Раздел 1. Введение

1.1. История развития экстракорпоральной мембранной оксигенации

История метода экстракорпорального кровообращения насчитывает более 200 лет. Первые идеи «сохранить в живом состоянии любую часть человеческого организма» c помощью перфузии ее сосудистого русла высказал в 1812 г. французский физиолог J. LeGallois (1770–1814). В дальнейшем проводились опыты по созданию аппаратов для замещения функций сердца и легких в физиологическом эксперименте, как с механической (Frey M., Gruber M., 1885), так и с биологической (за счет легких животных) оксигенацией крови (Jacoby C., 1895) [1, 5, 10].

В конце XIX–начале ХХ в. отечественными (Павлов И.П., Чистович Н.Я., 1883; Кулябко А.А., 1902; и др.) и зарубежными (Langendorf O., 1895; Starling E., 1912; и др.) учеными предпринимались неоднократные попытки разработать так называемые сердечно-легочные препараты или комплексы [9–11].

Российские ученые были одними из пионеров, кто задумался о возможности оксигенации крови человека для медицинских целей [8–10]. Сергей Сергеевич Брюхоненко (1890–1960) (рис. 1.1) в 1924 г. реализовал эту идею в прототипе аппарата искусственного кровообращения — автожекторе, позволившем проводить опыты с изолированной перфузией головы собаки.

Автожектор Брюхоненко (рис. 1.2) был сконструирован по схеме сердца теплокровных животных, состоял из двух частей — физиологической и механической. К физиологической части относились элементы аппарата, которые непосредственно соприкасались с кровью: оксигенатор (искусственные легкие — обеспечивавшие кровь свежим кислородом, одновременно удаляя из организма углекислоту) и артериальный насос, исполнявший роль искусственного сердца и осуществлявший автоматическую циркуляцию крови по двум замкнутым системам (кругам кровообращения), что было его важным отличием от ранее созданных аппаратов искусственного кровообращения, предназначенных для опытов с изолированными органами [9–11].

Важные задачи, требовавшие решения при разработке метода искусственного кровообращения, — профилактика свертывания крови в автожекторе и ее оксигенация. Сначала С.С. Брюхоненко применял известные ранее методы — циркулировавшая в аппарате кровь смешивалась с раствором натрия цитрата, а оксигенировалась пропусканием через нее пузырьков кислорода. Однако натрия цитрат был токсичен в больших дозах, а прямое окисление крови кислородом годилось только для ее малых объемов. Как писал С.С. Брюхоненко, в результате проведенной работы «… удалось выработать конструкцию аппарата …, с помощью которого осуществляется полный замкнутый круг кровообращения с достаточно мощным током крови (до 2,5 л и более), в системе которого давление поддерживается на желаемом уровне совершенно автоматично во всех частях прибора и при всяком режиме кровообращения. Кроме того, осуществляется достаточный газообмен (изолированные легкие), автоматическая теплорегуляция крови, и отсутствуют части, способствующие механической „травме“ крови — поршневые и ротационные насосы» [9–11].

Работы в лаборатории С.С. Брюхоненко по совершенствованию автожектора продолжались, и в 1928 г. С.И. Чечулин модернизировал его для проведения общего искусственного кровообращения. В 1937 г. В.Д. Янковский сконструировал искусственные легкие, на которые в 1942 г. им было получено авторское свидетельство на изобретение [9–11].

Важнейшим этапом в истории метода искусственного кровообращения стали исследования отечественного хирурга Н.Н. Теребинского (1880–1959), который впервые в 1930 г. с помощью автожектора в эксперименте доказал возможность успешного устранения сложных пороков сердца под контролем зрения [9–11].

Первое удачное применение экстракорпорального кровообращения у человека было в 1953 г. — Джон Гиббон (John Heysham Gibbon 1903–1973) выполнил первую в мире успешную операцию по закрытию дефекта межпредсердной перегородки (оксигенатор состоял из 14–20 проволочных сетчатых экранов в пластиковом контейнере) [1, 4, 5].

Значимый вклад в разработку и развитие технологии ЭКМО внесли T. Kolobow и R. Bowman в 1963 г., когда впервые была применена микропористая силиконовая мембрана в оксигенаторе для разделения газовой и кровяной фаз, что привело к принципиальному изменению длительности применения экстракорпоральной поддержки [1, 4, 5].

В 1965 г. W.J. Rashkind с коллегами первыми предпринимали попытки использовать пузырьковый оксигенатор в качестве поддержки у новорожденных с прогрессирующей дыхательной недостаточностью. В 1969 г. W. Dorson с коллегами впервые применили мембранный оксигенатор для искусственного кровообращения у детей. В 1975 г. R. Bartlett с коллегами впервые успешно применили ЭКМО у новорожденной с тяжелым респираторным дистресс-синдромом, вызванным аспирацией мекония [1, 4, 5].

В 1971 г. J.D. Hill первым успешно применил ЭКМО у взрослого — пациента 24 лет с тяжелой мотоциклетной сочетанной (голова, грудная клетка, конечности) травмой. На четвертые сутки, в связи с развитием критической дыхательной недостаточности, была инициирована веноартериальная (ВА) ЭКМО с периферическим подключением и объемной скоростью перфузии 3,0–3,6 л/мин. Длительность процедуры составила 75 ч. В результате лечения пациент поправился и был выписан [1, 4, 5, 8].

Первое многоцентровое исследование эффективности ЭКМО-терапии у пациентов с тяжелой дыхательной недостаточностью было проведено группой исследователей, возглавляемой W.M. Zapol, в 1974–1977 гг. [1, 4, 7]. В исследовании участвовали 90 пациентов [42 — (артериально-венозная) АВ ЭКМО, 48 — традиционная терапия]. Выживаемость в группах составила 9,5% и 8,3% соответственно. Анализ результатов показал, что причинами высокой летальности стали [7]: