Страница 11 из 18
В первой половине ХХ века использовались компрессионные сапоги, которые позволяли предотвратить образование тромбов у пациентов: они надевались на ноги и начинали то надуваться, то сдуваться.
Он пару раз попробовал осуществить свою задумку еще до Второй мировой войны, но безуспешно. В то время еще не существовало мембраны, которая пропустила бы молекулы определенного размера, но была бы непроницаема для более крупных молекул, включая клетки крови и важные белки. Кроме того, кровь, перемещенная в контейнер для фильтрации через подобную мембрану, неизменно сворачивалась. Колф понял, что преодолеет оба этих препятствия, потому что… любил сосиски. Сосиски обернуты целлофаном – искусственной пищевой пленкой, сделанной из регенерированной целлюлозы, которая позволяет им сохранять форму и не впитывать посторонние запахи. Колф знал, что целлофан уже применялся в качестве фильтра для очищения фруктового сока. Он и несколько его коллег предположили, что если дать крови соприкоснуться с целлофановой мембраной большой площади поверхности, а по другую сторону мембраны налить жидкость без мочевины (и без тех белков и электролитов, которые он хотел бы удалить), то получится очистить (диализировать) кровь. Он взял у себя достаточно крови, чтобы наполнить упаковку от сосиски, и смешал ее с таким количеством мочевины, которое, по его предположениям, встречается у пациентов с нефункционирующими почками. Затем перелил кровь в целлофановую упаковку и поместил ее на дощечку, плавающую в ванне с водой. Он прикрепил к дощечке маленький мотор, чтобы она раскачивалась и позволяла крови плескаться. Так кровь больше контактировала с целлофановой мембраной. Через пять минут Колф взял образец крови и, к своему удивлению, обнаружил, что практически вся мочевина переместилась в ванну с жидкостью! Так был изобретен диализ.
Однако некоторые трудности все же оставались: требовалась достаточная площадь поверхности для контакта крови с целлофаном, нужно было предотвратить сворачивание крови во время фильтрации, выяснить, как направить кровь пациента в систему фильтрации и обратно, и, разумеется, определить, сколько крови забирать, чтобы не убить больного.
Нацисты вторглись в Голландию 10 мая 1940 года, и голландская армия была разгромлена меньше чем за неделю. Колф, презиравший политику нацистов, не мог с этим смириться. У него было множество друзей-евреев, и он стал свидетелем их депортации, убийств и, как ни печально, самоубийств. Тяжелее всего ему было пережить смерть своего начальника и наставника Леонарда Полака Дэниэлса. Он был одним из немногих уважаемых врачей, веривших в медицинские изобретения Колфа. После того как немцы вторглись в Голландию и завоевали ее, Дэниэлс убил себя, чтобы не быть схваченным армией Гитлера. Человек, заменивший его в крупной университетской больнице Гронингена, был ярым сторонником Гитлера, из-за чего Колф в июле 1941 года перешел в маленькую больницу в Кампене. Как оказалось, переезд дал Колфу возможность и дальше разрабатывать свои идеи, не находясь под пристальными взглядами.
Ради создания аппарата диализа Виллем Колф взял у себя достаточно крови, чтобы наполнить упаковку от сосиски, и смешал ее с количеством мочевины, которое, по его предположениям, встречается у пациентов с нефункционирующими почками.
Приехав в Кампен, Колф преследовал две основные цели. Во-первых, он хотел излечить как можно больше пациентов, включая пациентов с почечной недостаточностью. Во-вторых, он стремился спасти от немцев максимальное количество людей. Чтобы защитить от депортации подозреваемых участников движения Сопротивления, он делал им поддельные справки и нанимал на работу тех, против кого велись расследования. Колфа вовлекли в план убийства главы нацистской полиции (он должен был вести машину во время бегства), и он даже согласился (хотя в результате необходимость в этом отпала) расчленить и ликвидировать тело еврейской женщины, умершей, пока друзья прятали ее от нацистов. Он также прописывал людям лекарство, от которого кожа желтела, чтобы нацисты решили, что у них желтуха, и освободили от работы в лагерях.
Колф все же нашел время, чтобы построить первый аппарат диализа. После успеха эксперимента, в котором он использовал собственную кровь, Колф задумался, как увеличить площадь соприкосновения крови с целлофаном и сделать так, чтобы кровь покидала тело пациента, проходила через целлофан и снова возвращалась в пациента. В 1942 году он, казалось, нашел ответы на свои вопросы. Однажды рано утром он отправился на эмалевую фабрику Хендрика Берка, где совместно с Берком и И. С. ван Дижком, инженером Берка, придумал план аппарата.
Во время войны Виллем Колф прописывал людям лекарство, от которого кожа желтела, чтобы нацисты решили, что у них желтуха, и освободили от работы в лагерях.
Аппарат оказался очень простым. Кровь поступала из пациента в центральную ось, расположенную внутри большого цилиндра. У оси было множество спиц, соединенных с целлофановой трубой. Эта труба, длинная и тонкая, спиралями оборачивала большой цилиндр. Цилиндр был горизонтально подвешен в диализате[44] и прикреплен к мотору, позволявшему ему вращаться. При каждом обороте кровь, подчиняясь силе притяжения, перетекала в целлофан, который по мере вращения цилиндра погружался в диализат. Токсины и электролиты проходили через проницаемую мембрану и попадали в ванну с диализатом, изготовленным из низких концентраций хлорида натрия, бикарбоната натрия и хлорида калия, смешанных с большим количеством проточной воды. Колф постоянно следил за содержанием электролитов и мочевины в крови пациента и менял состав ванны в зависимости от того, насколько быстро хотел восстановить равновесие. В итоге он добавил в диализат еще и глюкозу, чтобы способствовать выведению воды из крови пациента, а также предотвратить нарушение баланса электролитов. Хотя Колф всегда называл диализ простым процессом, на деле он довольно сложен, и постоянное внимание во время процедуры играло не меньшую роль в конечном успехе его аппаратов, чем любая инновация. Именно закрытая цепь позволяла крови покидать тело пациента, проходить через вращающиеся петли целлофана, подвергаясь действию диализата, а затем возвращаться обратно в пациента.
Первый аппарат диализа был построен. Теперь Колфу оставалось лишь проверить его эффективность. Он сразу же направился к пациентам и выбрал тех, кому грозила неминуемая смерть без какого-либо вмешательства. Его первая попытка не стала звездной. Он испробовал аппарат на пожилом еврейском пациенте, который был настолько болен, что немцы даже не отправили его в концлагерь вместе с семьей. У Колфа возникли проблемы с извлечением крови из хрупких артерий мужчины, и в итоге ему удалось получить всего лишь 50 миллилитров. Затем порвался целлофан, из-за чего ванна вспенилась и покраснела, а пол в итоге оказался залит. Второй пациент был гораздо более удачным кандидатом – 28-летняя женщина, до недавнего времени здоровая, у которой внезапно развилась почечная недостаточность, сопровождаемая повышенным кровяным давлением, спутанностью сознания, потерей зрения и учащенным сердцебиением. Концентрация мочевины в ее крови была невероятно высока. По мнению Колфа, ее почки могли бы восстановиться, если бы кровь очищалась в течение нескольких дней. Во время первой процедуры он взял пол-литра крови из артерии на запястье, пропустил ее через аппарат и вернул в организм через иглу, вставленную в вену на руке. Женщина пришла в сознание и, казалось, чувствовала себя лучше. Колф наблюдал за ней в течение суток, не заметил ухудшений и решил повторить процедуру диализа. К тому времени он разработал систему шкивов[45], которая опускала части аппарата, позволяя крови поступать в машину, а затем возвращаться в пациента. В общей сложности пациентка прошла 12 процедур диализа, при этом десятая длилась шесть часов. В течение всего процесса Колф внимательно контролировал состав ее крови, включая уровень электролитов и мочевины, и следил за тем, чтобы баланс правильно восстанавливался. В итоге он научился пропускать через аппарат 20 литров за одну процедуру, что в четыре раза превышало объем крови пациентки. Все показатели крови женщины прекрасно корректировались, и ее состояние улучшалось. На последних процедурах Колф подключал ее напрямую к машине и позволял крови протекать через аппарат, а затем возвращаться обратно в тело. Это был первый случай непрерывного диализа. Все вышеупомянутое произошло в 1943 году. На двадцать шестой день Колфу все же пришлось остановиться. Аппарат диализа все еще работал, но почки женщины так и не восстановились, а Колф уже не мог найти нетронутые кровеносные сосуды. Иглы, которые он использовал, были очень примитивными, и каждый сосуд можно было проколоть лишь один раз. Для каждой новой процедуры ему приходилось искать новую артерию или вену. Женщина очень скоро умерла от почечной недостаточности.
44
Жидкость, которая очищает кровь от токсинов.
45
Колесо с ободом по окружности, которое передает движение приводному ремню.