Questo articolo celebra la straordinaria vita e i traguardi del dottor Fedor A. Serbinenko, il neurochirurgo pioniere che inventò l'embolizzazione a palloncino negli anni '60. Il suo lavoro, sviluppato in condizioni difficili nell'ex Unione Sovietica, ha rivoluzionato radicalmente il modo in cui i medici trattano le patologie vascolari cerebrali complesse come aneurismi e fistole, dando vita all'intero campo della neurochirurgia endovascolare. Grazie a un'incredibile perseveranza durante nove anni di sviluppo, le sue tecniche sono state successivamente impiegate per valutare e trattare oltre 3.000 pazienti, offrendo un'alternativa meno invasiva alla chirurgia cerebrale aperta per innumerevoli persone in tutto il mondo.

Il Padre del Trattamento Moderno dei Vasi Cerebrali: La Storia del Dottor Fedor Serbinenko

Indice

• Introduzione: Una Rivoluzione Medica
• Vita e Formazione
• Un'Osservazione Casuale che Cambiò la Medicina
• Sviluppo del Catetere a Palloncino
• Le Prime Procedure di Successo
• Fondazione di una Nuova Specialità Medica
• Impatto Globale e Riconoscimenti
• L'Uomo Dietro la Medicina
• Informazioni sulla Fonte

Introduzione: Una Rivoluzione Medica

È difficile immaginare il trattamento moderno delle patologie vascolari cerebrali senza il campo della neurochirurgia endovascolare. Questa specialità consente ai medici di trattare problemi complessi come aneurismi cerebrali, malformazioni artero-venose (MAV - grovigli anomali di vasi sanguigni) e fistole carotido-cavernose (FCC - connessioni anomale tra arterie e vene dietro l'occhio) dall'interno dei vasi stessi, evitando la chirurgia cerebrale aperta.

La varietà di patologie oggi trattate dai neurointerventisti è impressionante, spaziando dai tumori vascolari alla gestione dell'ictus. I medici odierni utilizzano strumenti avanzati come cateteri idrofilici intrecciati, spirali complesse per aneurismi e stent vascolari progettati per i delicati vasi cerebrali. Tuttavia, appena 5-6 anni prima della stesura di questo articolo nel 2000, molti di questi dispositivi non esistevano o erano ancora in fase di sviluppo.

Venti anni prima di questo articolo, solo pochi medici in tutto il mondo eseguivano queste procedure utilizzando tecnologie rudimentali guidate da sistemi di imaging primitivi. Questo articolo racconta la storia del pioniere che ha dato inizio a tutto: Fedor Serbinenko, che sviluppò terapie innovative basate su catetere per le malattie neurovascolari più di 30 anni prima nella Russia sovietica, in condizioni enormemente difficili.

Vita e Formazione

Fedor Andreevitch Serbinenko nacque il 24 maggio 1928 nel piccolo villaggio di Dmitriovsk nella regione di Stavropol nel Caucaso settentrionale, in quella che allora era l'Unione Sovietica. Da bambino, la sua famiglia si trasferì a Mineralnye Vody, dove suo padre lavorava come meccanico nel mulino locale e sua madre era casalinga.

I suoi studi medi furono interrotti dalla Seconda Guerra Mondiale (chiamata Grande Guerra Patriottica in Russia), durante la quale suo fratello maggiore, Yuri, fu ucciso. Suo padre, anch'egli soldato, sopravvisse alla guerra. Per sostenere la madre e la nonna durante gli anni del conflitto dal 1941 al 1945, il giovane Serbinenko iniziò a lavorare all'età di 14 anni come apprendista macchinista.

Dopo la guerra, continuò a lavorare come macchinista ma studiò anche di notte, completando la scuola secondaria con lode nel 1948. Fu quindi ammesso al Primo Istituto Medico di Mosca I.M. Sechenov, dove fu uno studioso e atleta entusiasta, eccellendo nella pallavolo, nel nuoto e nel pattinaggio su ghiaccio.

