Для изготовления искусственных кровеносных сосудов часто пользуются поливиниловыми губками. Это твердый, белого цвета материал, который при размачивании в горячей воде становится мягким и эластичным, как резина. Поливиниловую губку разрезают на тонкие пластинки толщиной 3–4 мм, которые накручивают на гладкую металлическую поверхность цилиндров различного диаметра и кипятят 10–15 минут. Под действием тепла края пластинок «свариваются» и получаются полые трубки нужного диаметра. После охлаждения их снимают с цилиндра.

Искусственные кровеносные сосуды хорошо срастаются с натуральными и не вызывают никаких болезненных явлений в организме. Стенки таких сосудов, наполняясь кровью, пропитываются ею и не кровоточат. Проходят 2–3 месяца и внутренняя поверхность пластмассовых сосудов покрывается клетками эндотелия, как и в естественном кровеносном сосуде.

Редкая операция обходится без переливания крови. При операциях на сердце, легких, при тяжелых ранениях часто необходимо длительное переливание истекающему кровью человеку.

Вместо крови можно вливать плазму и кровезаменители. Кровезамещение после длительных обширных операций, сопровождающихся значительной кровопотерей, по мнению академика Б. В. Петровского, должно производиться не только с помощью цельной крови, а, как показал опыт, за счет кровезаменителей. Все известные до сих пор кровезаменители представляют собой, по существу, плазмозаменители, так как они, подобно плазме, в отличие от крови не переносят кислород в ткани организма, а только восполняют кровяное давление.

Первым кровезаменителем, которым успешно воспользовались хирурги еще в 60-х гг. прошлого века, был 0,85 % раствор хлорида натрия. Позднее были созданы более совершенные солевые растворы (Рингера-Локка, Тироде и пр.), содержащие и другие компоненты, входящие в состав плазмы.

За последние годы появилось несколько препаратов плазмозаменителей из желатины (феррофузин, желатиноль, гемакцель), не нашедшие пока широкого применения.

Однако все они оказывали лишь кратковременное лечебное действие и не могли полностью заменить плазму. Основная причина малой устойчивости этих растворов заключалась в том, что они легко проникали через стенки капилляров (самых мелких кровеносных сосудов) в ткани и быстро покидали сосудистое русло. Замечено, что растворы, содержащие белки, ведут себя по-иному, так как стенки капилляров плохо проницаемы для высокомолекулярных коллоидов. Следовательно, нужно было подобрать в качестве заменителей плазмы коллоидные растворы.

Делались также попытки приготовить препараты из природных коллоидов-белков: плазмы крови коров и быков, лошадей, свиней, из желатины, гуммиарабика, агар-агара, казеина, растительного белка. Но все они не дали желаемого эффекта. Одни оказались токсичными, другие вызывали оседание эритроцитов в крови.

Неудачи с приготовлением плазмозаменителей из чужеродных для организма человека белков побудили ученых обратиться к использованию плазмы и сыворотки человеческой крови. Проведенные советскими учеными (Б. А. Королев, Д. М. Гроздов, Л. Г. Богомолова, Г. Я. Розенберг) клинические опыты во время Великой Отечественной войны оказались удачными, однако снабжение клиник в больших количествах сывороткой и плазмой из-за дефицита человеческой крови практически невозможно.

Успехи химии позволили в конце 50-х гг. создать ряд плазмозаменителей — белковых гидролизатов, которые получают путем гидролиза до аминокислот белка крови животных, а также других белков, например казеина. В состав их входят незаменимые аминокислоты, которые организм сам не синтезирует, а получает извне.

Белковые гидролизаты не токсичны и хорошо переносятся организмом. Их можно вводить в вену или подкожно в больших количествах (до 2 л) независимо от группы крови и долго хранить при комнатной температуре.

Однако при быстром введении белковых гидролизатов у некоторых людей с повышенной индивидуальной чувствительностью организма могут наблюдаться боли по ходу вены, тошнота, головные боли.

