Привычное всем лечение при переломах — наложение гипсовой повязки и/или шины: и то и другое удерживает обломки или концы сломанной кости, пока они срастаются друг с другом. Собственно, кость лечит сама себя, и считается, что её при этом лучше не беспокоить. Процессы, происходящие в «самолечащейся» кости, довольно сложны. В общих чертах там происходит следующее: в месте перелома возникает так называемая костная мозоль, представляющая собой комок из хрящевой и мягкой, неминерализованной костной ткани. Костная мозоль нужна, чтобы соединить края кости. Затем начинается постепенное отвердевание, ткань в месте перелома меняет структуру и из достаточно мягкой и рыхлой становится твёрдой. Главные «действующие лица» здесь — клетки надкостницы (соединительнотканной плёнки, окружающей кость снаружи); вскоре после перелома они начинают бурно делиться, приобретая различную специализацию, производя хрящ, костное вещество и т. д.
Молекулярные и клеточные процессы в повреждённой кости идут весьма интенсивно. Однако со времён Гиппократа костную ткань считали инертной, малоактивной (очевидно, сказывалось обычное представление, что твёрдый материал, подобный камню, не может быть таким же «живым», как другие органы тела). И если она столь инертна, то её лучше не беспокоить и просто замотать в гипс на несколько недель, а то и месяцев, проведя это время по возможности неподвижно. Илизаров же ещё на заре медицинской карьеры, работая врачом в районной больнице в селе Долговка Курганской области, задумался о том, может ли кость регенерировать так же быстро и эффективно, как это происходит с мышцами и кожей. В научной литературе он никакого обнадёживающего ответа на свой вопрос не нашёл: известные ортопеды того времени констатировали, что переломы срастаются очень медленно, потому что, в отличие от других тканей организма, кость обладает пониженной способностью к восстановлению. Но может быть, медленное восстановление — следствие несовершенных медицинских методов? Ведь гипсовая повязка не обеспечивает полного сопоставления отломков, а повреждённая кость в гипсе нередко неправильно срастается. Более надёжным способом было бы прошить и закрепить костные отломки спицами, но на чём будут держаться эти спицы?
Однажды, когда доктора Илизарова вызвали к очередному больному, добираться пришлось в телеге, запряжённой лошадью. Поездка была долгой, и техническая идея родилась при взгляде на обычную лошадиную сбрую. Не прикасаясь к шее животного, она жёстко фиксировала положение оглобель с помощью хомута и дуги. «Прототип» аппарата Гавриил Абрамович сделал из подручных материалов: сломал черенок лопаты пополам, выше и ниже слома прошил велосипедными спицами, соединив их затем дугами для скелетного вытяжения. Такая конструкция не только позволяла бы прочно закрепить костные отломки, но и обеспечивала достаточно большую подвижность повреждённой конечности. Двигая сломанной ногой, человек поддерживал бы в ней активное кровообращение, и костная ткань быстрее бы восстанавливалась.
Чтобы довести устройство до ума, Илизарову, по его словам, нужно было вникнуть в доселе неведомые ему науки: сопромат, механику, биомеханику, — а всё потому, что в литературе, даже в той, за которой приходилось ездить в московские библиотеки, подобные идеи мало кто обсуждал. Позже, когда настало время проверить теоретические наработки в реальности, Гавриилу Абрамовичу пришлось освоить и слесарное дело. Окончательно же конструкция аппарата сложилась, когда Илизарову пришла в голову мысль удерживать спицы в заданном положении стальными кольцами. Полностью готовый к использованию аппарат помогли изготовить слесари трикотажной фабрики, а первым его испытателем стала Мария Крошакова, которая 15 лет ходила на костылях. Через несколько дней после операции она уже могла ходить сама, а на четвёртой неделе выписалась из больницы. Кости срослись за три недели: если бы её лечили обычными методами, принятыми в то время в травматологии, больной пришлось бы ждать от четырёх до шести месяцев. Затем последовали другие операции, и стало окончательно ясно, что способ фиксации костных фрагментов спицами, особенно при их перекрещивающемся направлении, имеет преимущество перед другими методами в смысле скорости излечения и, кроме того, является малотравматичным и безопасным — ни у одного из оперированных больных не было осложнений.
