Искусственная почка (диализатор): как работает? Типы диализаторов

Оглавление

1. Как была открыта искусственная почка?
2. < a>Как работает искусственная почка?
3. Портативная искусственная почка и другие современные диализаторы

Искусственная почка, то есть диализатор, представляет собой устройство, задачей которого является замена функции этого органа у людей с хронической или острой почечная недостаточность. Почки играют чрезвычайно важную роль в организме: выводят лишнюю воду и являются фильтром, очищающим кровь от ненужных продуктов обмена, особенно мочевины и креатинин, лекарства. Они также поддерживают кислотно-щелочной и электролитный баланс, регулируют кровяное давление и даже выделяют гормоны (эритропоэтин). Когда болеют почки, заболевает весь организм. Если они перестанут работать, человек сможет продержаться максимум несколько дней, потому что концентрацию токсичных веществ становится все труднее переносить, кровяное давление повысится, больной начнет терять зрение, и наконец впадает в кому и умирает. Чтобы жить, у него должна быть хотя бы одна функционирующая почка.

Как была открыта искусственная почка?

Для пациентов с почечной недостаточностью пересадка почки дает надежду на нормальную жизнь. Ожидающие его полагаются на так называемую искусственная почка. Все началось в 1913 году с трех американцев по имени Абель, Раунтри и Тернер. Они хотели построить устройство для фильтрации крови, но у них не было подходящего материала. Его открыл только во время Второй мировой войны молодой голландский врач Виллем Колфф — этим материалом был целлофан, который позволял разделить два вещества при условии, что одно имело частицы крупнее другого. Кольф поместил кровь с мочевиной в целлофановый пакет и пакет в водный раствор соли с концентрацией, аналогичной таковой в организме человека. Затем он встряхнул пакет и через 15 минут проверил содержание мочевины в крови. Оказалось, что вся мочевина проникла в раствор соленой воды! Это было прорывное открытие, которое привело к созданию первых диализаторов. Поначалу они работали методом проб и ошибок, были жертвы, но со временем искусственные почки стали незаменимым инструментом для спасения жизней людей, у которых отказали собственные органы.

Как работает искусственная почка?

Современные аппараты для гемодиализа, очевидно, существенно отличаются от аппаратов, разработанных Колффом, но основной принцип их действия не изменился. Пациенту хирургическим путем создают вено-артериальную фистулу или устанавливают катетер, через который в устройство вводится кровь. Там стабилизируют артериальное давление и добавляют специальный антикоагулянт, препятствующий свертыванию крови. Диализатор имеет форму цилиндра, внутри которого находится около 11 000 ячеек. крошечные капилляры, т. е. тонкие трубочки диаметром около 200-300 микрометров, изготовленные из полупрозрачной мембраны, например целлюлозы, а также из других материалов. Внутри них течет кровь (за один раз вмещается около 50 мл), а снаружи находится диализирующая жидкость, приготовленная индивидуально для каждого пациента.

Мочевина и креатинин переходят из крови, где их концентрация высока, в жидкость, где их концентрация низкая (изначально равна нулю), при этом другие свойства крови не изменяются, например, не теряются важные для жизни белки, ионы, ни, прежде всего, клетки крови (ведь по принципу диффузии они также должны стремиться находиться в растворе меньшей концентрации). Вода и электролиты могут перемещаться через полупроницаемые мембраны в обоих направлениях, поэтому их концентрация в крови остается неизменной. Также важно вывести лишнюю воду из организма. Это достигается за счет явления, называемого ультрафильтрацией. За счет повышенного давления внутри трубок вода выталкивается и удаляется.

Наконец, очищенная кровь возвращается в организм пациента, но сначала необходимо стабилизировать ее температуру и давление и проверить на наличие пузырьков воздуха. В случае обнаружения система пережимает линию и останавливает насос. Это необходимо для предотвращения опасных для жизни воздушных эмболий. Диализ длится примерно 3–5 часов, и пациент должен посещать диализный центр три раза в неделю. Более того, он может вести практически нормальную жизнь, работать и учиться. Путешествие может быть ограничением, хотя с этим тоже можно справиться (всего лишь вопрос поиска диализного центра и планирования времени лечения). Люди, находящиеся на диализе, также должны соблюдать соответствующую диету, основанную на небольшом количестве воды и низком содержании натрия.

Портативные искусственные почки и другие современные диализаторы

В Польше несколько тысяч человек (13 миллионов в мире) живут и нормально функционируют благодаря тому, что несколько раз в неделю обращаются за лечением в диализные центры. Это утомительно и утомительно. Следует также добавить, что в связи с ростом распространенности диабета и гипертонии число таких людей продолжает расти. Поэтому ученые работают над улучшением и минимизацией диализаторов, чтобы максимально улучшить качество жизни пациентов. Уже существуют такие устройства, хотя они все еще находятся на стадии тестирования, которые можно надевать как пояс для инструментов и носить с собой. А ученые из Калифорнийского университета работают над искусственной почкой такого размера, который позволил бы имплантировать ее в организм человека. Они используют живые клетки почек, выращенные и введенные в устройство методами тканевой инженерии. Они выполняют метаболическую роль и участвуют в регуляции водно-электролитного баланса. Таким образом, искусственная почка выполняет ту же функцию, что и пересаженный орган. Весь процесс приводится в движение давлением крови, текущей в сосудах. Никаких дополнительных насосов или внешних источников энергии не требуется. Кроме того, пациенту не принуждают принимать иммунодепрессивные препараты. Будем надеяться, что имплантируемая искусственная почка вскоре станет настоящим решением для пациентов с почечной недостаточностью.