Приведем случай использования формалинизированных мягких тканей - клапанов - в хирургии сердца. Больная Ж. в 1970 году оперирована по поводу тяжелого порока сердца. Пораженный клапан заменен клапаном, взятым у свиньи и обработанным раствором формальдегида. После операции наступило быстрое улучшение общего состояния больной. Выписавшись из клиники, она вернулась к нормальной трудовой жизни, вышла замуж, благополучно родила ребенка.
Другой, более показательный случай. Больной М., страдавший пороком сердца в тяжелой форме (резкая одышка, утомляемость), до операции был инвалидом. В 1972 году оперирован. Во время хирургического вмешательства ему расширили отверстие митрального клапана, а трехстворчатый заменили клапаном свиньи, обработанным в формальдегиде. После операции выписан в хорошем состоянии. Вернулся к труду. Однако через 8 лет после обострения ревматизма состояние вновь значительно ухудшилось. Госпитализирован в клинику Института трансплантологии и искусственных органов. Новая операция: повторно расширен митральный клапан с одновременной проверкой состояния пересаженного в 1972 году трехстворчатого клапана. Последний оказался в полном порядке и хорошо функционировал.
В настоящее время трудно найти область хирургии, где в операциях по приживлению не использовали бы трансплантаты, консервированные формальдегидом.
Я не берусь утверждать, что разработанный в лаборатории по пересадке органов и тканей АМН СССР метод консервирования костей и тканей путем обработки их формалином самый совершенный. Наука не стоит на месте. Но пока очевидно, что по сравнению с холодовыми методами консервации тканей, применение которых требует сложного технического оборудования, этот способ проще, дешевле и результаты дает не хуже, а часто и лучше. Поэтому к его изучению и внедрению уже приступили многие научные центры Советского Союза. Работами ученых подтвержден основной вывод этих исследований, а именно - при использовании в качестве консерванта тканей слабых растворов формалина практически отсутствует видимая реакция несовместимости в организме реципиента. Сращение трансплантата с костью «хозяина» наступает быстро и является прочным. Метод пересадки формалинизированных тканей весьма перспективен и займет должное место при пересадках различных тканей в клинической практике.
Однако в чем же секрет универсальности формалина? Почему формальдегид, длительно считавшийся клеточным ядом, оказывает защитное действие на живые клетки тканей? Тут возникает ряд проблем, связанных с изменениями, происходящими в клетке на молекулярном уровне. И еще один вопрос: а может ли формалин помочь сохранить удаленный из организма жизненно важный орган?
До недавнего времени науке был известен единственный способ сохранения биологических объектов - холодовой анабиоз, открытый крупным русским ученым биологом-экспериментатором П. Бахметьевым. Исследователь вскрыл ряд закономерностей анабиоза при замерзании некоторых беспозвоночных (червей, насекомых) и низших млекопитающих и установил, что под влиянием охлаждения наступает временная остановка жизнедеятельности организма или отдельных его органов и тканей. При наступлении благоприятных условий анабиоз исчезает и восстанавливается нормальная жизнедеятельность.
Холодовой анабиоз - одна из наиболее древних, выработанных в процессе эволюции форм естественного приспособления организмов к неблагоприятной среде. Ярким примером этого явления в природе служит зимняя спячка животных.
Сейчас уже доказано, что при помещении тканей и органов в условия низкой температуры они впадают в состояние мнимой смерти; при создании же условий, близких к естественным, они восстанавливают свои прежние функциональные способности. В настоящее время холодовой анабиоз широко используется в хирургии и при трансплантации органов. Однако возможности его очень ограничены. Поэтому и возник вопрос о целесообразности применения химических веществ для подавления процессов обмена.
Обмен веществ, как известно, - основа основ жизнедеятельности любой ткани. В свою очередь, никакой обмен не может происходить без ферментов - своеобразных белковых катализаторов, ускорителей, имеющихся в клетке. Как же ведут себя ферменты при воздействии на них химических веществ? Исследователи нашли ряд фармакологических препаратов, которые подавляют те или иные ферменты, они не могут предотвратить гибель органа. Имеется и ряд химических веществ, также необратимо подавляющих ферментативную активность в органе.