Первоначально используя аппарат для сращивания переломов, Илизаров заметил, что в совмещённых и закреплённых поверхностях намечается рост молодой кости, то есть просто соединением, зарастанием перелома дело не ограничивалось, костной ткани становилось пусть и ненамного, но больше, чем было раньше. Выше мы говорили, что восстановление повреждённой кости происходит через стадию костной мозоли, в которой смешаны хрящ и остеоидная (мягкая костная) ткань. На рентгеновских снимках было видно, как в месте перелома, прямо в центре зоны, образованной хрящевым белком коллагеном, формируются тяжи настоящей костной ткани, которые потом начинают расти в стороны, прямо к костным отломкам. И, что самое главное, такой рост шёл при растяжении костных фрагментов, то есть когда костная мозоль в месте перелома испытывала механическое напряжение. Потом, когда напряжение исчезало, новая костная ткань после некоторых превращений становилась такой же, как обычная зрелая кость.
Напомним, что разработанный Илизаровым аппарат во много раз ускорял срастание костей, и, очевидно, такое ускорение происходило как раз потому, что конечностью во время лечения можно было двигать и эти движения вместе с особой конструкцией аппарата обеспечивали механическое воздействие, стимулирующее костную регенерацию. Следующим шагом было приспособить аппарат к исправлению костных деформаций. Случаи искривления костей весьма нередки, иногда такие аномалии бывают врождёнными, иногда они возникают вследствие переломов и неудачного лечения; кроме того, случается, что кости у человека оказываются ненадлежащей, непропорциональной величины. Скелетные деформации и недостаточная длина костей довольно сильно осложняют жизнь, и, самое главное, долгое время было непонятно, что с такими анатомическими аномалиями делать. В первой половине XX века некоторые врачи пытались нащупать метод лечения и кое-кто даже начинал двигаться по пути Илизарова, однако довести дело до конца никому не удавалось, да и попытки удлинить или выпрямить кость оказывались сопряжены с огромным риском инфекционных, воспалительных и прочих осложнений.
В тех случаях, когда требуется подправить костную анатомию, всё сводится к тому, чтобы нужное количество костной ткани сформировалось в нужное время и в нужном месте. И аппарат Илизарова позволяет с высочайшей точностью управлять этим процессом. Например, нам необходимо удлинить ногу. Если мы после операции по рассечению кости начнём растягивать её части слишком быстро, костная ткань в месте сращения не будет успевать созревать, настоящей кости там просто не получится. Если же, наоборот, растяжение будет слишком медленным, всё в буквальном смысле закостенеет раньше времени. Конструкция аппарата позволяет выполнить эту задачу с ювелирной точностью: его кольца и спицы распределяют механическое напряжение между самим аппаратом и костью так, что в том месте, где кость растёт, механического напряжения оказывается ровно столько, сколько нужно. Силу, действующую в зоне формирования кости, можно увеличивать ежедневно как раз настолько, чтобы поддерживать правильный рост. Кроме того, аппарат позволяет проводить манипуляции с костью снаружи, без повторных операций. Осложнения тут тоже бывают, но их риск неизмеримо меньше, чем при традиционных методах ортопедической хирургии.
Изобретённый метод получил название чрескостного компрессионного остеосинтеза, но, хотя в клинической практике с его помощью удалось добиться выдающихся и, что не менее важно, воспроизводимых результатов, признали его далеко не сразу. Илизаров рассказывал, как на одной из конференций, где он впервые докладывал свои результаты, ему кто-то по-дружески посоветовал завышать сроки, чтобы в метод скорее поверили, потому что та стремительность излечения, о которой он говорит, просто не умещалась в сознании. Впрочем, Гавриил Абрамович полагал, что факты рано или поздно перевесят, и потому административным усилиям предпочитал из года в год набирать доказательный материал. Хотя впервые аппарат был применён в 1951 году, лишь в 1965-м учёный совет Минздрава РСФСР наконец согласился с использованием его в клинике. Долгожданная защита диссертации, которая должна была окончательно утвердить новый метод в глазах научно-медицинского сообщества, состоялась только в 1968 году.
