Do czego służy drut zanurzony w suchym lodzie

znaczącą rolę w dziejach światowej oftalmologii?

Droga do medycyny Tadeusza Krwawicza nie była ani łatwa, ani też prosta. Jego ojciec planował dla niego zupełnie inną przyszłość. Chciał, by został inżynierem górnictwa, co byłoby zgodne z rodzinną tradycją i przekonaniem, że taki właśnie zawód przynosi potrzebną w życiu stabilizację i niezależność finansową. Dla młodego Tadeusza wstąpienie w progi znakomitej krakowskiej Akademii Górniczo-Hutniczej było okupione licznymi wyrzeczeniami i znaczącym wysiłkiem. Jako absolwent neoklasycznego gimnazjum w Kałuszu musiał uzupełnić swoje wykształcenie dodatkową pracą nad przedmiotami ścisłymi, szczególnie matematyką i fizyką.

Pierwszy rok studiów utwierdził go tylko w przekonaniu, że znalazł się w niewłaściwym miejscu. Studia techniczne nużyły go ogromnie, a kontakty z rówieśnikami studiującymi na Wydziale Lekarskim UJ skłaniały go ku medycynie. W końcu postanowił zrezygnować z obranego pierwotnie kierunku. Po rozmowie z ojcem uzyskał nie tylko jego zgodę, ale i pełne wsparcie w wysiłkach zmierzających do zmiany uczelni. Dzięki temu w 1932 roku mógł rozpocząć studia medyczne na Uniwersytecie Jana Kazimierza we Lwowie. Ukończył je po sześciu latach, a w roku 1939, roku wojny, uzyskał tytuł doktora na podstawie rozprawy „O właściwościach koloidopeptycznych komórek rogówki”. Okupację, najpierw radziecką, później niemiecką, spędził we Lwowie, nieprzerwanie pracując jako lekarz. W roku 1944, po zajęciu Lwowa przez Armię Radziecką, został zmobilizowany w szeregi II Armii Wojska Polskiego i znalazł się w Lublinie. Z tym miastem związał się już do końca życia. Tu rozpoczął pracę na Wydziale Lekarskim nowo powstałego Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, który w 1950 roku został przekształcony w Akademię Medyczną w Lublinie. Od 1948 roku tworzył od podstaw lubelską klinikę okulistyki, najpierw jako adiunkt, później jako docent, w końcu jej profesor. Po ponad trzydziestu latach pracy, w 1980 roku, przeszedł w stan spoczynku. Zmarł osiem lat później.

Myśl o krioekstrakcji

Pozostawił po sobie dorobek badawczy obejmujący znaczące prace z zakresu diagnostyki i leczenia schorzeń rogówki, siatkówki oraz soczewki. Był autorem szeregu nowych technik zabiegowych, jak również modyfikacji już istniejących. Odnosił sukcesy w leczeniu urazów oka, potwierdzając tym samym doskonałe przygotowanie teoretyczne i duże, zdobyte w ciągu lat, doświadczenie praktyczne. Potrafił w umiejętny sposób łączyć zagadnienia teoretyczne z codzienną praktyką kliniczną.

Już pod koniec lat 50. zainteresował się możliwościami, jakie daje zastosowanie niskich temperatur w zabiegach okulistycznych. Miały one w prostej linii doprowadzić do opracowania krioekstrakcji, czyli zabiegu usuwania zaćmy z zastosowaniem czynnika termicznego. Był to istotny krok w rozwoju nie tylko chirurgii oka, lecz również innych specjalności zabiegowych, tworząc podstawy nowoczesnej kriochirurgii.

Obserwacje chłodu

Dominique Jean Larrey – wojskowy lekarz Napoleona obserwował efekty analgezji wywoływanej przez mróz podczas odwrotu Wielkiej Armii z Rosji.