Le difficoltà economiche nella Russia del dopoguerra costrinsero Serbinenko a lavorare frequentemente in attività extracurriculari che comportavano un duro lavoro fisico. Nonostante ciò, mantenne una perfetta frequenza alla scuola di medicina. Già al terzo anno di medicina, si interessò alla ricerca scientifica in ambito chirurgico, farmacologico e urologico.

Quando si laureò in medicina nel 1954, ricevette un incarico come interno dell'Accademia delle Scienze Mediche presso l'Istituto di Neurochirurgia N.N. Burdenko a Mosca, dove ha lavorato ininterrottamente per i 44 anni successivi al momento della stesura di questo articolo. L'Istituto Burdenko era rinomato come il centro preminente per le neuroscienze dell'Unione Sovietica.

Divenne presto evidente che Serbinenko possedeva innate capacità tecniche e intellettuali superiori che gli offrivano il potenziale per una carriera chirurgica eccezionale. Questo fu immediatamente riconosciuto dai suoi mentori, i professori A. Shlykov e M.A. Salazkin, due dei principali neurochirurghi sovietici dell'epoca. Incoraggiarono Serbinenko a coinvolgersi nell'angiografia cerebrale percutanea, che a quel tempo veniva eseguita mediante puntura diretta delle arterie carotidea e vertebrale.

Serbinenko divenne presto un esperto in questa tecnica, portandolo a interessarsi alla patologia neurovascolare. Nel 1957, divenne candidato al dottorato in neuroscienze. Una parte della sua tesi fu dedicata allo studio della fisiopatologia e delle manifestazioni cliniche delle FCC. Propose un nuovo sistema di classificazione per le FCC basato sulla loro influenza sulla circolazione cerebrale, che stimolò la sua immaginazione nella ricerca di opzioni terapeutiche alternative.

Un'Osservazione Casuale che Cambiò la Medicina

Nel 1959, durante le celebrazioni del Primo Maggio nella Piazza Rossa di Mosca, l'attenzione di Serbinenko fu attratta dai palloncini riempiti di elio tenuti dai bambini. Notò come questi palloncini fossero facilmente manovrabili con semplici manipolazioni delle loro corde. Iniziò a chiedersi se un minuscolo palloncino all'estremità di un lungo catetere potesse essere similmente manovrato e navigato per via intravascolare per il blocco diagnostico o terapeutico di un vaso.

Questa semplice osservazione mise in moto una rivoluzione medica. Serbinenko organizzò presto un piccolo laboratorio per investigare materiali potenziali per la creazione di un tale catetere a palloncino. Esaminò materiali per palloncini tra cui cloruro di polivinile, polietilene, materiali in nylon, silicone e lattice. Dopo molti tentativi ed errori, creò prototipi di cateteri a palloncino in silicone e lattice.

Numerosi fallimenti in laboratorio e clinici durante i successivi 9 anni portarono a ripetuti perfezionamenti del suo design. Divenne presto evidente che, con un design migliorato e con un'attenta inflazione e deflazione del palloncino, il microcatetere a punta di palloncino aveva eccellenti capacità di direzione del flusso che permettevano la navigazione dell'anatomia vascolare tortuosa alla base cranica.

Ciò rese possibile la prima cateterizzazione intracranica efficace. Queste stesse caratteristiche di direzione del flusso permisero anche alla punta del palloncino di cercare preferenzialmente fistole artero-venose ad alto flusso e le principali arterie nutritrici delle MAV. Con l'uso di dispositivi multipli a palloncino, divenne possibile la cateterizzazione intracranica superselettiva.

Sviluppo del Catetere a Palloncino

I primi cateteri a palloncino avevano palloncini permanentemente attaccati e diametri inferiori a 1 mm. Questi dispositivi venivano introdotti attraverso aghi inseriti direttamente nell'arteria carotide cervicale. L'8 febbraio 1964, fu eseguito il primo angiogramma selettivo della carotide esterna con l'assistenza dell'occlusione temporanea della carotide interna mediante palloncino.

