КОГДА НАДО ЛЕЧИТЬ И СПАСАТЬ

ОТ РЕЗИНОВОЙ СПРИНЦОВКИ ДО РЕЗИНОВОГО СЕРДЦА

Прижавшись к окошку больницы, 
Смотрю я, как бодро шагают 
Разные люди...

Исикава Такубоку. Прижавшись к окошку больницы

В начале нашего века ученым удалось расшифровать надпись на одной из египетских гробниц, относящуюся к 28 в. до н. э. Она интересна тем, что указывает на существование в то время книг по медицине. Надписи более поздних времен (3000 - 2500 гг. до н. э.) сообщили даже имена врачей. Некий Ири, например, был не только главным лейб-медиком, но и окулистом, придворным врачом по желудочно-кишечным заболеваниям («знатоком внутренних жидкостей») и носителем необычного звания «хранителя седалища фараона». «Все болезни происходят от излишков в пище»,- утверждали врачи Древнего Египта и советовали каждые три дня принимать рвотное или промывать кишечник. Именно они изобрели клизму, конструкция которой без существенных изменений дошла до наших дней. С появлением в Европе каучука она стала резиновой. И когда говорят об использовании резины в медицине, в первую очередь вспоминают это незатейливое приспособление. Но у резины есть и многие другие области применения в медицине - от простейших гигиенических устройств до сложных конструкций искусственных органов.

Что можно придумать по конструкции проще резиновой грелки? И тем не менее ее много раз модернизировали, но в большинстве случаев усовершенствования не носили принципиального характера - ей придавали повышенную стойкость к горячей воде, улучшали конструкцию пробки. И только в XX в. стали серьезно думать о том, как сделать ее приятной для тела. Действительно, ведь грелку прикладывают именно к болезненным местам. Инженеры из ГДР изменили форму поверхности грелки, придав ей ребристость. Наполненная кипятком, такая грелка с высокими ребрами согревает, но не доставляет больному неприятных ощущений.

Кровоостанавливающий резиновый бинт или жгут тоже прост. В нем удачно реализуется такое свойство резины, как эластичность. Но если у человека повреждена одна рука, то в одиночку наложить его практически невозможно. Тогда бинт снабдили рядом кнопок. Затянуть жгут посильнее - значит застегнуть еще один ряд кнопок. Теперь бинт может наложить сам пострадавший, что важно в экстремальных ситуациях.

Мы рассмотрели случаи, когда усовершенствуются медицинские приспособления, сделанные из резины, но и с помощью самой резины можно усовершенствовать различные предметы медицинского назначения. Подкожные способы иммунизации, а попросту говоря, уколы неприятны даже взрослым, а для ребенка это целое испытание. Состояние маленьких пациентов, ожидающих прививки, очень точно подметил С. Михалков в одном из стихотворений:

На прививку. Первый класс! 
Вы слыхали? Это нас!.. 
Почему я встал у стенки?
У меня... дрожат коленки...

Но дело не ограничивается только страхом, в ряде случаев подкожные впрыскивания вызывают болезненную реакцию всего организма. Как сделать прививку безобидной? С помощью резины. Если на руку ребенка надеть ярко раскрашенный, приятный на вид и на ощупь браслет, то это не вызовет у него никаких неприятных эмоций. В то же время этот браслет не простой, а лечебный. Его внутренняя часть, сделанная из пористой резины, пропитана раствором, применяемым для обычных прививок. Несколько дней ребенок носит этот браслет, раствор проникает через поры кожи - прививка сделана.

Кому доводилось носить тяжелый и неудобный гипс, знает, какие мучения он доставляет пострадавшему. Сейчас ему на смену приходит гипс синтетический, эластомерный. Погруженная в теплую воду специальная резина размягчается и плотно охватывает поврежденную руку или ногу, а в холодной воде твердеет. В отличие от обычного гипса эластомерный прозрачен для рентгеновских лучей, и проконтролировать правильное срастание кости можно в любой момент.

