военных медицинских учреждений Техаса, и так получилось, что ему в руки попал образец материала под названием «винион N» — это был прочный полимерный материал, который использовался для изготовления парашютов. Совместно со своим старшим коллегой Артуром Блэйкмором Вурхиз провел серию экспериментов, в которых имплантаты из этого материала длиной до шести сантиметров вшивались в брюшные аорты собакам, и в 1952 году он сообщил о многообещающем эксперименте с участием пятнадцати животных. Успех, однако, не был таким уж безоговорочным: у нескольких собак внутри протеза образовались тромбы, и эту проблему нужно было как-то решить, прежде чем пробовать делать такие операции людям. Тем не менее, когда его исследования были опубликованы, они вызвали большой интерес, вдохновив многих ученых по всей Америке заняться данной проблемой. Вурхиз пришел к весьма важному заключению: при правильно подобранной плотности переплетения волокон ткани после установки изготовленного из нее сосудистого протеза фибрин сможет быстро закупорить промежутки между нитями. Эти фибриновые пробки должны были заменить фибробласты — клетки, синтезирующие соединительную ткань, и, как результат, должен был сформироваться новый эндотелий — ткань, из которой состоит внутренняя поверхность нормального кровеносного сосуда. По сути, предполагалось, что шелковые волокна станут каркасом, на основе которого организм построит новую артерию.

Пытаясь подобрать идеальный материал, в начале 1950-х годов исследователи изготавливали прототипы искусственных кровяных сосудов из всевозможных синтетических тканей, среди которых были в том числе орлон, тефлон и нейлон. Майкл Дебейки сильно заинтересовался этими исследованиями и в один прекрасный день в 1952 году зашел к галантерейщику в Хьюстоне, чтобы приобрести нейлон для проведения собственных экспериментов. К сожалению, оказалось, что весь нейлон распродан, однако продавец посоветовал ему попробовать другой новый материал — дакрон. Запатентованный двумя британскими химиками в 1941 году и продававшийся в Англии под торговой маркой «Терилен», дакрон стал первой полиэфирной тканью. Как оказалось, это было именно то, что надо.