Do głównego spisu treści
Do spisu treści



O Śląskim Płucosercu

Płucoserceurządzenie, które podczas operacji na otwartym sercu przejmuje
funkcję serca i płuc – realizując krążenie pozaustrojowe.




Spis treści:

1. Wprowadzenie ogólne

2. Elementy płucoserca

3. Zarys historyczny

4. Śląskie płucoserce    -  Modele  -  Opis  -  Ludzie  -  Tło



Wprowadzenie ogólne

Leczenie chorób serca lub nieprawidłowości w jego budowie wymagają często zabiegów operacyjnych na otwartym i unieruchomionym wtedy sercu. Dopiero w połowie XX wieku stało się to możliwe, mianowicie dzięki skonstruowaniu aparatu, który przejmuje funkcję serca i zapewnia zaopatrzenie organizmu w utlenioną krew. W "sztucznym płucosercu", rolę płuc przejmuje oksygenator, realizując wymianę gazową: krew oddaje swój ładunek dwutlenku węgla przejmując w zamian tlen. Zaś drugi główny składnik płuco-serca, pompa, utrzymuje krążenie krwi w organizmie, transportując do niego natlenioną krew. Absolutnie niezbędnym wyposażeniem sali operacyjnej (tutaj zdjęcie współczesnego płucoserca - żródło: Wikipedia) stał się ten aparat w epoce przeszczepiania organów.



Elementy płucoserca

Pompa     Płuco-serce wyposażone jest zazwyczaj w kilka (2–4) pomp, spełniających oprócz zasadniczej (utrzymanie krążenia w krwiobiegu pacjenta), także dodatkowe funkcje podczas operacji lub stanowiące rezerwę. Jedną zasadniczą funkcją dodatkową jest odsysanie krwi z pola operacyjnego i wprowadzenie jej po filtrowaniu i odpowietrzaniu (czyli blokowaniu piany) z powrotem do obiegu.

Oksygenator    Jest tą częścią płucoserca, która spełnia funkcję płuc. Tutaj następuje wymiana gazowa: doprowadzony do przestrzeni oksygenatora tlen zajmuje miejsce dwutlenku węgla we krwi. W połowie XX wieku używane były dwa rodzaje oksygenatorów, trzeci wprowadzono później:
-   workowy –  (jednorazowego użycia), zwany też bąbelkowym. Wykonany jest z przezroczystej folii i wypełniony w prawie całej objętości skłębioną nitką tworzywową, która mając dużą powierzchnię, sprzyja tworzeniu się baniek gazowych, co z kolei zwiększa kontakt tlenu z krwią.
-   płytkowy –  (rozbieralny dla sterylizacji), składa się z walcowatego pojemnika metalowego w którym na obracającym się powoli wałku umieszczonych jest kilkadziesiąt cienkich płyt metalowych. Przez ten pojemnik przepływa krew w jednym kierunku, zaś ponad nią w drugim tlen oraz wydzielający się dwutlenek. Powierzchnia zwilżonych krwią płytek stanowi główne miejsce wymiany gazowej.
-   membranowy –  (współczesny, jednorazowego użycia), na który składa się wiązka cieniuteńkich rurek tworzywowych przez które przepływa mieszanina gazowa. Rurki otoczone są krwią, zaś wymiana gazowa odbywa się przez ich ścianki.

Wymiennik ciepła     Pompowaną przez organizm krew można wykorzystać do zmiany temperatury ciała. Dlatego, że zapotrzebowanie na tlen zmniejsza się wraz ze zmniejszeniem temperatury ciała, wykorzystuje się tą możliwość przy dłużej trwających operacjach lub wtedy, gdy w trakcie operacji następuje przerwa w dopływie natlenionej krwi do mózgu. Wymiennik ciepła to zazwyczaj metalowy zbiornik, w którym spotykają się w dwóch oddzielnych obwodach krew i płyn chłodzący. Pod koniec operacji wymiennik ciepła wykorzystany jest do ogrzewania krwi i wraz znią także pacjenta.

Aparatura pomiarowa i uzupełniająca     Dla prawidłowego przebiegu operacji potrzebna jest znajomość całego szeregu parametrów definiujących jej techniczną stronę – ale także stan pacjenta. W tym celu integralną częścią płucoserca bywają mierniki obrotów pomp do ustalenia przepływu, temperatury krwi i czynników chłodzących oraz ilości dawkowanych gazów. W zależności od założeń konstrukcyjnych danego aparatu to wyliczenie może być niekompletne.