Pierwsze istotne uwagi na temat praktycznych możliwości zastosowania hipotermii w medycynie poczynił w starożytności Hipokrates, który zwrócił uwagę, że obniżenie temperatury okolic rany za pomocą lodu lub śniegu zmniejsza wydatnie krwawienie i uczucie bólu. Naczelny chirurg wojsk Napoleona, baron Dominique Jean Larrey (1766-1842), jeden z największych operatorów tamtych czasów, uważany za twórcę nowoczesnej medycyny pola walki, mógł w strasznych warunkach zimowego odwrotu Wielkiej Armii z Rosji obserwować skutki długiej ekspozycji na zimno żołnierzy oraz prób ogrzania ich przy ognisku. Jednocześnie zwrócił uwagę, że obniżenie temperatury na kończynie przygotowanej do amputacji wydatnie zmniejsza uczucie bólu.

W pierwszej połowie XIX stulecia angielski lekarz James Arnott (1797-1883) eksperymentował, stosując mieszaninę lodu i chlorku sodu, by sprawdzić, czy i jak zimno wpływa na ograniczanie rozrostu tkanki nowotworowej oraz czy może być pomocne w uśmierzaniu konkretnych ognisk bólu. Za Arnottem poszli inni, prowadząc badania doświadczalne na zwierzętach i w warunkach klinicznych nad obniżeniem temperatury całego ciała i wybranych tkanek oraz narządów. Wyniki takiego postępowania były różne i nie dawały ostatecznej odpowiedzi w kwestii przydatności krioterapii w medycynie.

Początek XX wieku przyniósł zastosowanie skroplonego tlenu w terapii zmian skórnych. W roku 1905 niemiecki dermatolog Fritz Juliusberg (1872-1939) wprowadził do medycyny pojęcie krioterapii. W dwudziestoleciu międzywojennym wzrosło zainteresowanie wykorzystaniem technik krioterapeutycznych w leczeniu ogólnym. Pierwszy dobrze udokumentowany przypadek ich zastosowania w okulistyce miał miejsce w 1933 roku, kiedy Giambattista Bietti (1907-1977) użył czynnika termicznego, by domknąć otwór w siatkówce. W roku 1935 Richard Deutschmann (1852-1935) zastosował niską temperaturę w przypadku zaopatrzenia rozwarstwienia siatkówki. Były to bez wątpienia początki nowoczesnej kriochirurgii oka. Jednak prawdziwy przełom nastąpił już po zakończeniu wojny.

Ekspresowe badania

Jak wspominał prof. Krwawicz, sama idea, by zastosować niską temperaturę w zabiegu usuwania zaćmy, zrodziła się podczas prac eksperymentalnych, w których starano się określić, jakie są możliwości przechowywania przygotowanych do przeszczepu rogówek i soczewek poddanych liofilizacji. Najpierw jednak należało znaleźć sposób na wydobycie z oka zwierząt doświadczalnych soczewki w taki sposób, by jej podczas tej czynności nie uszkodzić. Jak podkreślał prof. Krwawicz, już tutaj pojawiła się trudność, gdyż nawet przy najostrożniej prowadzonej manipulacji w większości przypadków dochodziło do uszkodzenia torebki. Jedną z metod, jaką wówczas postanowiono zastosować, by przezwyciężyć ten kłopot, było zamrożenie soczewki przed jej usunięciem. Za pomocą zwykłego miedzianego drutu, którego koniec zanurzono w suchym lodzie i alkoholu metylowym, starano się zamrozić odsłoniętą soczewkę. W trakcie zamrażania soczewki zaobserwowano ścisłe przyleganie torebki i masy podtorebkowej do powierzchni drucika. Co więcej, stwierdzono wówczas, że tak przygotowanym przyrządem można było zamrozić tylko stosunkowo niewielką powierzchnię, a zatem o zestaleniu całej soczewki nie było mowy. Prof. Krwawicz nie krył zawodu, pewien, iż testowana przez niego metoda okazała się całkowicie bezużyteczna. Kiedy jednak starano się usunąć drucik i oderwać go od powierzchni soczewki, okazało się to niemożliwe. Przyrząd mocno związał się z zamrożoną torebką i częścią mas podtorebkowych. Prof. Krwawicz wspominał, że o wiele prościej było w tych warunkach przemieszczać soczewkę, niż zerwać z nią kontakt. Zjawisko adhezji utrzymywało się dość długo, dzięki czemu zyskiwano czas na swobodne manewrowanie soczewką. I to wówczas zakiełkowała myśl wykorzystania niskiej temperatury w zabiegach chirurgicznych oka, szczególnie w operacjach zaćmy, którą można było tym sposobem uchwycić.

