Идея искусственного кровообращения продолжала жить и развиваться благодаря дальнейшим исследованиям работы внутренних органов, проведенным в конце девятнадцатого века. Ученые хотели изучить работу почек и печени вне человеческого тела, для чего им нужно было обеспечить перфузию (непрерывное поступление) насыщенной кислородом крови. В 1868 году два немецких исследователя, Людвиг и Шмидт, поместили кровь в наполненный кислородом воздушный шар и хорошенько его потрясли, после чего принялись пропускать кровь через изолированные органы. Им удалось продемонстрировать, что перфузируемая печень продолжает выделять желчь, а легкие — углекислый газ. Усовершенствованный способ насыщения крови кислородом открыл в Страсбурге в 1882 году Вольдемар фон Шредер — он пропускал кислород через венозную кровь. В результате кровь меняла свой окрас на ярко-красный, однако из-за пузырьков возникало большое количество пены, что делало ее непригодной для использования, — данная проблема оставалась нерешенной вплоть до 1950-х годов.
У другого устройства, сконструированного в 1885 году австрийскими исследователями Максом фон Фрейем и Максом Грубером, есть все основания называться первым в мире полностью функционирующим аппаратом искусственного кровообращения — даже несмотря на то, что он так никогда и не применялся на живом существе. Этот прибор перекачивал кровь через наполненный кислородом наклоненный стеклянный цилиндр, который постоянно вращался и расплескивал кровь по выстилающей его внутреннюю поверхность тонкой пленке, чтобы увеличить площадь контакта. Из нижней части цилиндра выходила уже насыщенная кислородом кровь, которая затем закачивалась в исследуемый объект. Фон Фрей и Грубер не планировали использовать свое устройство для поддержания жизнедеятельности подопытных животных. Вместо этого они успешно применяли его для перфузии почек и задних ног предварительно умерщвленных собак. Конструкция их аппарата была крайне простой — и невероятно схожей по принципу работы с той машиной, которую Джон Гиббон изобретет только полвека спустя. На рубеже двадцатого века было сконструировано еще несколько оксигенаторов. Большинство из них работало по тому же принципу, что у Фрейя и Губера, либо по методу Шредера, однако один, изобретенный американским физиологом Дональдом Хукером (дядей голливудской звезды Кэтрин Хепбёрн), отличался от остальных — чтобы увеличить площадь поверхности, контакта крови с кислородом, в нем использовался плоский вращающийся диск. Последователи Хукера в будущем позаимствовали эту идею.
Когда в 1933 году Гиббон начал разрабатывать собственный аппарат искусственного кровообращения, он не имел ни малейшего представления, что один российский ученый уже десять лет работал в этом же направлении. Сергей Сергеевич Брюхоненко заинтересовался вопросом искусственного кровообращения после того, как в Первую мировую поработал военным врачом. Много солдат умерло на его глазах от повреждений внутренних органов — раненых невозможно было прооперировать, поскольку потребовалось бы остановить кровообращение. Он начал свои исследования в 1923 году и два года спустя разработал устройство, названное им «Автожектор». Оно состояло из двух механических насосов, имитировавших работу сердца, однако в первой версии аппарата не было искусственного оксигенатора — вместо этого Брюхоненко использовал легкие убитой собаки. Они помещались в лоток и крепились к мехам для стимуляции дыхательной деятельности. Проходившая через них кровь собиралась и использовалась для перфузии живой собаки.
Брюхоненко использовал свой аппарат для проведения ряда впечатляющих и одновременно жутковатых экспериментов. Восемнадцатого сентября 1925 года он устроил демонстрацию перед коллегами — его автожектор перекачивал насыщенную кислородом кровь через отрезанную голову собаки, которая реагировала на внешние раздражители и, казалось, осознавала, что происходит вокруг нее
[17]. Исследование получило широкую огласку и стало сенсацией. Некоторые предположили даже, что данная технология может неограниченное время поддерживать жизнь и в человеке. Драматург Джордж Бернард Шоу заявил: «Меня так и подмывает попросить, чтобы мне отрезали голову, и тогда я смог бы диктовать свои пьесы и книги, несмотря ни на какую болезнь, не отвлекаясь на необходимость одеваться и раздеваться, принимать пищу и вообще делать что-либо еще, кроме как выдавать театральные и литературные шедевры».
