В основу поисков была положена идея создания полубиологического протеза, который должен состоять из нерастворимого синтетического каркаса и растворимого биологического компонента. Были проведены многочисленные эксперименты. В результате опытов удалось найти необходимую конструкцию протеза и подобрать биологический материал — коллаген. По сравнению с другими он обладает лучшими биологическими свойствами. Кроме того, коллаген легко вступает в связь с гепарином, препятствующим образованию тромба на месте шва.
Полубиологические протезы, сначала испытанные в эксперименте для пластики крупных и мелких артерий, а также полых вен, вскоре были переданы для клинического испытания. Первые обнадеживающие результаты при операциях больных по поводу выраженной недостаточности печеночных вен свидетельствуют о перспективности применения полубиологических протезов в клинике.
Однако полубиологические протезы не исключают применения синтетических. Полимерная ткань служит надежным каркасом, на котором организуются ткани организма при удалении и закрытии врожденного дефекта межжелудочковой перегородки сердца, а также при укреплении стенки сердца.
Из полимеров делаются протезы клапанов сердца. Применение этих протезов является единственным радикальным методом излечения клапанного порока. Искусственные клапаны сердца завоевали «права гражданства» в хирургии, они успешно прошли испытания в эксперименте и применяются в клинике. Причем из клапанов различных конструкций выделяется искусственный шариковый клапан (каркас из титана и пластмассовый шар), сконструированный советскими инженерами в тесном сотрудничестве с хирургами.
Искусственный шариковый клапан применяется для замены всех сердечных клапанов: митрального, трехстворчатого, аортального и легочного. В последнее время успешно проводится бесшовное укрепление клапана танталовыми скрепками.
Широкому применению искусственных шариковых клапанов в клинике способствует их высокая надежность, долговечность и хорошая функция. Во время сердечного цикла клапаны совершают два движения — они закрываются и открываются. Каждый клапан сердца совершает около 80 миллионов колебаний в год. В силу этого весьма трудно имитировать сложную функцию клапана при конструировании искусственного протеза. Тем не менее эта сложная задача находится в стадии решения.
Дальнейшее совершенствование клапанных протезов связано с разработкой малогабаритных моделей и конструкций с ламинарным потоком[26].
В совершенствовании шариковых клапанов и проверке их в экспериментальных и клинических условиях деятельное участие приняла профессор Н. Б. Доброва. Она в течение ряда лет возглавляет лабораторию по применению полимеров в медицине Института сердечно-сосудистой хирургии. Начатая ею на нашей кафедре работа по проверке различных синтетических материалов при пластике аорты завершилась солидным научным трудом, который Наталья Борисовна представила на соискание ученой степени доктора медицинских наук и успешно защитила в 1967 году.
Особым требованиям должны удовлетворять полимерные материалы и протезы из них при замещении отделов желудочно-кишечного тракта (пищевода, стенки желудка, желчного протока и т. д.). Здесь главное условие — герметичность протеза и надежная изоляция окружающих тканей от инфицированного содержимого. Однако такие протезы, которые полностью удовлетворяли бы хирургов, еще не созданы. Применение нашли лишь протезы из полиэтилена в виде трубок для временной проходимости пищевода при его поражении опухолью. Делаются попытки применить протез желчного протока на основе пористой сосудистой трубки, покрытой для герметизации пленкой из полимеров.
Создание новых, более совершенных протезов тесно связано с разработкой биосовместимых материалов с определенными сроками рассасывания. В хирургии уже есть опыт замещения дефектов мягких тканей, особенно после иссечения рубцов, послеоперационных грыж. Здесь применяются высокопористые ткани и трикотаж из лавсана, полипропилена. Похожие на сетки, эти ткани не рассасываются в организме и создают прочный каркас, создающий основу мягких тканей.
Сотрудник нашей кафедры В. В. Навроцкая провела интересные исследования по закрытию дефекта пищевода синтетическими материалами. Она установила в опытах на животных, что пластика пищевода капроновой сеткой после ушивания дефекта является более целесообразным приемом, нежели применение поливиниловой трубки, которая продолжает оставаться инородной тканью.