Больные гораздо лучше переносят операции, если им вводят белковые плазмозаменители в дооперационном, а затем в послеоперационном периодах. У них нормализуется белковый состав крови и усиливается способность организма противостоять инфекции. К тому же, интенсивнее происходит синтез антител и гемоглобина в крови. Больные прибавляют в весе, у них улучшаются сон и аппетит.

Большие трудности, стоявшие на пути разработки и создания белковых препаратов в качестве плазмозаменителей, привели к появлению в клиниках их более удачливых соперников — полиглюкина, поливинилпирролидона, поливинола, синтезированных из полимеров. У них много достоинств: они долго удерживаются в русле крови, их можно легко изготовить на заводе.

Полиглюкин — 6 % раствор декстрана, имеющего молекулярный вес 60000±10000, был приготовлен в 50-х гг. в Центральном институте гематологии и переливания крови под руководством профессора А. А. Багдасарова.

За рубежом наиболее широкое распространение получил шведский декстран «Макродекс», изготовленный еще в 1945 г. А. Бровеллом и В. Ингельманом. Примеру шведов последовали многие страны: США, Англия, Франция, Польша, где растворы декстрана носят название интрадекса, плаволекса, экспандекса и др.

Клинические испытания показали, что советский декстран-полиглюкин имеет много преимуществ перед зарубежными собратьями: не оказывает влияния на свертывание крови, при его вливании в вену не наблюдается побочных реакций.

В лаборатории академика АМН Н. А. Федорова подопытной собаке начали вливать полиглюкин, после того как она потеряла две трети крови и кровяное давление упало до нуля. Полиглюкин спас собаку.

Довольно долгий период удерживания его в кровяном русле обусловлен относительно большим молекулярным весом, близким по значению к молекулярному весу альбумина крови. Поскольку осмотическое давление полиглюкина почти в 2,5 раза выше, чем у белков плазмы, он долго циркулирует в плазме крови. Молекулы его не накапливаются в организме, а спустя некоторое время расщепляются до глюкозы, которая, в свою очередь, окисляется, превращаясь в углекислый газ и воду. Поведение молекул полиглюкина в организме удалось проследить с помощью меченых атомов. Полиглюкином (как и другими препаратами декстрана) широко пользуются при лечении тяжелых ожогов, травматического шока, при операциях на сердце, заболеваниях печени, обусловленных потерей белка.

Заслуженным признанием пользуется в клиниках синтетический кровезаменитель поливинилпирролидон (ПВП). Кровезаменители в медицине нашли и другое применение. Оказывается, если в молекулы кровезаменителя поливинилпирролидона ввести молекулы того или иного лекарства, то можно регулировать время нахождения его в организме. Химик может укорачивать или удлинять гигантскую молекулу кровезаменителя-полимера. Чем длиннее молекулы подобных лекарственных препаратов, тем больше они циркулируют в крови. Иными словами, время нахождения такого лекарства прямопропорционально длине его молекулы и его молекулярному весу. И еще преимущество. В состав гигантских молекул ПВП можно вводить молекулы не одного, а даже нескольких лекарств, причем в любых количествах и в любом соотношении.

Поливиниловый спирт оказался основой для создания ценного лечебного препарата иодинола, обладающего антисептическими свойствами. Его применяют для лечения гайморитов, отитов, ожогов, обработки ран.

Создание лекарств на основе кровезаменителей открывает новые перспективы в лечении болезней и позволяет эффективнее и полнее использовать целебное действие синтетических лекарств.

7. К новым победам медицины

Прошло уже почти четыреста лет с тех пор, как Парацельс выступил за тесное содружество химии и медицины, но никогда еще этот союз не был столь плодотворным, как в нашу эпоху.

В середине XVIII века М. В. Ломоносов писал: «Медик без довольного познания химии совершен быть не может». Между тем медики получили в XVIII веке — за сто лет — всего лишь 10 новых лекарств, в конце XIX века — в течение 10 лет — появилось 15 лечебных препаратов. В наш век список лекарств, принятых на «вооружение» медициной, ежегодно увеличивается на 200–300 названий. В лабораториях же разных стран мира синтезируются их тысячи, но многие не выдерживают клинической проверки.