Известно, какую важную роль в лечении играет массаж различных органов тела. Казахский институт физкультуры предложил удачное устройство, массирующее ноги пациента. Основа конструкции - настил из эластичных емкостей прямоугольной формы, заполненных вязкой массой. Сверху емкость покрыта оболочкой из резины. Если на такую конструкцию наступить босой ногой, оболочка растянется и нога погрузится в массу, на кровеносные сосуды при этом будет действовать повышенное давление и они будут сжиматься. После освобождения ноги кровеносные сосуды вновь расширятся. Если оснастить такими емкостями дорогу из раздевалки в душевые, никакого специального массажа уже не потребуется. Свойства настила можно легко регулировать, меняя эластичность вязкой массы или оболочки. Такой настил целесообразно использовать для лечения различных заболеваний - артритов, плоскостопия и т. п. Удобны дорожки и в качестве тренажеров для создания физических нагрузок на ноги, в особенности на след стопы. Сами дорожки гигиеничны, их можно сделать красивыми, окрасив в различные цвета, а стоят они совсем недорого.

Применяется резина и в средствах индивидуального массажа. Для предотвращения возникновения венозных узлов на ногах, а также для их лечения используют специальные манжеты. Они эластичные. Небольшой насос подает внутрь сжатый воздух, причем давление периодически меняется. Благодаря этому манжеты берут на себя функции мышцы и таким образом способствуют циркуляции крови. Хоть массаж процедура и приятная, но тратить время на него совсем не хочется. Как совместить массаж с привычными, выполняемыми человеком функциями? Для этого, например, создана специальная резиновая обувь. Вы наступаете на стельку, заставляя при этом перемещаться воздух между двумя слоями эластичной оболочки, которая и массирует ногу при каждом очередном шаге.

Способов массажа много. Например, старинный японский метод массажа заключается в слабых прикосновениях кончиками пальцев. Так стимулируют специфические точки на теле, оттого эффект бывает весьма значительным. В таком массаже нуждаются многие больные, а умеющих это делать правильно не так уж много даже в Японии. Тогда стали выпускать массажные столы. На него ложится человек. Сверху стол обтянут мягким пластиком, под которым движутся окленнные резиной ролики разных размеров и форм. Поверхность эластичных резиновых роликов выполнена в виде шишечек и узелков. Эластичная и упругая резина хорошо имитирует прикосновение пальцев при массаже.

Иногда с помощью массажа можно помочь людям, находящимся в состоянии сильного шока или страдающих низким кровяным давлением. Человек надевает пневматический корсет и под действием давления кровь направляется к сердцу, легким и мозгу так, что последствия кровоизлияний и закупорки кровесносных сосудов смягчаются. В истории медицины есть немало случаев, когда с помощью пневматических устройств удавалось длительное время заставлять функционировать тот или иной пораженный орган человека. В начале 40-х гг. медики США рассказали о женщине, разбитой параличом после родов. К ней прикрепили резиновое легкое, сделанное из прозрачного синтетического материала, позволяющего наблюдать за движением грудной клетки пациентки. Края прозрачной покрышки прижимались к телу с помощью пористой резины, не пропускающей воздух. Такое легкое действует на грудную клетку, позволяя больному нормально дышать путем чередующихся разрежений и сжатий воздуха. В те годы применение подобных устройств было новинкой, но скоро подобные легкие были модернизированы и нашли применение в медицине.

В условиях повышенного избыточного давления газов в барокамере врачи спасли жизнь и вернули здоровье тысячам пациентов. Удачную конструкцию такой барокамеры разработали советские инженеры. Она легко складывается, а потом растягивается как гармошка. Необходимый внутренний объем образуется прорезиненной тканью. Весит такая камера 60 кг, она снабжается системой подачи кислорода, пультом управления и переговорным устройством. Время автономной работы камеры - 1,5 ч. Этого вполне достаточно, чтобы помочь пострадавшему еще по дороге в операционный зал гипербарической оксигенации. Такая камера может оказаться незаменимой в случае тяжелых ожогов, ишемической болезни сердца, отравления угарным газом и химикатами, перитонитов, черепно-мозговых травм и др.