Первого ноября 1926 года Брюхоненко первому в мире удалось добиться полного экстракорпорального кровообращения. Он прикрепил автожектор к магистральным кровеносным сосудам собаки и остановил ее сердце. Следующие два часа аппарат выполнял функции собачьего сердца и легких, поддерживая в животном жизнь, пока внезапное кровоизлияние не положило конец этому эксперименту (а также жизни несчастной собаки). В отчете об этой операции Брюхоненко предположил, что в будущем автожектор может быть использован «для проведения определенных операций на остановленном сердце», — это было почти пророческое предсказание. К концу 1930-х годов российский ученый заменил донорские легкие пузырьковым оксигенатором, однако его планам опробовать новый аппарат на человеке помешала война, с началом которой исследования пришлось прекратить. В своих экспериментах Брюхоненко использовал новый, недавно открытый, препарат под названием «сурамин». Он был задуман как средство для предотвращения свертывания крови, но оказался не особо эффективным. Джону Гиббону повезло больше — у него был доступ к альтернативному препарату — гепарину, который был намного лучше и тоже только-только появился на рынке.
Один из хирургов, с которым я разговаривал, когда писал эту книгу, сказал, что гепарин — настоящее открытие, которое сделало реальными операции на сердце. Вместе с тем обстоятельства этого важного достижения были странным образом сильно недооценены, и человек, разработавший препарат, умер в безвестности. В 1915 году Джей Маклин поступил в медицинскую школу Джона Хопкинса в Балтиморе. В свои двадцать четыре он был старше большинства первокурсников. Ему на долю выпало не самое простое детство: отец его погиб, когда мальчику было всего четыре года, потом дом его семьи был разрушен пожаром, случившимся в Сан-Франциско после землетрясения 1906 года. После того как его отчим отказался оплачивать его обучение в медицинской школе, Маклин несколько лет работал на золотых рудниках и нефтяных вышках, чтобы иметь возможность получить образование. Он был настолько решительно настроен и так хотел стать врачом, что преодолел более шести тысяч километров, разделяющие Калифорнию и Балтимор, и явился в институт Джона Хопкинса, несмотря на то, что однажды уже получил там отказ. Декан был очень впечатлен его упорством и смог все-таки найти для него место. Продолжая поддерживать имидж своевольного молодого человека, Маклин объявил, что весь первый год обучения собирается заниматься лабораторными исследованиями, вместо того чтобы проходить стандартную учебную программу. Так он начал работать в лаборатории доктора Уильяма Ховелла, мирового авторитета в области свертывания крови.
Ховелл занимался изучением вещества кефалина, извлекаемого из головного мозга, которое, как он полагал, участвует в процессе свертывания крови. Он поставил перед Маклином задачу определить компоненты смеси для этого лекарственного препарата и, по возможности, ее усовершенствовать. Маклин полагал, что это вещество может содержаться в более высоких концентрациях в других органах, поэтому подготовил также образцы, добытые из сердца и печени. Ему было любопытно, как долго длится эффект от данного вещества, так что продолжил тестировать образцы в течение нескольких недель после их подготовки. К его удивлению, через какое-то время извлеченное из печени вещество стало не способствовать свертыванию крови, а, наоборот, ему препятствовать. Убедившись, что никакой ошибки допущено не было, он сообщил Ховеллу, что открыл мощный антикоагулянт. Его начальник воспринял эту новость скептически, и тогда Маклин просто показал ему, что он обнаружил: взяв пробирку с кошачьей кровью, он добавил в нее небольшое количество этого вещества. «Я поставил ее на лабораторный столик доктора Ховелла, — писал Маклин 40 лет спустя, — и попросил его сообщить мне, когда она свернется. Она до сих пор так и не свернулась».
