Мысль о возможности «сохранить в живом состоянии любую часть человеческого организма» c помощью перфузии ее сосудистого русла высказал в 1812 г. французский физиолог J. LeGallois. В дальнейшем предпринимались неоднократные попытки создания аппаратов для замены функции сердца и легких в физиологическом эксперименте как с механической (M. Frey, M. Gruber, 1885), так и с биологической (за счет легких животных) оксигенацией крови (C. Jacoby, 1895) [1]. C точки зрения эффективности насыщения кислородом и сохранности крови, циркулирующей вне организма, предпочтение отдавалось биологическим методикам, что было реализовано в создании в конце XIX — начале ХХ века серии так называемых сердечно-легочных препаратов или комплексов как отечественными (И.П. Павлов, Н.Я. Чистович, 1883; А.А. Кулябко, 1902; и др.), так и зарубежными (O. Langendorf, 1895; E. Starling, 1912; и др.) учеными [2, 3].

Не случайно создавший в 1924 г. свой первый аппарат искусственного кровообращения («Автожектор», «СБ-1») С.С. Брюхоненко (рис. 1)

Параллельно работам, проводимым в СССР, в 1937 г. J. Gibbon из Джефферсонского университета в Филадельфии (штат Пенсильвания, США) сконструировал сердечный насос с механическими легкими для экстракорпоральной оксигенации крови. В 1946—1947 гг. этот аппарат стали производить серийно, а в 1953 г. J. Gibbon провел первую успешную операцию по поводу дефекта межпредсердной перегородки (ДМПП) в условиях ИК своим аппаратом «сердце — легкие» с механической оксигенацией крови^​2​᠎. По аналогичному принципу были созданы все последующие зарубежные и отечественные модели, примененные в 50—60-х годах XX века в хирургии открытого сердца (аппараты Gibbon, De Wall—Lillehey, Kirklin, Björk, Crafoord — Senning, Konstantini, Dogliotti, Melrose, АИК-57, Н.М. Амосова, Ф.В. Баллюзека, А.Н. Ситало, АИК-60, АИК-63, АИК-5М и др.), а механическая оксигенация крови стала «золотым стандартом» в клинической перфузиологии [7, 8].

Несмотря на успешное применение машин «сердце—легкие», работы по биологической оксигенации крови в экстракорпоральных системах не прекращались. В 1950-х годах было опубликовано много экспериментальных данных об успешном поддержании жизни при использовании гомологичного легкого (W. Potts, 1951, 1952; W. Hiker, 1951; H. Fisher, 1952; S. Wesolowski, 1952; W. Mustard, 1952, 1955). Ряд исследователей предпринимали попытки обхода правого желудочка (W. Sewell, W. Glenn, 1950; Leeds, 1951) или бивентрикулярного обхода (S. Wesolowski, Welch, 1951, 1952; F. Dodrill, 1952; и др.) с использованием легких оперируемого больного для аутооксигенации, однако эти методики не нашли применения, а донорские гомолегкие с той же целью были использованы в клинике всего 7 раз (G. Campbell, N. Guasp, E. Brown, 1956). В качестве отрицательного эффекта данной технологии исследователи отмечали проблемы получения свежего и здорового легкого, сложности сохранения донорского органа и ухудшение его работы при длительной перфузии с последующим развитием отека [9].

Таким образом, на протяжении 50—60-х годов XX века изучение биологической ауто- или гомооксигенации крови при операциях на сердце не выходило за пределы экспериментальных лабораторий с публикацией единичных случаев клинического применения методики (Y. Blanco, 1958; C. Baily, 1958; J. Wada, 1960; А.А. Писаревский, 1964). Одним из ученых, кто после серии экспериментов на животных в конце 60-х годов одним из первых в СССР применил биологическую оксигенацию крови в клинике, был Ярослав Петрович Кулик (1928—2007) из Благовещенска-на-Амуре (рис. 3).