Антуан Лавуазье, Жан Байи, Бенджамин Франклин, Жан Гильотен - таков состав комиссии, собравшейся за несколько лет до Великой французской революции по приказу короля, чтобы проверить лечебные методы Ф. Месмера. В их основе лежала идея «животного магнетизма». Согласно ей вся Вселенная и, следовательно, все живые существа наполнены «магнетическим флюидом», который управляет здоровьем человека. Когда плавное течение флюида в организме нарушается и появляются завихрения - человек заболевает. Для лечения нужно вернуть течение флюида в нормальное состояние, приложив к тем или иным частям тела магниты. Месмер слишком переоценивал свой метод лечения, а впоследствии и вообще перестал применять магниты, пытаясь достичь желаемых результатов, воздействуя на больных своим собственным «животным магнетизмом». Вокруг его опытов появилось немало нелепых толков.

Достаточно вспомнить один из рассказов-ужасов Эдгара По, где врачу с помощью месмеризации в течение долгого времени удавалось задержать естественную смерть человека. Комиссия впала в другую крайность - не признала целебных свойств магнитов вообще.

А тем не менее они известны давно. Это понятно, если учесть, что жизнь на нашей планете зародилась в магнитном поле и за миллионы лет существования приспособилась к нему. Каким образом только не лечили с помощью магнитов! На них настаивали воду, толкли в порошок, прикладывали к открытым ранам. Еще в древности с их помощью снимали головную и зубную боль, лечили желудочные заболевания. В общем, эффект от воздействия магнитного поля на биологические объекты несомненно существует, но у обычного магнита два полюса, а если воздействовать большим числом полюсов, то эффект будет выше.

Сейчас созданы эластичные магнитоносители. В них порошкообразные ферромагнитные наполнители смешивают со связующим веществом - каучуком в определенной пропорции, а затем прессуют заготовки самых различных размеров и форм. Потом полученный полуфабрикат намагничивают в специальном индукторе, который записывает на его поверхности любые магнитные параметры. Таким образом получается магнитоноситель. В настоящее время имеются магнитофоры площадью всего 250 мм2, на которых располагается 1000 микрополюсов. Благодаря эластичности, которая обеспечивается использованием эластомера в качестве связки, из таких магнитофоров можно создавать лечебные повязки для рук и ног, головы, из них можно шить одежду, способную защитить человека от радиации и электромагнитных бурь. Магнитофоры успешно применяют для ускорения заживления ран и переломов костей - процессы восстановления протекают на 3,0% быстрее. Активизируется лечение гипертонической болезни - снижается артериальное давление, улучшается общее самочувствие больных. Наконец, магнитофоры использовали и при лечении больных с ожогами разных степеней (площадью ожога до 20%). Срок заживления сокращается на 6 - 10 дней.

Наверное, нет человека, который бы на себе не испытал всю болезненность самого даже маленького ожога. А если ожог посерьезнее? С помощью специальной резиновой надувной кровати можно облегчить страдания больных, получивших тяжелые ожоги. Такая кровать состоит из ряда независимых воздушных подушек. Давление в них подбирается так, чтобы площадь поддержки больного была максимальной. Однако при термическом поражении двух третей поверхности тела человек, как правило, не выживает. Поэтому во всем мире разрабатывают искусственную кожу, которая служит быстрейшему восстановлению кожного покрова на месте ожога. И такие заменители в принципе созданы, с их помощью удается в ряде случаев спасать жизнь людям, когда надежд на выздоровление практически не существует. Например, в Массачусетском госпитале (США) удалось спасти рабочего, у которого в катастрофе, случившейся на аэрозольной фабрике, сгорело 80% кожи. За четыре дня врачи сделали шесть операций, длившихся в общей сложности целые сутки. Пересаживали как человеческую, так и искусственную кожу (такой кожи было пересажено 0,75 м2). Что же это за кожа? Она состоит из двух слоев: внешнего из силиконовой резины и внутреннего - из переработанного коллагена коровьей шкуры и веществ, содержащихся в акульих хрящах. После пересадки каучуково-акулья кожа становится частью организма больного. Каучуковый слой предохраняет раны от инфекций и вскоре сам отторгается или удаляется врачом, а коллагеновый слой после прорастания натуральной кожи рассасывается.