Kolejne miesiące poświęcono na badania zmierzające do opracowania metody zabiegowej i na skonstruowanie właściwego narzędzia. Już w 1959 roku wykonano pierwszy zabieg usunięcia zmętniałej soczewki u człowieka. Tak wczesne wprowadzenie krioekstrakcji, niemal z dnia na dzień po eksperymentach na zwierzętach, było obarczone znacznym ryzykiem. Nie potrafiono bowiem przewidzieć ani faktycznej siły adhezji, dokładnego czasu jej trwania, ani skutków działania niskiej temperatury na sąsiadujące tkanki. Znano oczywiście, i to już od dość dawna, zniszczenia, jakie mogą powstać w materii żywej poddanej działaniu niskich temperatur. Nie potrafiono jednak przewidzieć, jaki będzie końcowy efekt w przypadku tak prowadzonych zabiegów okulistycznych. Szczęśliwie wszystko kończyło się pomyślnie, a kolejne operacje przynosiły potwierdzenie skuteczności tego rozwiązania.

Udoskonalanie metody

Pierwsze doniesienia o sukcesach lubelskiego zespołu podano podczas XXVII Zjazdu Polskiego Towarzystwa Okulistycznego, w Poznaniu w 1960 roku. Wystąpienie prof. Krwawicza wywołało ożywioną dyskusję. Zdawano sobie już wówczas sprawę, że oto otwiera się nowy rozdział w dziejach chirurgii. W 1961 roku prof. Krwawicz ostatecznie dopracował metalową sondę, którą zanurzano w mieszaninie alkoholu i zestalonego dwutlenku węgla, by następnie jej końcówkę wprowadzić wewnątrztorebkowo podczas zabiegu ekstrakcji zaćmy. Sondy stanowiły główną część opracowanego przez zespół prof. Krwawicza urządzenia, które kształtem przypominało aplikator. Przy jego konstrukcji zastosowano przede wszystkim miedź, ze względu na doskonałe cechy termicznego przewodnictwa. Miedź następnie poddano niklowaniu. Samo urządzenie, nazwane krioekstraktorem (cryoextractor), spisywało się dobrze i było niemal bezustannie poddawane modyfikacjom.

Najważniejszym problemem, z jakim borykał się zespół prof. Krwawicza, był stosunkowo krótki czas efektywnego obniżenia temperatury. Wymuszało to na operatorach pewien pośpiech w prowadzeniu zabiegu, a tym samym mogło obniżyć skuteczność poczynań chirurgów. Niebawem południowoafrykański oftalmolog Selig Percy Amoils (ur. 1933), podążając drogą wytyczoną przez zespół lubelski, ulepszył sondę, wprowadzając jako chłodziwo ciekły podtlenek azotu i skroplony tlenek węgla, jak również wprowadzając szereg ulepszeń technicznych w samych krioekstraktorach.

I jakkolwiek nie brakowało osób sceptycznie nastawionych do takiego postępowania operacyjnego, to jego zalety nader szybko zostały wykazane w praktyce leczniczej. Na przestrzeni kilku lat zamrażanie rogówki w trakcie usuwania zaćmy stało się powszechnie stosowaną metodą. Już w 1962 roku postanowiono wykorzystać niską temperaturę w zabiegach mających powstrzymać proces odwarstwiania się siatkówki. W rok później podjęto pierwsze próby zastosowania krioekstrakcji w leczeniu operacyjnym zaćmy wrodzonej, jak również jaskry. Kriochirurgia stała się faktem.