В лаборатории по пересадке органов и тканей в процессе разработки метода консервации тканей, наконец, удалось найти универсальный блокатор ферментативных процессов, не вызывающих их гибели. Им оказался давно известный формальдегид, или формалин.
Свойства этого вещества, открытого в 1859 году, описаны в сотнях статей, исчерпывающие сведения о нем можно найти в многочисленных монографиях и справочниках. Благодаря высокой химической активности формальдегид применяется очень широко. Он необходим при синтезе смол и красителей, при производстве каучука, выделке кож, в сельском хозяйстве, в медицине. Американский ученый Дж. Уокер, автор фундаментального исследования по формальдегиду, перечисляет более 20 направлений хозяйственной и исследовательской деятельности, в которых формальдегид играет существенную роль.
В медицине это вещество применяется с 80-х годов прошлого века, чаще всего в 40-процентном водном растворе, который обычно называют формалином, реже - 40-процентным формальдегидом. Пригоден он для дезинфекции, консервации анатомических препаратов, изготовления сывороток и вакцин. Концентрации раствора могут быть различными (0,5-30-процентными).
Кто, когда и с какой целью ввел формалин в медицину?
Заглянув в каталоги Государственной центральной научной медицинской библиотеки, мы обнаружили сотни карточек с названием работ, свидетельствующих о самых разнообразных областях использования формалина: «Лечение кожного рака формалином» (1927 г.), «Лечение гонореи парами формалина» (1928 г.), «Обезвреживания змеиного яда гюрзы формалином» (1940г.),
«Терапевтическая доза формалина при лечении зубов» (1937г.),
«Лечение отморожений формалино-карболовым раствором» (1942 г.),
«К лечению грибковых заболеваний формалиновой мазью» (1954 г.),
«Лечение острых ангин и ринитов ингаляцией водного раствора формалина» (1950 г.).
Объяснение популярности формалина, по-видимому, нужно искать в его активности и сложных взаимоотношениях с белками. Одни исследователи и врачи-практики стремились при помощи формалина убить, обезвредить клетки злокачественной опухоли, другие - бороться с инфекцией, вызывающей гангренозный или воспалительный процессы. Именно свойство формалина губительно воздействовать на микроорганизмы привело к широчайшему применению его в качестве дезинфицирующего средства для обеззараживания помещений, одежды, медицинских инструментов.
Губительно действует формальдегид на микрофлору гнойных ран. Тщательные исследования показали, что формальдегид оказывает бактериостатический эффект (препятствует росту и размножению) на микроорганизмы, даже устойчивые к антибиотикам.
Способность формальдегида препятствовать росту микробов нашла широкое применение в гнойной хирургии и трансплантологии. Мало того, взятие костных трансплантатов можно осуществлять в нестерильных условиях, заполнение гнойных полостей костной ткани формалинизированной костью приводит к гибели патогенной (болезнетворной) микрофлоры и стиханию воспалительного процесса. Если учесть, что трансплантат, в свою очередь, служит еще источником и стимулятором регенеративных (восстановительных) процессов, то использование формалинизированных аллотрансплантатов в этих условиях становится еще более оправданным.
Такими же бактериостатическими свойствами обладает и аналог формальдегида - глутаровый альдегид. Причем по отношению к некоторым микробам он даже более агрессивен.
Диалектический материализм учит, что процесс созидательного познания обязательно должен пройти три стадии - от простого созерцания к абстрактному мышлению и далее к действию. Это как раз относится к открытию очень интересного свойства, которым обладают химические вещества из групп альдегидов. Хотелось бы на этом остановиться более подробно.
Нами было замечено, что подавление роста микроорганизмов и полиморфизм (отношение к различным микробам) бактериостатического эффекта строго зависят от вида альдегида и его концентрации. При добавлении в питательную среду низких концентраций микробы могут даже расти, используя альдегид как единственный источник углерода. Аналогичные сообщения имеются в литературе.
Каким же образом добиться быстрого и надежного антисептического эффекта (обезвреживания)? Казалось бы, чего проще - увеличивай концентрацию альдегида до тех пор, пока не погибнет 100 процентов микроорганизмов. Однако чрезмерно повышать концентрацию нельзя. Существуют пределы, выше которых костная ткань трансплантата гибнет и становится непригодной для пересадки. Что же делать? Где выход?