Zarys historyczny

Dwie główne, efektywne podstawy które umożliwiły konstrukcję płucoserca (takiego jakiego my dzisiaj znamy), stworzono dopiero w XX wieku. Jedną z nich było odkrycie heparyny (środek zapobiegający krzepnięciu krwi - McLean, 1916r.). Drugą była konstrukcja pompy rolkowej w latach trzydziestych, naśladującej perystaltykę (ruch robaczkowy) jelit. Zaś pierwsze operacje (początkowo nieudane) przy korzystaniu z płucoserca przeprowadzono dopiero w latach pięćdziesiątych. I polska kardiochirugia na otwartym sercu startowała w tym czasie, przy czym jej rozwój, ale także korzenie umożliwiające ten rozwój, stanowią obszerny rozdział.


Śląskie płucoserce

W 1967 roku rozpoczęto w Zakładzie Doświadczalnym Elektroniki i Mechaniki Precyzyjnej Politechniki Śląskiej prace nad konstrukcją polskiego aparatu, opartego w całości na materiałach i częściach dostępnych w kraju. Nijako w konkurencji do aparatury zachodniej, dostępnej za dewizy. W tym czasie tylko dwa ośrodki krajowe dysponowały aparaturą importowaną. Najgęściej zaludniona w Polsce kraina, Śląsk, był go pozbawiony. Choć posiadał odpowiednie zaplecze lekarskie oraz Śląską Akademię Medyczną, no i ludzi potrzebujacych pomocy...

Chronologia     Całe przedsięwzięcie realizowano w trzech etapach, w których stworzono trzy kolejne modele.
-   1.  Model 1968 "Zabrze" –  Był to aparat wykonany w oparciu o prototyp, nad którym rozpoczęto pracę w 1967 roku. Na podwoziu jezdnym umieszczono trzy pompy oraz moduł pomiarowy. W tylnej części podwozie miało 2 maszty, służące do zawieszenia oksygenatora, mocowania mierników przepływu oraz butelek z płynami infuzyjnymi. Aparat w kwietniu 1968 roku przekazany został Klinice Chirurgicznej Śląskiej Akademii Medycznej w Zabrzu, gdzie niebawem wykonano przy jego pomocy pierwsze operacje na otwartym sercu. (doc. Tadeusz Paliwoda, kierownik zespołu kardiochirurgicznego). W Zabrzu aparat służył w daleko ponad 100 operacjach do 1972 roku, w którym to roku wymieniono go na model 1972. Potem był on jeszcze jakiś czas używany w Klinice Chorób Zakaźnych, by ostatecznie służyć jako egzemplarz muzealny w pracowni jego współtwórcy, dra Zygmunta Antoszewskiego w Katowicach-Ligocie. Fragmenty aparatu: podwozie, jedna pompa, oksygenator workowy oraz wymiennik ciepła widoczne są na zdjęciu
-   2.  Model 1970 "Białystok" –  Dla uzyskania minimalnych rozmiarów aparatu, odstąpiono tu od budowej modularnej. Trzy pompy umieszczono bezpośrednio na jednej płycie, stanowiącej całość z podwoziem. I ten aparat wyposażony był w maszty dla oksygeneratora i uzupełniającej aparatury. Przekazano go w 1970 roku do Białostockiej Akademii Medycznej.
-   3.  Model 1972 – "Seria" –  Pozytywne doświadczenia z obserwacji prac poprzednich modeli służyły przy konstrukcji tego całkowicie już dojrzałego modelu, wytwarzanego w serii ok. 25 sztuk. Pokryły one potrzeby krajowe i znalazły się niebawem we wszystkich ośrodkach kardiochirurgicznych. Ten model znów był budowy modułowej, przygotowany do alternatywnego użycia oksygeneratora workowego lub płytkowego. Wyposażony był standardowo w efektywny wymiennik ciepła, umożliwiający operacje w hipotermii.

