Biografie von John Heysham Gibbon Jr., Erfinder der Herz-Lungen-Maschine

John Heysham Gibbon Jr. (29. September 1903 - 5. Februar 1973) war ein US-amerikanischer Chirurg, der für die Entwicklung der ersten Herz-Lungen-Maschine bekannt war. Er bewies die Wirksamkeit des Konzepts im Jahr 1935, als er bei einer Operation an einer Katze eine externe Pumpe als künstliches Herz verwendete. Achtzehn Jahre später führte er die erste erfolgreiche Operation am offenen Herzen eines Menschen mit seiner Herz-Lungen-Maschine durch.

Schnelle Fakten: John Heysham Gibbon

• Bekannt für: Erfinder der Herz-Lungen-Maschine
• Geboren: 29. September 1903 in Philadelphia, Pennsylvania
• Eltern: John Heysham Gibbon Sr., Marjorie Young
• Ist gestorben: 5. Februar 1973 in Philadelphia, Pennsylvania
• Bildung: Princeton University, Jefferson Medical College
• Auszeichnungen und Ehrungen: Distinguished Service Award vom International College of Surgery, Stipendium vom Royal College of Surgeons, Gairdner Foundation International Award von der University of Toronto
• Ehepartner: Mary Hopkinson
• Kinder: Mary, John, Alice und Marjorie

Frühes Leben von John Gibbon

Gibbon wurde am 29. September 1903 in Philadelphia, Pennsylvania, als zweites von vier Kindern des Chirurgen John Heysham Gibbon Sr. und Marjorie Young geboren. Er erwarb seinen B.A. 1923 an der Princeton University in Princeton, New Jersey, und 1927 an der Jefferson Medical College in Philadelphia. 1929 beendete er sein Praktikum am Pennsylvania Hospital. Im folgenden Jahr ging er als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Chirurgie an die Harvard Medical School.

Gibbon war ein Arzt der sechsten Generation. Einer seiner Großonkel, Brig. General John Gibbon wird in der Schlacht von Gettysburg durch ein Denkmal für seine Tapferkeit auf Seiten der Union erinnert, während ein anderer Onkel in derselben Schlacht Brigade-Chirurg für die Konföderation war.

1931 heiratete Gibbon Mary Hopkinson, eine chirurgische Forscherin, die ihm bei seiner Arbeit behilflich war. Sie hatten vier Kinder: Mary, John, Alice und Marjorie.

Frühe Experimente

Es war der Verlust einer jungen Patientin im Jahr 1931, die trotz einer Notoperation wegen eines Blutgerinnsels in der Lunge starb, der Gibbons Interesse weckte, ein künstliches Gerät zur Umgehung von Herz und Lunge zu entwickeln und effektivere Herzoperationstechniken zu ermöglichen. Gibbon glaubte, dass viele andere Patienten gerettet werden könnten, wenn Ärzte bei Lungenoperationen Blut mit Sauerstoff versorgen könnten.

Während er von allen, mit denen er das Thema ansprach, davon abgehalten wurde, setzte Gibbon, der ein Talent für Ingenieurwesen und Medizin besaß, seine Experimente und Tests unabhängig fort.

1935 verwendete er einen Prototyp einer Herz-Lungen-Bypass-Maschine, die die Herz- und Atmungsfunktionen einer Katze übernahm und diese 26 Minuten lang am Leben hielt. Gibbons Militärdienst im China-Burma-India-Theater im Zweiten Weltkrieg unterbrach seine Forschungen vorübergehend, aber nach dem Krieg begann er eine neue Reihe von Experimenten mit Hunden. Damit seine Forschungen jedoch auf den Menschen übergehen können, würde er Hilfe von Ärzten und Ingenieuren an drei Fronten benötigen.

Hilfe kommt an

1945 baute der amerikanische Herzchirurg Clarence Dennis eine modifizierte Gibbon-Pumpe, die eine vollständige Umgehung von Herz und Lunge während der Operation ermöglichte. Die Maschine war jedoch schwer zu reinigen, verursachte Infektionen und erreichte niemals menschliche Tests.

Dann kam der schwedische Arzt Viking Olov Bjork, der einen verbesserten Oxygenator mit mehreren rotierenden Scheiben erfand, über den ein Blutfilm injiziert wurde. Sauerstoff wurde über die Scheiben geleitet, um einem erwachsenen Menschen eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu gewährleisten.

Nachdem Gibbon vom Militärdienst zurückgekehrt war und seine Forschung wieder aufgenommen hatte, traf er Thomas J. Watson, CEO von International Business Machines (IBM), das sich als führendes Unternehmen für Computerforschung, -entwicklung und -herstellung etablierte. Watson, der als Ingenieur ausgebildet wurde, zeigte Interesse an Gibbons Herz-Lungen-Maschinen-Projekt, und Gibbon erläuterte seine Ideen ausführlich.

Kurz darauf traf ein Team von IBM-Ingenieuren am Jefferson Medical College ein, um mit Gibbon zusammenzuarbeiten. Bis 1949 hatten sie eine funktionierende Maschine - das Modell I -, die Gibbon an Menschen ausprobieren konnte. Die erste Patientin, ein 15 Monate altes Mädchen mit schwerer Herzinsuffizienz, überlebte den Eingriff nicht. Eine spätere Autopsie ergab, dass sie einen unbekannten angeborenen Herzfehler hatte.

Bis Gibbon einen zweiten wahrscheinlichen Patienten identifizierte, hatte das IBM-Team das Modell II entwickelt. Es wurde eine raffinierte Methode angewendet, bei der Blut über eine dünne Folie geleitet und mit Sauerstoff angereichert wurde, und nicht die Wirbeltechnik, die möglicherweise Blutkörperchen schädigen könnte. Mit der neuen Methode wurden 12 Hunde während Herzoperationen länger als eine Stunde am Leben gehalten, um den Weg für den nächsten Schritt freizumachen.

Erfolg beim Menschen

Es war Zeit für einen weiteren Versuch, diesmal an Menschen. Am 6. Mai 1953 unterzog sich Cecelia Bavolek als erste Person erfolgreich einer Bypass-Operation am offenen Herzen, wobei das Modell II ihre Herz- und Lungenfunktionen während des Eingriffs vollständig unterstützte. Die Operation schloss einen gravierenden Defekt zwischen den oberen Herzkammern des 18-Jährigen. Bavolek war 45 Minuten mit dem Gerät verbunden. 26 Minuten lang war ihr Körper völlig von den künstlichen Herz- und Atemfunktionen des Geräts abhängig. Es war die erste erfolgreiche intrakardiale Operation dieser Art an einem menschlichen Patienten.

Bis 1956 beseitigte IBM, auf dem besten Weg, die noch junge Computerindustrie zu beherrschen, viele seiner Nicht-Kernprogramme. Das Engineering-Team wurde aus Philadelphia zurückgezogen - jedoch nicht vor der Herstellung des Modells III - und das riesige Feld der biomedizinischen Geräte anderen Unternehmen wie Medtronic und Hewlett-Packard überlassen.