Мысль о возможности исцеления больных и оживления умерших восходит к глубокой древности. С древнейших времен человек мечтал о создании способов заживления ран. Эти мечты воплощались в сказаниях и легендах о «живой воде», обладающей чудесным свойством избавлять человека от увечий и повреждений. Отражение этих легенд и сказаний встречается в древнейших письменных и археологических памятниках.
Однако наши предки не ограничивались мечтами, слаганием легенд и надеждами на чудеса. Еще до нашей эры человек, располагавший только примитивнейшими хирургическими инструментами, отважно и умело вступал в бой с многочисленными болезнями, травмами и т. п.
В Сараматском погребении (Донская область, III в. до н. э.) и в погребениях, относящихся к эпохе мезолита (приблизительно 10 тыс. лет тому назад), были найдены трепанированные черепа с полным и частичным заживлением.
Папирус Эберса сообщает, что у египтян имелся целый набор хирургических инструментов; египетские врачи умели делать кровопускание, ампутации конечностей, операции катаракты и др. В древней Индии блестяще делались пластические операции, был разработан метод вскрытия брюшной полости.
По свидетельству рукописей в Индии, около 3 тыс. лет тому назад существовала каста жрецов, которые с помощью кожи лба или щеки искусно восстанавливали нос.
В эпоху Римской империи, а затем в период средневековья хирургия практически пришла в упадок. И только в XIX в., когда были найдены средства борьбы с инфекцией, был открыт наркоз, родилась подлинная хирургия.
Сотни лет упорного и кропотливого труда многих ученых лежали на пути к осуществлению операций по исправлению искаженной поверхности тела, восстановлению формы и функций отдельных его частей и воссозданию утраченных органов. В результате возникла специальная область медицины: восстановительная, или пластическая, хирургия.
Успехи такого рода операций во многом зависели от используемых материалов, включая и соединительный, так называемый шовный материал. Для соединения мягких тканей использовались оленьи жилы, конский волос, сухожилия из крысиных хвостов, нити из кровеносных сосудов быков, кишки мелкого рогатого скота и кошек, натуральный шелк и т. д.
Идея замены естественных кровеносных сосудов искусственными также возникла давно. Было известно, что кровь, соприкасаясь с инородными телами, обычно свертывается. На несмачивающейся жирной поверхности и при соприкосновении со смолистыми веществами - березовой смолой, янтарем, парафином - кровь не свертывается, однако хрупкость и непрочность этих материалов исключила возможность их использования в качестве протезов сосудов. Для изготовления искусственных кровеносных сосудов было перепробовано множество различных материалов - глина, слоновая кость, платиновые, золотые, серебряные, алюминиевые и другие парафинированные трубки и даже куриные кости. Но только около двухсот лет тому назад было осуществлено первое хирургическое восстановление поврежденной артерии.
Начало XX в. и особенно последние два десятилетия характеризуются интенсивным развитием научных исследований в области восстановительной хирургии и трансплантации (пересадки) органов и тканей.
Поиски методов оперативного лечения врожденных и приобретенных пороков живого организма шли по двум направлениям. Первое - использование биологических материалов (гомопластика). Практическая реализация этого метода представляет значительные трудности из-за несовместимости тканей, сложности получения и хранения биологических материалов и т. д. Второе - восстановление внутренних органов с помощью различных искусственных синтетических материалов (аллопластика).
Рассмотрим некоторые общие вопросы, связанные с проблемой трансплантации органов и тканей. Для успешной пересадки, помимо решения клинических проблем, проблемы консервации тканей и органов и т. п., необходимо решить самую сложную проблему трансплантации - преодолеть барьер тканевой несовместимости, т. е. предупредить и устранить реакцию отторжения чужой ткани или органа. Редкость совпадения трансплантационных антигенов* у людей чрезвычайно усложняет выбор потенциальных доноров.
* Антигены в иммунологии - вещества, непосредственное введение которых в организм вызывает специфическую иммунологическую реакцию.
Для развития этого направления, очевидно, потребуется создание специальных международных объединений, а также решение правовых и морально-этических проблем. В принципе возможны следующие пути предупреждения тканевой несовместимости:
1) перестройка организма реципиента*, чтобы он не реагировал на пересаженные ткань, орган, т. е. воспитание телерантности **, иными словами, подавление защитного иммунитета;
* Реципиент - человек, которому пересаживают ткань или переливают кровь от донора.