Opis     Model seryjny płucoserca wykonany był w wersji modułowej. Walory takiego rozwiązania to łatwiejsze czyszczenie, wymienialność zespołów i serwis.
-   1.  Podstawa jezdna, podwozie –   Wszystkie elementy aparatu wstawione były do ramy wyposażonej w kółka jezdne oraz uchwyt służący do przemieszczenia całości, do której oprócz pomp należała aparatura pomiarowa wraz z przyrządami do dawkowania gazów oraz oczywiście butla z tlenem. Modularna budowa pozwalała na wyjmowanie pojedynczych składników, co z kolei ułatwiało ich czyszczenie. Energia elektryczna doprowadzona była jednym kablem, które stanowiło jedyne stałe połączenie z otoczeniem. (Oprócz oczywiście węży w czasie operacji.)
-   2.  Moduł pompy –   Podstawowym założeniem przy konstrukcji była niezawodność. Stąd wynikała bardzo solidna budowa pompy, od przekładni do ostatniego elementu konstrukcyjnego. Na wypadek braku napięcia (gdyby aparat nie był dołączony do sieci awaryjnej), każda pompa mogła pracować z ręcznym napędem. Pompy były typu perylstatycznego, tzn. rolki elementu obrotowego dociskając wąż lateksowy do ścianki pompy, przesuwały w nim krew. Średnica węża oraz ilość obrotów pompy decydowały o ilości pompowanej krwi. W opisanym modelu przewidziano zastosowanie dwóch średnic wężów: większą rzędu 25 mm dla pacjentów dorosłych oraz mniejszą dla dzieci oraz funkcji pomocniczych (ssaki). Regulacja obrotów pompy była ciągła – od zera do maksimum, przy czym ilość obrotów odczytać można było na dużym przyrządzie wskazówkowym.
-   3.  Oksygenator –   Aparat przygotowany był do obu, ówcześnie stosowanych, typów. Alternatywnie jednorazowego workowego, lub zaprojektowanego i wykonanego w zakładzie oksygenatora płytkowego. Ten ostatni składał się z cylindra szklanego w którym obracał się wał z wieloma cienkimi płytkami stalowymi. Całość była rozbieralna i przygotowana do możliwie łatwego czyszczenia i sterylizacji.
-   4.  Wymiennik ciepła –   Był dwuprzestrzeniowym zbiornikiem stalowym o kształcie walcowatym, rozbieralnym i przystosowanym do sterylizacji. Czynnik chłodzący lub ogrzewający, wodę, należało doprowadzić z zewnątrz.

Ludzie     Interesujący jest myślowy powrót do czasów gospodarki planowej. Chociaż znane były potrzeby krajowe, widać nie było siły, by takie przedsięwzięcie ująć w jakimkolwiek planie. Pomimo wielu szczytnych haseł socjalistycznych, w których człowiek pełnił główną rolę.  -  Stąd dopiero na podstawie prywatnych kontaktów musiało dojść do opisanej tu próby stworzenia maszyny w stosunkowo niedoskonałych warunkach technicznych i materiałowych.
Lekarze Śląskiej Akademii Medycznej zarazili myślą o skonstruowaniu takiego urządzenia ludzi z Politechniki Śląskiej. Tak doc. Tadeusz Paliwoda i anestezjolog dr. Zygmunt Antoszewski wraz z mgr inż. Józefem Wajchenigiem i inż. Andrzejem Zembalą tworzyli zalążek tej idei, którą przetworzono w następnych latach w serię ponad 20 maszyn.

Ewenementem było "samowolne" działanie Zakładu Politechnicznego z jednej strony (bo działanie bez planu lub odgórnego polecenia), zaś bezinteresowna praca wielu ludzi z Zakładu Doświadczalnego Elektroniki i Mechaniki Precyzyjnej z drugiej strony. Czyli począwszy od inżynierów konstruktorów: tych o których wspomniałem powyżej, oraz Rudolfa Wojnara, Karola Moslera, Güntera Völkel, Romualda Stefanickiego, Zygmunta Katlewicza i Haralda Moslera, do wykonawców: Antoniego Kossaka, Edwarda Gurgula, Edwarda Konowalika, Henryka Grotowskiego, Kazimierza Grodzińskiego, Jana Rynkara i wielu innych – oraz koordynatorów stanowiących podczas pracy z pierwszym modelem łącznik pomiędzy kliniką i zakładem.
Dzięki temu zaangażowaniu i pracy społecznej wielu ludzi, stworzono w PRL, na Śląsku, polskie płucoserce, które przez następne dekady miało zapewnić polskim klinikom możliwość przeprowadzenia wielu operacji na otwartym sercu, zapewnić wielu ludziom powrót do życia.

*    *    *    *    *
Załączony wybór wycinków prasowych dokumentuje, być może, atmosferę owych lat, pozwoli wrócić do czasów "realnego socjalizmu", jak mawiali nasi sąsiedzi zza Odry.
Przekazanie płucoserca w 1968 roku. Na lewym wycinku konstruktor, mgr inż. Rudolf Wojnar.
I jeszcze inne ślady w prasie.
Dyskusja nad modelem 1968: Inżynierowie Andrzej Zembala, Rudolf Wojnar i tłumaczący Günter Völkel.
Tutaj już mowa o aparacie ze serii, model 1972.
Jedyne wynagrodzenie autorów, Nagroda Trybuny Robotniczej, w postaci dyplomu.