Da allora, l'occlusione temporanea con palloncino divenne un importante ausilio all'angiografia carotidea per puntura diretta presso l'Istituto Burdenko. Entrarono in uso due tipi di dispositivi a palloncino:

• Un dispositivo senza foro terminale utilizzato solo per occludere i vasi
• Un catetere a palloncino che non solo creava occlusione ma permetteva anche il passaggio di liquidi attraverso un lume separato, distale o prossimale al palloncino (un precursore del catetere a palloncino con perdita calibrata)

L'uso iniziale più importante dell'invenzione di Serbinenko fu l'occlusione diagnostica temporanea delle principali arterie cerebrali. Dal 1969 al 1972, Serbinenko eseguì 304 di queste procedure con solo due decessi.

L'occlusione terapeutica permanente fu realizzata utilizzando un dispositivo a palloncino senza foro terminale, gonfiato in un sito target con una miscela di polimero siliconico e polvere di tantalio per creare un materiale radiopaco che si sarebbe rapidamente trasformato in un gel stabile all'interno del palloncino e del lume distale del catetere. Ciò permise di sezionare il catetere senza rischiare la fuoriuscita di polimero dal segmento distale del catetere, che veniva lasciato in sede intra-arterialmente.

La prima occlusione vascolare di questo tipo riportata fu eseguita il 24 aprile 1970 per sacrificare un'arteria carotide interna e trattare una FCC. (Serbinenko affermò in seguito che la sua prima embolizzazione a palloncino di successo fu realizzata il 15 dicembre 1969.)

La tecnica fu migliorata gonfiando inizialmente il palloncino con materiale di contrasto iodato meno viscoso per determinare se la posizione fosse soddisfacente. Una volta confermato il corretto posizionamento, il materiale di contrasto veniva aspirato e il polimero siliconico veniva iniettato nel palloncino.

Serbinenko sviluppò successivamente un palloncino con un ingegnoso meccanismo a valvola che permetteva il distacco del palloncino dal microcatetere di rilascio applicando trazione sul catetere. Questa modifica eliminò il segmento distale del catetere attaccato utilizzato nel precedente sistema di dispiegamento.

Dal 1970 al 1973, Serbinenko eseguì 162 occlusioni vascolari cerebrali terapeutiche permanenti, trattando aneurismi, FCC e principali vasi nutritori delle MAV, con solo due decessi riportati. In seguito ideò un palloncino che incorporava una minuscola pallina d'oro radiopaca distale, che creava una punta pesante e conferiva maggiore visibilità fluoroscopica e proprietà direzionali.

Sebbene la maggior parte del suo lavoro iniziale fosse eseguito attraverso punture carotidee dirette, Serbinenko adottò in seguito la tecnica di Seldinger transfemorale per le sue procedure endovascolari. Con attenzione e metodo, accumulò un'impressionante serie di pazienti. Ad oggi, oltre 3000 pazienti sono stati valutati e/o trattati da Serbinenko utilizzando tecniche di catetere a palloncino.

Le Prime Procedure di Successo

Il lavoro di Serbinenko rese possibile, per la prima volta, terapie efficaci per una varietà di lesioni neurovascolari. I concetti fondamentali da lui pionieristicamente introdotti 30 anni prima di questo articolo per il trattamento delle FCC, delle fistole artero-venose (FAV) e degli aneurismi fusiformi inoperabili della carotide interna cavernosa rimangono oggi altrettanto validi e importanti.

La sua crescente pratica endovascolare richiese tutto il suo tempo, costringendolo ad abbandonare la neurochirurgia operativa convenzionale. Tuttavia, il suo focus sulle procedure endovascolari aprì un nuovo capitolo nell'indagine della fisiopatologia cerebrovascolare.

Con la collaborazione del neuropsicologo Alexander Luria, anch'egli dell'Istituto Burdenko, l'occlusione test con palloncino delle arterie cerebrali di Serbinenko aiutò nella mappatura cerebrale e nella valutazione pre-chirurgica di aree potenzialmente eloquenti della corteccia cerebrale. Queste occlusioni temporanee con palloncino, simili agli attuali test di Wada selettivi eseguiti con l'iniezione di sodio amytal, furono integrate da studi elettrofisiologici e biochimici.

