Хирургия уже знает тысячи операций, когда жизнь человеку возвращает этот искусственный клапан сердца.
Химики нашли биологически и химически инертные материалы, отвечающие сложнейшим требованиям человеческого организма. Клапан сделан из нержавеющей стали, политетрафторэтилена и силиконового каучука.
На снимке вы видите аортальный клапан. Его вшивают в сердце человека на место пораженных естественных клапанов и он выполняет их работу — позволяет крови идти только в одном направлении. Хирурги не считают этот клапан совершенным и вместе с химиками ищут новые пути, чтобы улучшить его. Но многие спасенные человеческие жизни — уже громадное достижение медиков и химиков.
Современная хирургия ставит своей задачей исправление нарушенных функций органов и систем человеческого организма. В ряде случаев она не только исправляет пораженные органы, но и заменяет их новыми. При конструировании этих искусственных органов, систем и аппаратов — сердца, легких, почек, сосудов совершенно особое значение приобретают полимеры, синтезированные нашими химиками.
Замещение пораженных органов и тканей материалами из неживой природы имеет многовековую историю. Еще в древние времена врачи пытались применять протезы из золота, слоновой кости, стекла и даже скорлупы кокосового ореха при закрывании дефектов черепа.
Часто при этом успехи сменялись разочарованием. Дело в том, что большинство аллопластических материалов (материалов неживой природы) обладает многими отрицательными свойствами, прежде всего — биологической и химической активностью. Это вызывает нежелательные реакции в виде аллергии, различного рода интоксикаций и нередко вредно воздействует на больного. Вот почему и до сих пор не прекращаются активные поиски безвредных для организма аллопластических материалов.
Пожалуй, больше других аллопластических материалов этим требованиям отвечают синтетические полимеры.
На современном уровне развития химии создание искусственных полимеров, по своим свойствам аналогичных естественным, является вполне осуществимой задачей. Такие синтетические полимеры удачно имитируют строение молекул естественных .полимеров — белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др.
Исхода операции, которую делали хирурги из Института хирургии имени А. В. Вишневского, все ждали с нетерпением. Эксперимент был действительно необычным и смелым: часть мышцы матки коровы была заменена полимерной заплатой. Теленок, которого вы видите на снимке, родился у одной из оперированных коров. Эксперимент окончился победой.
В лаборатории полимеров Института хирургии имели А. В. Вишневского продолжаются поиски. Быть может, этот трехлепестковый искусственный клапан сердца, который вы видите в глазке испытательного аппарата, поможет решить многие сложные вопросы… Он в точности имитирует форму естественного клапана, выдерживает при испытании необходимые нагрузки. Химики ищут нужный материал для его изготовления. Требования очень высоки, ведь они диктуются строжайшим режимом работы нашего сердца.
Возможно, именно это сходство в строении молекул является основой успеха применения искусственных полимеров для пластики.
Однако несмотря на пространственное и структурное сходство между естественными и искусственными полимерами, у них еще есть весьма значительные различия. Эти различия проявляются прежде всего в том, что искусственные полимеры в организме могут разрушаться, но в отличие от лживых тканей не могут воссоздаваться…
Применение полимеров в хирургии неуклонно следовало за успехами химии. Так, синтез полиметилметакрилата дал возможность использовать органическое стекло для пластики дефектов черепа, а также при различных ортопедических операциях на костях и суставах. Пластика мягких тканей стала возможной после синтеза полиамидных и полиэфирных смол (капрона, лавсана, тефлона). Огромное значение имеют полимеры для пластики кровеносных сосудов.
Часто причиной ранней смерти человека служит заболевание сердечно-сосудистой системы.
За скупыми словами хирурга: «лавсановая сетка для аллопластики мягкой ткани» — скрыты долгие годы поисков и сотни опытов. При сложнейших операциях, когда удаляется часть мышечной стенки пищевода или возмещается дефект передней брюшной стенки диафрагмы, эта лавсановая сетка послужит надежной заплатой на оперированном органе.
Эти искусственные кровеносные сосуды сделаны на трикотажной фабрике из лавсана. Опытные руки хирурга заменят этим протезом пораженный участок артерии и возвратят человеку жизнь и здоровье.
Одно из самых страшных таких заболеваний — склеротические изменения артерий. При атеросклерозе просветы в этих .важнейших для жизни человека кровекосных сосудах сужаются, часто приводя к омертвлению всего органа.