Проблемой ИК с биологической оксигенацией крови в эксперименте Я.П. Кулик занялся еще в Смоленске, где он — выпускник Смоленского медицинского института, заведовал отделением грудной хирургии Областной клинической больницы [10]. Изучив метод перфузии в условиях аутооксигенации крови на большом количестве теплокровных животных и кадаверном материале (100 собак, 35 трупов), он доказал возможность выключения левой половины сердца из кровообращения при операциях на митральном клапане и межпредсердной перегородке. В диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, которую Я.П. Кулик защитил в 1965 г., он пришел к выводу, что левое легкое способно обеспечить полноценный газообмен в течение 30—60 мин (рис. 4).

Поскольку первые аппараты ИК были несовершенными, а искусственные легкие для их заполнения требовали больших объемов донорской крови, мысли Я.П. Кулика постоянно возвращались к идее «биологизации» перфузии с применением малых объемов донорской крови с минимальной травматизацией ее форменных элементов и идеальным газообменом. Исследования этой проблемы он продолжил в Благовещенске-на-Амуре, где в ноябре 1966 г. провел первые в истории амурского здравоохранения операции на сердце по закрытым методикам, а в январе 1967 г., приняв приглашение ректора, проф. М.К. Надгериева, возглавил кафедру общей хирургии Благовещенского медицинского института (БГМИ) [12].

В здании бывшей молоканской церкви3 (рис. 5)

Предложенный благовещенской группой метод перфузии заключался в аутооксигенации крови с сохранением естественного кровотока. В отличие от традиционных способов канюляции с использованием не менее двух канюль, новый метод циркуляции крови подразумевал извлечение крови из левого желудочка сердца и нагнетание ее в аорту через одно отверстие в верхушке сердца без нарушения целостности стенок магистральных сосудов4 с использованием специальной двухпросветной канюли конструкции Я.П. Кулика (1968)5 (рис. 6, 7).

Кроме того, исследование показало, что данный метод является эффективным способом параллельного кровообращения для разгрузки сердца при лечении острых состояний, таких как травматический и геморрагический шок, острый инфаркт миокарда, острая левожелудочковая недостаточность различного генеза. Быстрое подключение экстракорпоральной системы к сосудистому руслу, шунтирование левого желудочка сердца с целью вспомогательного кровообращения при реанимации в течение 1—2 ч позволяло восстановить гемодинамику и жизненные функции организма с последующим выживанием теплокровных животных. Применение двухпросветной канюли позволило сократить протяженность экстракорпоральной системы и уменьшить ее емкость до 250—500 см^​3​᠎, что дало возможность исследователям полностью отказаться от донорской крови [14—16].

За относительно короткий период времени группа Я.П. Кулика добилась значительных успехов. Уже в августе 1967 г. о первых достижениях в разработке нового метода оттока и возврата крови Я.П. Кулик доложил на VI Международной кардиохирургической конференции в Братиславе (ЧССР). Доклад получил высокую оценку участников конференции, автору был вручен специальный «приз» — редкий в те годы сердечно-сосудистый иглодержатель с алмазным напылением на его рабочих частях и «золотыми» кольцами рукояток [17].

Но благовещенские хирурги не остановились на достигнутом. Следующим этапом их исследований стала разработка в эксперименте техники операций с использованием донорского легкого, взятого от другого животного, в качестве биологического оксигенатора. Однако исследователи вновь оказались перед множеством проблем (забор, стерилизация и сохранение гомологичных легких, техника их соединения с системой кровообращения другого организма и др.). При проведении 130 экспериментов на животных (собаки) был обоснован наиболее рациональный хирургический доступ к сердцу (чрездвухплевральный с рассечением грудины по Е.Н. Мешалкину), разработаны методики забора сердечно-легкого препарата, отмывки легкого, сохранения и подключения его к экстракорпоральной системе и др. [18].