** Телерантность - терпимость, состояние переносимости чужой ткани.
*** Гомоткани - ткани живых организмов, имеющие сходные происхождение и строение.
2) подбор донора, антигенные свойства тканей которого идентичны антигенным свойствам тканей реципиента;
3) изменение антигенных свойств пересаживаемой ткани, так чтобы они были идентичны свойствам ткани реципиента (модификация донорской ткани). Этот путь малоизученный и, вероятно, наименее перспективный.
Но может быть иной путь - путь продления и сохранения функциональных свойств органов и ткани с помощью материалов, лишенных жизни - аллотрансплантация. Таким образом, возникает задача создания искусственных органов человека.
Развитие химии высокомолекулярных соединений и получение в промышленных масштабах различных синтетических волокон и материалов позволяет рассматривать поставленную задачу весьма конкретно. Имеющийся уже опыт использования синтетических волокон в хирургии дает возможность рассчитывать на значительный успех этого направления. Весьма перспективным является также комбинирование полимеров с биологическими материалами, консервированными гомотканями * * *. Правда, в настоящее время невозможно пока окончательно определить наиболее целесообразный способ восстановления функций тех или иных органов, но совершенно ясно, что аллотрансплантация в хирургической практике будет приобретать все большее значение. Очевидно, наиболее правильным явится комплексное развитие этих направлений и разумное сочетание искусственных органов и гомотрансплантации.
Известно, что всякая неживая ткань является инородным телом для организма и вызывает с его стороны отрицательные реакции.
С помощью современных методов химической модификации полимеров удалось создать биологически нейтральные и биологически активные волокна: антимикробные, кровоостанавливающие, обезболивающие и другие, которые «сживаются» с тканями организма, могут их замещать и направленно воздействовать на окружающую микрофлору. Комплекс таких свойств синтетических волокон, получаемых из полимеров, объясняется, очевидно, сродством их строения со строением тканей живого организма.*
* В самом деле, большие молекулы - молекулы-гиганты являются основой жизни: наши мышцы, кожа, волосы, сухожилия, стенки артерий созданы из волокнистых, фибриллярных (от лат. fibrilla - волоконце) белков (фибриллярным белком является также основной компонент натурального шелка - фиброин); стебли растений, кора деревьев - не что иное, как длинные, плотно уложенные молекулы полисахарида целлюлозы. Основная особенность молекул биологического происхождения - индивидуальность, которая не присуща низкомолекулярным веществам. Ощущения живого существа - фактически ощущения взаимодействующих молекул.
Это сходство молекулярного строения современных полимеров и органических, белковых, элементов тканей организма определили перспективу применения текстильных изделий из синтетических нитей для восстановления анатомических форм, полноценного функционирования органов и физиологических систем организма.
Работы по созданию лечебно-профилактических и хирургических изделий, материалов, а также исследование их свойств производились на основе требований, предъявляемых к ним медициной. Для каждого конкретного заболевания или случая аллопластики рекомендуются изделия вполне определенных параметров.
В процессе проектирования изделий и материалов приходится решать ряд сложных многофакторных задач, связанных с оптимальным использованием свойств текстильных материалов, выбором эффективных технологических процессов, применением наиболее рационального оборудования и разработкой методов и приборов для контроля качества текстильных изделий медицинского назначения.
Комплекс вопросов и задач, возникающих при создании изделий для медицины, чрезвычайно многообразен и сложен. Нередко возникают неожиданные организационные и технологические проблемы. Очевидно, сказывается молодость данного направления, неустановившаяся организационно-экспериментальная форма исследований, недостаточность практического опыта и т. д. Естественно, что успешное развитие всех задач невозможно без тесного сотрудничества ученых различных специальностей и без понимания инженерами и химиками биологических и медицинских задач, а медиками - возникающих технических, химических и физико-химических проблем. Нет сомнений, что творческое содружество врачей, инженеров и химиков позволит сохранить и продлить жизнь больным при заболеваниях, совсем недавно считавшихся неизлечимыми.