Fondazione di una Nuova Specialità Medica

A loro merito, altri ricercatori negli anni '60 e primi anni '70 avevano riportato o proposto l'uso di tecniche endovascolari per trattare lesioni neurovascolari. Tra questi vi erano Luessenhop e Spence, che embolizzarono terapeuticamente MAV cerebrali e tentarono di trattare un aneurisma carotideo sopraclinoideo utilizzando un palloncino siliconico intravascolare; Alksne e Fingerhut, che eseguirono l'embolizzazione transarteriale assistita magneticamente di aneurismi sperimentali canini; e Prolo e Hanbery, che descrissero l'occlusione transluminale di una FCC utilizzando un palloncino non staccabile.

Il lavoro di questi primi ricercatori fu visionario, ma l'invenzione del catetere a palloncino da parte di Serbinenko negli anni '60 e il conseguimento della prima occlusione permanente con palloncino di un vaso intracranico ottenuta nel 1969 con il suo dispositivo furono gli eventi seminali che segnarono la nascita della neurochirurgia endovascolare.

Impatto e riconoscimento globale

Nel 1971, al primo Congresso Neurochirurgico Pan-Sovietico tenutosi a Mosca, Serbinenko presentò la sua esperienza cumulativa in ambito endovascolare. Nello stesso anno, pubblicò il suo articolo fondamentale descrivendo l'uso del suo catetere a palloncino per la diagnosi e il trattamento dei disturbi cerebrovascolari.

Nonostante le barriere allo scambio di idee tra Est e Ovest create dalla Guerra Fredda, tali concetti rivoluzionari non poterono non avere un impatto sul pensiero medico mondiale. Nel 1974, un altro articolo che riportava i suoi risultati di neurochirurgia endovascolare fu pubblicato sul Journal of Neurosurgery.

Da allora, l'Istituto Burdenko divenne una meta per i medici stranieri desiderosi di osservare le tecniche neurointerventistiche. Il riconoscimento del lavoro di Serbinenko creò opportunità per altri neurointerventisti sovietici, tra cui Y.N. Zubkov dell'Istituto di Neurochirurgia A.L. Polenov di Leningrado e V.I. Shcheglov dell'Istituto di Ricerca di Neurochirurgia di Kiev.

Il lavoro di Serbinenko generò numerose innovazioni da parte di altri ricercatori in tutto il mondo, portando a un'esplosione tecnologica e all'attuale ampia applicazione delle tecniche neurointerventistiche. Alla fine degli anni '70 e all'inizio degli anni '80, Debrun et al. riportarono i loro risultati utilizzando il palloncino in lattice Debrun nel trattamento degli aneurismi cerebrali e delle fistole carotido-cavernose (FCC).

L'introduzione di cateteri a palloncino non distaccabili rese pratiche le occlusioni test con palloncino delle arterie carotidi e vertebrali. Lo stesso tipo di dispositivo è stato utilizzato per la protezione con palloncino della circolazione cerebrale durante le procedure di angioplastica e stenting carotideo.

Il palloncino a perdita calibrata (una variante dell'invenzione di Serbinenko) consentì l'arresto del flusso in anterogrado all'interno delle arterie afferenti di malformazioni artero-venose (MAV) durante l'embolizzazione del nido della MAV con un agente adesivo liquido. Il successivo sviluppo di microcateteri flessibili a flusso diretto e su guida ampliò notevolmente il ruolo dell'embolizzazione nel trattamento delle MAV.

Alla fine degli anni '70, Hieshima et al. svilupparono un palloncino distaccabile in silicone con una valvola auto-sigillante, che era più compliant dei palloncini in lattice. Questo dispositivo è stato utilizzato per trattare FCC, fistole artero-venose (FAV), aneurismi intracranici, arterie afferenti di MAV e lesioni traumatiche neurovascolari.