Tło polityczno-gospodarcze     Jakość opieki zdrowotnej w PRL była bardzo zróżnicowana, stąd w wczesnych latach sześćdziesiątych tylko Warszawa, potem Kraków, wyposażone były w importowane aparaty płucoserca. Choć już wtedy w Polsce więcej było zdolnych chirurgów z potrzebnymi kwalifikacjami.
Tak w zabrzańskiej Klinice Chirurgicznej prof. Stanisław Szyszko, jej kierownik, oraz doc. Tadeusz Paliwoda nie chcieli pogodzić się, z narzuconą przez władze centralne, bezczynnością. Weszli w kontakt ze wspomnianym Zakładem Doświadczalnym Politechniki Śląskiej, który ze swoim potencjałem zdolny był w sposób konspiracyjny (bez wiedzy władz Uczelni) zaprojektować i wykonać pierwszy model Śląskiego Płucoserca. Konspiracja trwała do czasu, kiedy po udanych próbach sprawa stała się jawna i nastąpiło uroczyste przekazanie maszyny przez Rektora Politechniki Rektorowi Akademii Medycznej.

Na tym tle niewyjaśniona i odrobinę zagadkowa jest sprawa płucoserca z Zakładów Cegielskiego w Poznaniu, które miało być wykonane jeszcze w roku 1953. Zagadkowe dlatego, że nieznany jest jego opis, zaś ówczesne warunki techniczne, aparatura pomiarowa oraz dostępne w kraju elementy dopuszczają uzasadnione wątpliwości co do konstrukcji w tym czasie takiego, technicznie sprawnego aparatu. – Zaś opisy operacji wykonanych przy jego pomocy są bardzo nieokreślone.

Inną, znamienną sprawą w gospodarce planowej jest konstrukcja obszernego aparatu przez Zakład PONAR WIEPOFAMA w Poznaniu. Nominalnie przekazany on został Poznańskiej Klinice Chirurgii Dziecięcej w marcu 1973r. – czyli rok po wypuszczeniu przez Politechnikę Śląską pierwszych aparatów z serii 1972 i pięć lat po oddaniu pierwszego, technicznie sprawnego aparatu Klinice Zabrzańskiej. Która notabene, tak jak Politechnika o "konkurencyjnym", poznańskim płucosercu nie miała pojęcia – choć to ten aparat poznański został zarejestrowany w Polskim Urzędzie Patentowym.

Dotychczas mowa była o czasach przeszłych, czasach gospodarki planowej z jej mankamentami: brakami dewiz, materiałów, nierównym traktowaniem ludzi oraz rządami jednej partii.
Dzisiaj, wydawałoby się, mamy te czasy za sobą. Mamy wiele partii i brak cenzury. Nominalnie. - Bo tak jak w innych państwach o ustroju demokratycznym zaczyna działać inna mątwa: poprawność polityczna. Pole do popisu ma np. w tak demokratycznym medium jakim jest powszechnie dostępna internetowa instytucja edukacyjna: Wikipedia.
Przekonałem się o tym, chcąc potomności zachować wiedzę o tamtych czasach i umieścić tam pewień przyczynek. Artykuł na temat Śląskiego Płucoserca miał zadokumentować historię: potrzebne, bezinteresowne i owocne działanie grupy ludzi, małego zakładu, na rzecz chorych, którym państwo socjalistyczne nie mogło pomóc.
Abstrahując od trudności technicznych natknęłem się niebawem na "administratorów" Wikipedii, samozwańczych cenzorów materiałów włączonych do tego dzieła. O ile zrozumiałe jest, że umieszczone tam materiały muszą spełniać wymogi nie tylko ogólne ale także prawne, nie mogłem zrozumieć ich autokratycznego stylu postępowania. Mechaniczne skreślenia w oparciu o ogólne założenia oraz brak chęci do dyskusji o specyfice przedstawionych materiałów. Stanowisko takie, wespół z nabytą w międzyczasie wiedzą o praktykach administratorów w artykułach o wydzwięku politycznym, dopuszczają wniosek, że i Śląskie Płucoserce wyzwala energię w określonym kierunku.
Stąd artykuł w Wikipedzie pozostawiłem swojemu losowi i przedstawiam w tym miejscu kompletniejszą, ilustrowaną jego wersję. Gdyby zaś komuś zależało na poznaniu całej historii, spisanej w formie beletrystycznej, powinień zajrzeć tu.

*    *    *    *    *
Artykuły uzupełniające można znaleźć pod:
http://chirurgia.slam.katowice.pl/historia.htm
http://www.kardiochirurgiadziecieca.cm-uj.krakow.pl/hist.html
http://www.kkchd.amp.edu.pl/archivum/historia/historia.html


Tą historię spisano w zimie 2009/2010 r.


Do głównego spisu treści
Do spisu treści