И вот в настоящее время мы, хирурги, получили возможность заменять сосуды, в которых нарушился кровоток, протезой из искусственных полимеров.
Такие сосуды делаются из лавсана и фторлона. Над их созданием работали коллективы медиков и химиков, руководимые А. Н. Филатовым, В. М. Ситеико, 3. А. Роговииым, а также работники трикотажной и шелковой промышленности.
Когда синтетический сосуд сшивают с сосудами организма и по нему начинает идти кровь, на внутренней стенке протеза вырастают такие же клетки, как в нормальном сосуде, а снаружи он обрастает рубцом — таким же, как рубец после любой хирургической операции.
Следующая область, где применяются полимеры, — операции на сердце. Существуют такие врожденные сердечные пороки, при которых межпредсердная и межжелудочковая перегородки имеют дефекты, и кровь венозная и артериальная смешиваются. Мы пробовали зашивать отверстие, но швы скоро прорезались. Теперь мы накладываем «заплатку» из полимеров, и исход операций нас радует…
Очень интересная область, правда, еще мало исследованная, — это искусственные клапаны сердца. При ревматических процессах или врожденных пороках клапаны в сердце могут быть сильно изменены или даже вообще отсутствуют. Терапевты здесь бессильны.
Была предложена операция с использованием искусственного клапана. В мировой литературе уже описано несколько тысяч операций на сердце с применением таких клапанов. На «сухом» сердце при искусственном кровообращении вырезаются испорченные клапаны и на их место вшивают искусственный, из полимеров, Правда, применяемые искусственные клапаны еще требуют усовершенствования.
Сердце и сосуды — далеко не все области хирургии, где применяются полимеры.
В Институте хирургии имени А. В. Вишневского совместно с Технологическим институтом мясо-молочной промышленности разработана операция замещения дефектов мышечной стенки матки. В этом исследовании принимал участие большой коллектив научных работников — хирургов, гинекологов, ветеринаров (профессора Ш. А. Кумсиев, Л. С. Персианинов, И, Я. Тихонин, научные сотрудники Ю. Г. Шапошников, Т. Т Даурова).
У женщины, чаще всего молодой и нерожавшей, может образоваться большая фиброма матки. Для того чтобы выяснить, может ли женщина после оперативного удаления фиброматозного узла матки с последующей пластикой полимерным материалом иметь детей, мы выполнили ряд экспериментов. Опыты были поставлены на двух коровах — беременной и не беременной. После иссечения участка мышечной стенки матки обеим коровам на мышцу матки были наложены «заплатки» из тефлона. Беременная корова отелилась здоровым теленком. Впоследствии еще три такие коровы принесли здоровых телят.
Еще один пример можно привести пока еще условно. Это — бесшовное соединение тканей, склеивание. Для склеивания тканей химики предложили нам клей циакрин. Но пока ткани, подвергшиеся склеиванию, остаются малоэластичными. И нам, медикам и химикам, тем не менее ясно, что бесшовное соединение тканей — это одна из центральных проблем в современной хирургии.
Или еще пример. При некоторых болезнях для работы сердца необходим электрический стимулятор, импульсы которого обязывают сердце сокращаться в определенном ритме. Раньше этот приборчик человек носил снаружи. Представляете, сколько волнений это доставляло человеку: ведь прибор, от которого зависела его жизнь, мог потеряться! А теперь химики создали надежную и безвредную для организма оболочку, в которую мы и вшиваем этот прибор, помещаемый под грудной железой. Через три года, когда прибор потребуется заменить, — достаточно будет сделать лишь маленький разрез.
Крайне необходимо и весьма перспективно использование полимеров в качестве кровезаменителей. Уже сейчас в клинической практике нашли широкое применение кровезаменители из синтетических полимеров — такие, как поливиниловый спирт, поливинилпирролидон. Но эти кровезаменители, возмещая объем потерянной крови, могут лишь поддерживать артериальное давление в кровеносном русле. Задача будущего — синтез таких синтетических кровезаменителей из полимеров. которые служили бы переносчиками кислорода.
В настоящее время трудно себе представить какую-нибудь хирургическую операцию, при которой не использовались бы полимеры. Химия внесла в медицину новые возможности и позволила намного расширить границы ее представлений.
Полимеры, которые я привел, показывают, насколько важны для нас исследования полимеров, ведущиеся химиками.
А. А. ВИШНЕВСКИЙ