Entro il 1990, numerosi gruppi avevano accumulato una notevole esperienza nell'uso di palloncini distaccabili per trattare aneurismi intracranici con preservazione dell'arteria parente. Tuttavia, le complicanze rimasero significative, con uno studio che riportava tassi di morte e ictus rispettivamente del 17,9% e del 10,7% associati alle embolizzazioni con palloncino endosaccular degli aneurismi.

Un altro studio riportò un'incidenza del 10% di fallimenti tecnici, un tasso di mortalità del 4% e un tasso di complicanze neurologiche del 10% durante queste procedure. Questi tassi di complicanza portarono infine allo sviluppo delle spirali distaccabili di Guglielmi, che hanno largamente sostituito i palloncini per il trattamento endovascolare degli aneurismi intracranici, sebbene i palloncini siano ancora utilizzati in combinazione con la tecnica di rimodellamento con palloncino per il trattamento degli aneurismi a colletto largo.

L'uomo dietro la medicina

In riconoscimento dei suoi numerosi contributi alla medicina, a Serbinenko è stata conferita la membership onoraria in multiple società scientifiche e mediche internazionali, inclusa la American Society of Neuroradiology. Nel 1976, gli fu conferito il Premio di Stato Sovietico in riconoscimento della sua invenzione.

Nel 1986, divenne membro corrispondente dell'Accademia Russa delle Scienze Mediche, e nel 1995 divenne accademico. Serbinenko fu un ospite d'onore speciale durante la Conferenza Scientifica del 1999 della World Federation of Interventional and Therapeutic Neuroradiology.

Serbinenko ricopre il ruolo di Vice-Direttore per gli Affari Scientifici dell'Istituto Burdenko ed è segretario scientifico del Consiglio Specializzato per la Difesa delle Tesi. È anche membro del comitato editoriale di Voprosy Neurochirurgii. Ha scritto o co-scritto più di 150 pubblicazioni scientifiche e detiene 11 brevetti per dispositivi medici in Russia, Stati Uniti, Germania, Svezia, Canada, Giappone e Francia.

Serbinenko è noto come un medico e ricercatore determinato ed esigente. In nome della cura del paziente, si aspetta niente meno che il massimo sforzo dai suoi colleghi e collaboratori, ma soprattutto da se stesso. Non concepisce espressione di compassione per i suoi pazienti maggiore del fornire costantemente cure mediche eccellenti.

Sotto questo esigente esteriore risiede un sentimentale caloroso e compassionevole. Il suo genuino senso di preoccupazione si estende oltre i pazienti e i colleghi per includere le persone in generale. Non è mai troppo occupato o non si ritiene troppo importante per trovare il tempo di scrivere un biglietto personale a un amico, ricordare un'occasione speciale, fare un piccolo favore o confortare la famiglia di un paziente sofferente.

Serbinenko incontrò sua moglie, Maya, che possiede un dottorato in neurofisiologia, quando era studente di medicina. A causa della loro simile educazione, i due scoprirono di condividere molto terreno comune. La loro amicizia fiorì in una relazione amorosa che si è rafforzata e approfondita nel corso degli anni.

Maya ha veramente "completato" Fedor, fornendogli supporto e incoraggiamento che lo hanno sostenuto durante la sua impegnativa carriera. Hanno una figlia, Natalia, che è anche lei medico. Sebbene i Serbinenko abbiano una casa a Mosca, trascorrono tutto il loro tempo di vacanza nel cuore della campagna russa vicino alle rive del fiume Volga nella regione di Kostroma.

Informazioni sulla fonte

Titolo originale dell'articolo: Un tributo al Dott. Fedor A. Serbinenko, Fondatore della Neurochirurgia Endovascolare

Autori: George P. Teitelbaum, M.D., Donald W. Larsen, M.D., Vladimir Zelman, M.D., Ph.D., Anatolii G. Lysachev, M.D., Leonid B. Likhterman, M.D., Ph.D.

Pubblicazione: Neurosurgery 46:462-470, 2000

Nota: Questo articolo a misura di paziente si basa su ricerche sottoposte a revisione paritaria e preserva tutte le informazioni fattuali, date, dettagli tecnici e risultati medici dell'articolo tributo originale.