Промывку кровеносной системы донорских легких исследователи осуществляли в специальном устройстве6, позволяющем поддерживать постоянное давление в легочном стволе, непульсирующий поток промывающей жидкости и ее постоянную температуру, полностью исключить дополнительное инфицирование перфузата при условии сохранения стерильности легочного препарата и одновременной промывки трех донорских легких (рис. 8).

Параллельно этим исследованиям шла работа по созданию оригинального АИК, что в то время было обычным делом: многие первые модели аппаратов создавали сами хирурги. Идею Я.П. Кулика реализовал инженер-изобретатель В.В. Мошконов, а его опытную модель изготовили на Благовещенской судоверфи. В отличие от традиционных конструкций аппарат Кулика—Мошконова имел малые габариты и небольшой объем магистралей, заполняемых донорской кровью, за счет того, что боковые стенки приемного резервуара являлись стенками теплообменника по принципу «рубашки» (сосуд в сосуде), а днище резервуара было выполнено в виде стенки рабочей камеры мембранного насоса8 (рис. 10).

Через полгода, а в общей сложности спустя 2 года исследований и проведения более 300 экспериментов, группа Я.П. Кулика была готова к проведению операций на сердце в клинике. Это подтвердила комиссия в составе ректора БГМИ П.Я. Григорьева, профессоров Г.Я. Иоссета, И.С. Полищука и Л.Н. Козлова, главного хирурга областного отдела здравоохранения И.И. Кощера [20, 21]. Для оценки нового метода и выполнения первой операции на «сухом» сердце с применением аппарата Кулика—Мошконова была приглашена авторитетная комиссия из Москвы в составе: директора Института трансплантации и искусственных органов АМН СССР, член-корр. АМН Г.М. Соловьева, зав. отделениями этого института О.Л. Егорова, А.М. Мещерякова и Г.Г. Родзевила; научных сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института хирургической аппаратуры и инструментов (ВНИИХАиИ): главного конструктора Б.С. Боброва и канд. мед. наук Н.А. Супера [22]. После успешной демонстрации эксперимента в условиях лаборатории обладавшая такими полномочиями комиссия разрешила провести операцию в клинике.

Донорские легкие в качестве оксигенатора были применены у 4 больных при коррекции врожденных пороков сердца. Первую в Благовещенске-на-Амуре операцию на открытом сердце 24 июля 1969 г. провели Г.М. Соловьев и Я.П. Кулик. Пациентка Галина Б., 18 лет, страдала ДМПП. Оксигенация легкими собаки продолжалась 7 мин при скорости кровотока 3,5 л/мин. В ее протоколе отмечено, что при резком повышении скорости перфузии до 4,8 л/мин развился отек легких, с которым удалось справиться. После этого операция была успешно завершена под умеренной гипотермией. В послеоперационном периоде осложнений у пациентки не наблюдалось. Больная была выписана из клиники и впоследствии дважды испытала радость материнства. Выступая перед журналистами после операции, профессор Г.М. Соловьев высоко оценил способности группы Я.П. Кулика, сказав, что «подготовку к операциям [на сердце] с ИК надо считать законченной, [и] что теперь в Благовещенске можно открывать центр сердечной хирургии» [19, 23].

В феврале 1970 г. на базе Благовещенской областной больницы по инициативе и при непосредственном участии Я.П. Кулика была открыта первая на Дальнем Востоке лаборатория искусственного кровообращения. Лаборатория была оснащена современным для того времени диагностическим и лечебным оборудованием, в том числе отечественным АИК — «ИСЛ-4» («Красногвардеец») [24]. В августе 1970 г. Я.П. Кулик с сотрудниками прооперировали сразу трех детей с врожденными пороками сердца 6, 12 и 13 лет. Время биологической оксигенации крови при перфузии составило от 4 до 9 мин. Две операции при ДМПП и операция при подклапанном стенозе легочного ствола в сочетании с дефектом межжелудочковой перегородки прошли успешно. Осложнений в послеоперационном периоде не было [19].