В том же 1968 году к Илизарову на лечение попадает олимпийский чемпион по прыжкам в высоту Валерий Брумель, который ранее выдержал несколько безуспешных операций в связи с остеомиелитом большеберцовой кости, развившимся из-за тяжёлой травмы. После того как новостные агентства более чем двадцати стран мира передали репортаж с тренировки Брумеля, который в буквальном смысле встал на ноги в клинике Илизарова, слава Гавриила Абрамовича начала стремительно расти. Популяризации метода Илизарова в мире помог ещё один известный пациент — итальянский путешественник, журналист, телеоператор Карло Маури, участвовавший в экспедиции Тура Хейердала в качестве оператора. За 20 лет до приезда к Илизарову Маури сломал ногу, сорвавшись с ледника. Перелом был осложнён остеомиелитом и укорочением конечности. Операции в знаменитых клиниках мира не помогли, а аппарат Илизарова, как и его создатель, снова оказались на высоте. Слова самого К. Маури красноречиво передают его эмоции и, надо думать, эмоции всех, кто обращался к Гавриилу Абрамовичу и его врачам: «Что касается моего кумира Илизарова, то считаю — он Микеланджело ортопедии! Клиника Илизарова — это надежда. Впервые за 20 лет я купил себе в Кургане обычные ботинки. Это грандиозно! Двадцать лет мне приходилось с трудом заказывать и носить ортопедическую обувь. Я ещё не очень привык наступать на вылеченную, теперь уже нормальной длины ногу, но могу уверенно сказать — моё путешествие уже началось. Итак, я возвращаюсь домой, в Италию, оставляя в вашей стране второй дом, Курган». Находясь на лечении, Карло Маури начал писать книгу о Советском Союзе, центральное место в которой отведено Г. А. Илизарову.
В дальнейшем интерес к работам Илизарова только рос — как и всякое по-настоящему крупное научное открытие, его метод дал начало целому направлению в медицине. С одной стороны, продолжаются исследования общебиологического свойства тканей отвечать на дозированное растяжение ростом и регенерацией — то, что называется эффектом Илизарова. С другой стороны, конструкция аппарата такова, что его можно совершенствовать и приспосабливать к самым разным случаям. В медицине, как мы знаем, важен индивидуальный подход, и метод Илизарова как раз и помогает реализовать его: устройство аппарата позволяет каждый раз собирать персональную модель, подходящую для конкретного больного. (И одной только ортопедией дело не ограничивается: хотя обычно про аппарат Илизарова вспоминают в связи с удлинением костей ног или сращением переломов в них, сейчас его часто используют также и в челюстно-лицевой хирургии, когда, к примеру, нужно увеличить размер нижней челюсти.)
Изучением метода Илизарова занимается множество ортопедических организаций, среди которых и всемирная организация ASAMI International (ASAMI — Association for the Study and Application of the Methods of Ilizarov), а в базе данных Scopus, в которой собраны сведения о цитируемости научных статей, зарегистрированы 4044 ссылки на 16 работ Илизарова, причём за период с 2011 года — 907 цитат. Статья «The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues. Part I. The influence of stability of fixation and soft-tissue preservation», опубликованная в 1989 году в американском журнале «Clinical Orthopaedics and Related Research», процитирована 1166 раз. Ещё при жизни Г. А. Илизарова было зарегистрировано более 300 отечественных разновидностей его аппарата, а наша страна занимала первое место в мире по конструкторским разработкам в области остеосинтеза, причём 80% из них основывались на методе чрескостного остеосинтеза. Сам Гавриил Абрамович — автор 208 изобретений, 18 из них запатентованы в 10 странах, ему присвоены звания заслуженный изобретатель РСФСР и заслуженный изобретатель СССР.
Главным российским и мировым центром изучения метода Илизарова стал созданный Гавриилом Абрамовичем в 1971 году Курганский научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической ортопедии и травматологии (ныне — Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г. А. Илизарова). За 45 лет его существования здесь получили помощь более 170 000 пациентов с тяжёлыми ортопедическими заболеваниями, с травмами и их последствиями. Здесь же сформирована научная школа академика Илизарова: научные сотрудники и врачи центра защитили 312 диссертаций, опубликовали более 10 000 научных работ, получили 988 патентов на изобретения. На образовательной базе центра подготовлено 110 аспирантов и 200 ординаторов, по программам высшего и дополнительного профессионального образования прошли обучение 9100 курсантов из 75 стран (в том числе 420 врачей из США, 279 — из Японии, 251 — из Великобритании, 242 — из Республики Корея).
В настоящее время в центре внедряется программа, которая позволяла бы учитывать одновременно и возрастные изменения пациентов, и тяжесть их состояния. Больные со сложными многокомпонентными патологиями могут получать полноценную реабилитацию от рождения до глубокой старости.
