Дело сердца

Созданный Джоном Гиббоном в 1953 году аппарат искусственного кровообращения окончательно подтвердил эту гипотезу, и ряд ученых принялись с энтузиазмом изучать возможность создания полностью имплантируемых устройств, что было связано также с быстро растущей заинтересованностью медицинского сообщества в разработке искусственных органов. Этому способствовала работа Уильяма Кольфа, чей значительный вклад в изобретение искусственного сердца – подобно вкладу Нормана Шамвэя в трансплантологию – оказался в тени работы других ученых, изначально нацелившихся на внимание СМИ. Кольф был врачом из Нидерландов и во время войны работал в небольшой больнице в городе Кампен, где основал первый в Европе банк крови, а также принимал участие в голландском движении Сопротивления. В 1943 году он создал искусственную почку – прибор для удаления отходов жизнедеятельности из крови пациентов, чьи собственные почки с этой задачей не справлялись. Конструкция первых моделей была довольно ненадежной: в них использовались пятьдесят метров целлофановых трубок (Кольф брал для этих целей оболочки от сосисок), которые наматывались на погруженный в солевой раствор вращающийся барабан. Большинство его первых пациентов умерло, однако к концу войны ему удалось доказать эффективность искусственного диализа – методики, которая с тех пор спасла бесчисленное количество жизней. В 1950 году Кольф эмигрировал в Америку и продолжил свою работу в Кливлендской клинике, занимаясь созданием одного из первых в мире аппаратов искусственного кровообращения. Пять лет спустя он стал президентом-учредителем новой организации под названием Американское общество специалистов по искусственным внутренним органам, целью которого было собрать вместе ведущих ученых в данной области.

На третьем ежегодном собрании обществ преемник Кольфа на посту президента Питер Солсбери призвал своих коллег сосредоточить усилия на создании приборов, способных стать постоянной заменой человеческих органов, а не на временных устройствах вроде аппарата искусственного кровообращения. Он также представил свою собственную работу – прототип механического сердца, устройства с гидравлическим приводом на основе механизма доильной машины. Приводить устройство в действие он предлагал ручным насосом, которым бы управлял сам пациент, что было довольно странно: открытым оставался вопрос: как такие пациенты будут спать? Но в следующие несколько лет многие ученые присоединились к разработке устройств, способных заменить живые органы. И таких ученых было гораздо больше, чем тех, кто бился над возможностью пересадки сердца. Кольф первым из них продемонстрировал многообещающее устройство – в 1957 году он представил пластиковое искусственное сердце, сконструированное его партнером Тэцудзо Акуцу. Чтобы сделать его анатомически максимально похожим на настоящее сердце, Акуцу сделал гипсовый оттиск собачьего сердца и с его помощью отлил модель из поливинилхлорида. В отличие от первых разработок, в его образце было четыре камеры, как в настоящем сердце – желудочки и предсердия были разделены. С помощью этого прибора им удалось поддерживать в собаке жизнь на протяжении девяноста минут^[27] – это был первый случай, когда подобного результата удалось добиться за пределами СССР.

Кольф и его коллеги из Кливленда обозначили вектор, показали, в каком направлении следует работать, и вскоре разработкой искусственного сердца занялись ученые по всему миру. Так, исследователи из Токио создали сердце с гидравлическим приводом, которое поддерживало в собаках жизнь до пяти часов, а ученым из Аргентины удалось увеличить этот показатель до тринадцати часов. Поначалу не было какого-то единого представления о внешнем виде или принципе работы искусственного сердца. Кто-то пытался копировать желудочки настоящего сердца, используя сдавливаемые жидкостью или газом пластиковые мешочки. В одной оригинальной модели использовался маятник, в ходе своих колебаний поочередно сжимающий левое и правое предсердия. В другой был позаимствован насос, применяемый в аппарате искусственного кровообращения, – кровь проталкивалась по пластиковой трубке с помощью установленных на вращающемся колесе роликов.

Выбор источника питания тоже был очень важен. В состоянии покоя сердце среднестатистического человека перекачивает порядка 7200 литров крови ежедневно. Стало ясно, что для того, чтобы перемещать столь большие объемы жидкости, потребуется значительное количество энергии. Очевидным было также и то, что ни один из существующих источников электропитания в организме не поместится, поэтому без внешнего питания не обойтись. В качестве одного из вариантов рассматривали имплантируемый в грудную полость электромотор, подсоединенный к внешним аккумуляторам с помощью пропущенных через кожу проводов. В других прототипах использовался пневматический или гидравлический привод: подвижные части искусственного сердца приводились в движение сжатым маслом, водой или газом, которые закачивались в грудную клетку через трубки из внешнего модуля.