В ноябре 1970 г. в Ленинграде с трибуны Всесоюзного симпозиума по проблеме экстракорпорального кровообращения ученые из ВНИИХАиИ сообщили о разработке вариантов контейнеров для поддержания жизнедеятельности изолированных донорских легких, используемых в качестве биологических оксигенаторов, уточнили методику их «отмывки» от крови донора и сохранения органа для эффективного газообмена [25].

Таким образом, за пятилетний период масштабных экспериментальных исследований (1967—1972) группа Я.П. Кулика провела более 500 опытов, исследуя проблему искусственного кровообращения с биологической оксигенацией крови с разных сторон. За этот период были разработаны, апробированы и внедрены в клиническую практику 16 оригинальных технических решений в области сердечной хирургии и ИК, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения [26]. Помимо уже упомянутых, перечислим еще несколько: зажим для фиксации канюль в кровеносных сосудах (А.с. СССР № 311624, 1968), устройство для улавливания газовых пузырей в системе экстракорпорального кровообращения (А.с. СССР № 251770, 1968), демпфер перфузионно-пульсовой волны экстракорпоральной системы кровообращения (А.с. СССР № 291711, 1969), канюля для шунтирования желудочка сердца (А.с. СССР № 326960, 1970), способ промывки и перфузии изолированных легких животных в системе искусственного кровообращения (А.с. СССР № 354863, 1971).

Внедрение ИК в Амурской области оказало существенное влияние на дальнейшее развитие кардиохирургической помощи населению. В отделении грудной хирургии, открытом на базе Областной клинической больницы, стали регулярно проводиться операции по поводу сложных врожденных и приобретенных пороков сердца с использованием ИК (применялись аппараты ИСЛ-4, РП-64, ДС-5, аппарат Кулика—Мошконова и др.). Были подготовлены 6 хирургов, оперирующих на органах грудной клетки, сердце и магистральных сосудах, перфузиолог и кардиолог. Шесть врачей (М.В. Судаков, Б.Х. Балицкий, А.Г. Юрченко, Г.С. Кулик, А.И. Миронюк и В.И. Шишлов) защитили кандидатские диссертации, а Я.П. Кулик⁹ стал доктором медицинских наук (1973) [27].

В 1974 г. по предложению Совета Министров РСФСР на основании решения Коллегии Госкомитета СССР по науке и технике10 приказом Министерства здравоохранения РСФСР от 24 июня 1974 г.^​11​᠎ в БГМИ была организована Проблемная научно-исследовательская лаборатория вспомогательного кровообращения с клиникой на 60 коек^​12​᠎, которую возглавил проф. Я.П. Кулик¹³ [28]. Одним из направлений научно-практической работы лаборатории стало изучение в эксперименте и в клинике биологических свойств донорских легких, взятых от животных, при лечении больных с сердечно-сосудистой и сердечно-легочной недостаточностью, гнойной инфекцией.

Таким образом, в 1967—1971 гг. в Благовещенске-на-Амуре канд. мед. наук Я.П. Куликом и сотрудниками экспериментальной лаборатории БГМИ впервые в Амурском регионе была поставлена и решена в эксперименте и клинике проблема операций на сердце в условиях искусственного кровообращения с ауто-гомооксигенацией крови. Возможно, впервые в СССР были проведены успешные операции на сердце в клинике с использованием легких животных. Для решения проблемы было поставлено более 500 экспериментов, проведено 300 операций на животных и 4 у больных, получено 16 патентов на изобретения, защищены 1 докторская и 6 кандидатских диссертаций.

В последующем накопленный опыт был положен в основу разработки методов регионарной и общей гипертермической перфузии с донорскими легкими при лечении больных с острым и хроническим гематогенным остеомиелитом, посттравматическими инфекционными процессами, сепсисом, облитерирующими заболеваниями нижних конечностей.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: i.pchelina@mail.cardiokhv.ru;