Кожа, в состав которой входит силиконовый каучук,- это уже искусственная часть человеческого тела. Этот материал, хорошо совмещающийся с тканями организма, входит в состав и других искусственных органов.

В наши дни в лечении таких массовых заболеваний глаз, как катаракта, близорукость, дальнозоркость, глаукома, достигнуты большие успехи, и в первую очередь благодаря микрохирургии глаза. Одна из самых распространенных в мире операций - вживление искусственного хрусталика. Сейчас в распоряжении хирургов-офтальмологов находится около 300 конструкций хрусталиков, среди которых наиболее перспективными являются так называемые заднекамерные линзы. Совсем недавно их делали только из органического стекла. Но физико-химические свойства этого материала не позволяют сделать из него невесомый, мягкий и долговечный искусственный хрусталик. И еще одно свойство желательно - эластичность. Тогда линзу можно свернуть в трубочку, ее можно ввести через очень маленький разрез, а значит, меньше травмируется глаз при операции. Всем этим требованиям отвечают силиконы - биологически инертные кремнийорганические соединения. До настоящего времени эти материалы использовались для создания кровеносных сосудов и в косметологии. И вот сейчас они нашли новую область применения. Операции с такими линзами начал проводить Московский институт микрохирургии глаза. Зрение у большинства больных после операции восстанавливается уже в первые дни, а послеоперационный период протекает без осложнений, которые возникали при вживлении твердых хрусталиков из пластмассы. Кроме того, силиконы долговечнее пластмасс, это открывает возможность кор-регировать с помощью этих линз зрение у детей. Возникают и новые идеи в совершенствовании операции, например, изготавливать внутриглазные линзы из жидкого силикона, которые будут впрыскиваться шприцем в хрусталиковую капсулу и там полимеризоваться, сохраняя эластичность.

Силиконовые эластомеры дают оптимистические прогнозы и на создание искусственных мышц. Их назначение - исцелять людей, страдающих от мускульной дистрофии, атрофии и других подобных заболеваний. Искусственный мускул можно использовать в любой паре противостоящих мускулов тела, включая глазные. Его действие подобно действию обычной резиновой ленты. Если человек может выпрямить руку, но не может ее согнуть, синтетическая мышца должна вернуть ее в первоначальное положение. Один из вариантов такой мышцы представляет собой трубку из кремнийорганического эластомера, заключенную в другую трубку из лавсана. Лавсан играет роль искусственного сухожилия.

В XX в. заболевания сердца стали бичом человечества. Четвертая часть взрослого населения планеты страдает такими заболеваниями, как инфаркт миокарда, коронарная недостаточность, нарушение ритма сердечной деятельности, и др. Понятно, что создание искусственного сердца имеет исключительно важное значение.

Более 350 лет прошло с тех пор как В. Гарвей открыл механизм движения крови в организме, доказав, что сердце - это насос. Давно родилась и идея искусственного кровообращения. В 1812 г. французский физиолог Легуллуа высказал мысль о том, что человека можно оживить, если пропустить по его сосудам живую кровь или заменяющую ее жидкость. Позже Броун-Секар проделал опыт с головой собаки, отделенной от туловища. Он впрыскивал в нее большим шприцем кровь и через несколько минут наблюдал движение мускулов. Проводились опыты даже с головой человека: француз Лаборд тайком привез домой голову казненного на гильотине и присоединил к артериям собаки. В начале XX в. русскому ученому А. Кулябко удалось оживить голову стерляди, используя соляной раствор. Но главным теоретиком и конструктором искусственного сердца по праву можно назвать русского советского врача С. Брюхоненко. Первые удачные опыты с искусственным сердцем он начал проводить после первой мировой войны в клинике, разместившейся в здании Лефортовского госпиталя.

