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.
Дебейки не нужна была помощь, чтобы изготовить первый имплантат из дакрона: мама научила его швейному делу, когда он был маленьким мальчиком, и уже к десяти годам он сам себе шил рубашки. Одолжив у жены швейную машинку, он вырезал из ткани прямоугольники и сшил вместе их длинные стороны, чтобы получился цилиндр. После успешных экспериментов на животных, второго сентября 1954 года он пересадил первый из этих самодельных артериальных протезов человеку. У пациента была крупная аневризма брюшной аорты, расположенная в месте разветвления артерии на две части. Дебейки изготовил Y-образный имплантат, которым заменил нижнюю часть аорты, а также верхние участки обоих отходивших от нее сосудов. Пациент прожил после операции еще десять лет.
Применение дакрона стало серьезным шагом вперед. Ни один из других протестированных материалов не мог с ним сравниться: протезы из орлона через несколько месяцев после пересадки теряли форму, а нейлон внутри организма попросту разрушался. У искусственных сосудов из тефлона, который применялся в качестве антипригарного покрытия для сковородок, оказалось одно важное преимущество: их внутренние стенки были настолько гладкими, что значительно замедляли развитие атеросклероза – процесс образования внутри сосудов холестериновых бляшек. Но, к сожалению, в то же время это полезное свойство не давало формироваться внутри протеза новой ткани. У дакрона же не было таких недостатков: новый слой клеток эндотелия быстро появлялся на внутренней пористой поверхности ткани, так что кровь никак не страдала от контакта с синтетическим материалом. Вместе с тем самые первые сосудистые трансплантаты из дакрона не были идеальными: так как сделаны они были вручную, то с одной стороны, где соединялись два края материи, у них проходил шов – он-то и был слабым местом. Приблизительно шесть литров крови проходит через аорту ежеминутно, так что протез должен был быть максимально прочным, чтобы сдержать этот нескончаемый поток, текущий под огромным давлением. Одним из первых пациентов, кому вживили такой протез, был Артур Ханиш, приехавший из Калифорнии, чтобы избавиться от большой аневризмы брюшной аорты. Ханиш был состоятельным человеком, президентом одной из крупнейших фармацевтических компаний, и после лечения он ожидал получить счет как минимум на десять тысяч долларов. Он не учел, однако, что подход Дебейки к взиманию платы за свои услуги был весьма причудливым. Хирург систематически отказывался брать деньги с учителей и других врачей, а состоятельным пациентам вместо оплаты медицинских расходов предлагал сделать пожертвование в пользу проводимых в больнице исследований. Данная стратегия регулярно приносила свои дивиденды, и Ханиш повел себя как и все: впечатленный таким подходом к деньгам, за следующие несколько лет он выписал чеки на общую сумму в несколько сотен тысяч долларов, тем самым заплатив во много раз больше, чем стоило его лечение.
Ханиш оказывал не только финансовую поддержку. Когда Дебейки объяснил ему недостаток тканевых имплантатов, фармацевтический магнат сообщил ему, что он еще и главный акционер носочной фабрики в Пенсильвании. Благодаря его связям Дебейки познакомился с Томом Эдманом, молодым ученым, создавшим на деньги Ханиша трикотажную машину нового типа. Она производила бесшовные, как носки, трубки из дакрона, из которых можно было создавать сосудистые протезы разных размеров. Их можно было делать даже по индивидуальному заказу в соответствии с потребностями пациента: если аневризма затрагивала место соединения аорты с почечными артериями, то можно было изготовить протез с разветвлениями, в точности соответствующий анатомии сосудов, которые он должен собой заменить.
Американская медицинская ассоциация учредила комитет для изучения различных типов тканевых сосудистых имплантатов, и в ходе проведенного в 1955 году масштабного исследования был сделан вывод, что протезы из дакрона – самый оптимальный из всех имеющихся вариантов. Начиная с 1957 года Дебейки, Кули и их коллеги активно применяли такие протезы и уже к следующему году пересадили их 737 пациентам, назвав полученные ими результаты очень хорошими. Технология продолжала совершенствоваться. Кули обнаружил, что если перед трансплантацией пропитать протезы кровью пациента, а затем нагреть их в автоклаве, то кровь сворачивалась в порах материала, запечатывая их и предотвращая кровопотери. В последующие годы эта методика была усовершенствована, и имплантат стали пропитывать бычьим коллагеном, плотным протеином, из которого состоит большая часть соединительных тканей у животных.
Изначально сосудистые имплантаты из дакрона применялись для лечения аневризм брюшной аорты, кровоток в которой можно было остановить на достаточно долгое время, чтобы успеть заменить пораженный участок сосуда. Операции на грудной аорте, расположенной в непосредственной близости от сердца, были куда более сложной задачей: эта часть сосуда снабжала кровью мозг, которого нельзя было лишать ее доступа больше чем на минуту-другую. Один из изобретательных способов преодоления этой проблемы заключался в том, чтобы прикрепить сосудистый имплантат в виде шунта в обход пораженного участка аорты. После того, как кровь поступала в шунт, сегмент аорты вместе с аневризмой вырезался, благодаря чему кровоснабжение не прерывалось ни на минуту. Но такой способ был очень трудоемким и сложным с технической точки зрения. Только после появления аппаратов искусственного кровообращения в середине 1950-х годов хирурги смогли смело вырезать и заменять целые сегменты грудной аорты. Эти приборы на время проведения операции брали на себя функции сердца и легких пациента, насыщая кровь кислородом и закачивая ее через сонные артерии в мозг, пока врачи приводили в порядок поврежденную болезнью аорту. За какие-то пару лет Дебейки и Кули преуспели в оперативном лечении аневризм на всех участках грудной аорты, тем самым доказав, что с любой аневризмой этого главного в человеческом организме кровеносного сосуда можно разобраться.
