
Favaloro leía con interés las últimas publicaciones médicas y cada tanto volvía a La Plata para actualizar sus conocimientos. Quedaba impactado con las primeras intervenciones cardiovasculares. Poco a poco fue renaciendo en él el entusiasmo por la cirugía torácica, a la vez que iba dándole forma a la idea de terminar con su práctica de médico rural y viajar a los Estados Unidos para hacer una especialización. Quería participar de la revolución y no ser un mero observador. En uno de sus viajes a La Plata le manifestó ese deseo al Profesor Mainetti, quien le aconsejó que el lugar indicado era la Cleveland Clinic.
Si bien al principio tuvo dudas con respecto a dejar su profesión de médico rural pensó que al regresar de Estados Unidos su contribución a la comunidad podría ser aun mayor. Con pocos recursos y un inglés incipiente, se decidió a viajar a Cleveland. Trabajó primero como residente y luego como miembro del equipo de cirugía, en colaboración con los doctores Donald B. Effler, jefe de cirugía cardiovascular, F. Mason Sones, Jr., a cargo del Laboratorio de Cineangiografía y William L. Proudfit, jefe del Departamento de Cardiología.
Al principio la mayor parte de su trabajo se relacionaba con la enfermedad valvular y congénita. Pero posteriormente se interesó en otras áreas. Todos los días, apenas terminaba su labor en la sala de cirugía, Favaloro pasaba horas y horas revisando cinecoronarioangiografías y estudiando la anatomía de las arterias coronarias y su relación con el músculo cardíaco. El laboratorio de Sones, padre de la arteriografía coronaria, tenía la colección más importante de cineangiografías de los Estados Unidos.
A comienzos de 1967, Favaloro comenzó a pensar en la posibilidad de utilizar la vena safena en la cirugía coronaria. Llevó a la práctica sus ideas por primera vez en mayo de ese año. La estandarización de esta técnica, llamada del bypass o cirugía de revascularización miocárdica, fue el trabajo fundamental de su carrera, lo cual hizo que su prestigio trascendiera los límites de ese país, ya que el procedimiento cambió radicalmente la historia de la enfermedad coronaria. En 1970 publicó un libro llamado Surgical Treatment on Coronary Arteriosclerosis, y editado en español con el nombre Tratamiento Quirúrgico de la Arteriosclerosis Coronaria.

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