Что же представляло собой первое искусственное сердце? Это были обычные резиновые трубки, а сами опыты выглядели весьма и весьма странно. Вот как описывали их очевидцы: «Через массивные ступени наверх на второй этаж, а потом на первый бегал длинноногий доктор. Из окна второго этажа вдоль стены опускалась резиновая трубка, которая закруглялась в окно нижней лаборатории, где лежали трупы. «Двухэтажная» резиновая артерия подключалась к сосудам умершего. Давление физиологического раствора создавалось за счет высоты». Первое искусственное сердце, подключенное к голове собаки, заработало в 1924 г., а в 1935 г. на Международном конгрессе физиологов в Ленинграде С. Брюхоненко одержал крупную победу. Голова собаки жила, отталкивала языком вату, смоченную в кислоте, и проглатывала кусочки сыра. Но это был лишь первый успех. До создания вживляемого в организм искусственного сердца было еще далеко - слишком сложной оказалась проблема. Решить ее уже другим ученым помогли полимеры.

Сердце совершает около 40 млн. сокращений в год, перекачивая в течение жизни человека столько крови, что ее, как подсчитали специалисты, хватило бы для наполнения канала длиной 5 км, причем такой ширины и глубины, чтобы по нему пустить большой речной теплоход. Значит, материал, из которого могут быть сделаны элементы сердца, должен обладать большой прочностью и динамической выносливостью при знакопеременных нагрузках (не знать усталости). Он не должен изменять свои физико-химические свойства, находясь в постоянном контакте с такими агрессивными средами, как кровь и ткани организма, не должен обладать канцерогенными свойствами и разрушать ткани, зато должен быть химически и биологически инертным, т. е. не вступать в реакцию с окружающей средой и не выделять в нее вредные вещества. Такой материал нашли не сразу.

Решающую роль в работе сердца играют клапаны. Раскрываясь и пропустив кровь, они должны плотно закрываться. Если клапаны не герметичны или не полностью раскрываются, сердце не справляется со своими функциями. Были попытки пересаживать человеку клапаны от животных (телят, свиней), но они оставались чужими, и как правило, отторгались организмом. Специалистам снова помогли силиконовые эластомеры - они безразличны к чужим телам, и хотя остаются в организме только имитацией (пока человечество не научилось создавать живые ткани), эти материалы спасут (и уже спасли) жизнь многим людям.

В хирургии конструкции, изготовленные из небиологического материала, которые вводят в организм для выполнения каких-либо функций в течение длительного времени, называют имплантатами. Такими имплантатами являются искусственные мышцы, сердечные клапаны и многое другое. Вершиной развития имплантируемых средств считается создание искусственного вживляемого сердца. В нем несколько резиновых элементов - мембраны из силиконовой резины и эластичные магниты. Эластичные мембраны использовали в конструкции сердца достаточно давно, вначале в их центре был вмонтирован керамический элемент из феррита бария. Он воздействовал на магнито-управляемые герметизированные контакты, размещенные в корпусе и сигнализирующие об окончании заполнения и опорожнения рабочей камеры кровью. Но такие конструкции были ненадежны - очень сложно закрепить керамический магнит на мебране, работающей в циклическом режиме длительное время. Кроме того, такое сердце имело большие габариты и вес из-за наличия специальных устройств для крепления магнитов. Эластичные магниты на эластомерной основе устранили эти недостатки. Их просто привулкани-зовывают к центру силиконовых мембран.

При создании резиновых искусственных органов человек не забыл и о меньших наших братьях - животных. Уже созданы искусственные протезы для собак, коров, лошадей. Вот еще один пример. Пятидесятилетняя морская черепаха, которой врачи дали имя Леки, стала первой в мире обладательницей искусственных ласт. Она лишилась ног-ласт при нападении гигантской акулы. Черепаху, истекающую кровью, выловили рыбаки и доставили в один из флоридских океанариумов. Сначала ей оказали неотложную помощь, а потом, когда опасность для жизни миновала, специалисты восстановили ей конечности. Из специальной резины сделали полутораметровые ласты-протезы и прикрепили к животному в ходе сложной операции. Вскоре черепаха привыкла не только к новым ластам, но и к своим спасителям.