Jak powstała maszyna do sztucznej nerki

Historyczne podstawy hemodializy

Ostra i przewlekła niewydolność nerek może prowadzić do śmierci, jeśli nie jest leczona. Choroba ta jest tak stara jak ludzkość. Wcześniej w starożytnym Rzymie, później w średniowieczu, mocznicę leczono gorącymi kąpielami, stymulacją pocenia się, upuszczaniem krwi i lewatywami. Obecnie procedura ta opiera się na fizycznych procesach osmozy i dyfuzji.

Pierwsze naukowe opisy hemodializy pojawiły się w XIX wieku i należą do szkockiego chemika Thomasa Grahama, który stał się znany jako «ojciec dializy». Osmoza i dyfuzja to powszechne zjawiska naturalne, które stały się popularnymi technikami w laboratoriach chemicznych. Wykorzystywano je do izolowania rozpuszczonych substancji, usuwania wody z roztworów przez półprzepuszczalne membrany. Wyprzedzając swoje czasy, Graham wskazał w artykule na potencjalne wykorzystanie tych zjawisk w medycynie. Obecnie hemodializa jest procedurą pozaustrojową, której działanie polega na filtrowaniu substancji mocznicowych z krwi.

Początki dializy

Historyczny opis dializy został po raz pierwszy opublikowany w 1913 roku. D. Abel, L. Rowntree i B. Turner przeprowadzili dializę na zwierzętach pod znieczuleniem. Krew była odprowadzana na zewnątrz ciała przez rurki z półprzepuszczalnych błon kolodionowych. Nie wiadomo dokładnie, czy naukowcy od początku planowali wykorzystać tę procedurę do leczenia niewydolności nerek. Jednak współczesna medycyna nadal wykorzystuje podstawowe elementy maszyny Abla podczas dializy. Zanim krew zostanie wysłana do maszyny dializacyjnej, jej zdolność do krzepnięcia musi zostać tymczasowo zahamowana. Abel i jego koledzy wykorzystali hirudynę, substancję zidentyfikowaną jako element przeciwzakrzepowy w ślinie pijawek.

Georg Haas — niemiecki lekarz z miasta Giessen przeprowadził pierwsze zabiegi dializy z udziałem ludzi. Do 1928 roku przeprowadzał eksperymenty na pacjentach, ale nie udało im się przeżyć. Wynikało to prawdopodobnie z ich krytycznego stanu i braku skuteczności zabiegu. Dializator Haasa również posiadał błonę kolodionową. Podobnie jak Abel, lekarz użył hirudyny w pierwszych sesjach dializy. Substancja ta powodowała jednak trudności, ponieważ wywoływała reakcje alergiczne. Z czasem Georg zaczął stosować heparynę, uniwersalny antykoagulant dla ssaków. Po opracowaniu skutecznych metod oczyszczania substancji, została ona zatwierdzona jako podstawowy antykoagulant i jest stosowana do dziś.

Fakty historyczne dotyczące skutecznego wykorzystania sztucznej nerki

17 marca 1943 r. holenderski internista Willem Kolf przeprowadził pierwszą na świecie udaną hemodializę przy użyciu sztucznej nerki. Pacjentem był Janne Skreiver w wieku 29 lat. W ciągu 22 minut lekarz oczyścił dwieście mililitrów krwi z mocznika. To znacznie poprawiło stan pacjenta.

Willem stworzył urządzenie w 1942 roku. Produkcję zlecił w fabryce naczyń emaliowanych. Pierwsze urządzenie zostało wykonane w formie zbiornika i lekkiej beczki ze stali nierdzewnej z aluminiowego wraku zestrzelonego niemieckiego bombowca. Celofanową rurkę wypełniano krwią i nawijano na bęben, który obracał się w wannie wypełnionej roztworem. Obrót został osiągnięty dzięki silnikowi maszyny do szycia Singer, który zawiódł podczas procedury. Żona wynalazcy musiała obracać ją ręcznie przez 15 minut.

Aby stworzyć membranę do oczyszczania krwi, lekarz wybrał amerykański celofan, który był używany do produkcji kiełbas. Materiał był niedrogi, ale wytrzymały. Terapeuta napełnił rurkę krwią i mocznikiem, a następnie przepłukał ją roztworem fizjologicznym. Pełne oczyszczenie krwi dorosłego wymagało 10 metrów celofanu. Na potrzeby wynalazku Kolf wykupił wszystkie zapasy taśmy celofanowej w stolicy.

Bębnowa nerka

Obrotowa nerka bębnowa Willema Kolfe'a przepłynęła Atlantyk i dotarła do szpitala w Bostonie, którego właścicielem był Peter Brent Brigham. Aparat do hemodializy przeszedł znaczące ulepszenia techniczne. Urządzenie stało się później znane jako sztuczna nerka Colf-Brigham. W latach 1954-1962 urządzenia zostały dostarczone do 22 szpitali na całym świecie.

Wcześniej obrotowa nerka bębnowa została przetestowana w ekstremalnych warunkach. Pomogła ona podczas wojny koreańskiej. Dzięki dializie wskaźnik przeżywalności żołnierzy cierpiących na pourazową niewydolność nerek znacznie się poprawił. Zapewniło to dodatkowy czas na procedury medyczne.

Dializa i ultrafiltracja

Oprócz filtrowania toksyn mocznicowych, naturalne nerki pełnią jeszcze jedną ważną funkcję: usuwają nadmiar wody. Gdy organ ten zawodzi, jego funkcja jest zastępowana przez sztuczną nerkę, znaną jako maszyna do dializy. Proces, podczas którego woda z osocza pod ciśnieniem jest wypychana z pacjenta przez błonę dializatora, nazywany jest ultrafiltracją.

W 1947 roku Neils Alwall opublikował artykuł naukowy, w którym opisał zmodyfikowany dializator. Urządzenie to było w stanie wykonywać dializę i ultrafiltrację lepiej niż nerka Kolfa. Membrany celofanowe zastosowane w urządzeniu mogły wytrzymać większe ciśnienie dzięki umieszczeniu ich pomiędzy dwiema metalowymi siatkami ochronnymi. Wszystkie membrany zostały umieszczone w szczelnym cylindrze, aby stworzyć różne stosunki ciśnień.

Tworzenie dostępu naczyniowego

Belding Scribner dokonał przełomu w dializie w USA w 1960 roku, który później został nazwany bocznikiem Scribnera. Metoda ta zapewniła prosty sposób dostępu do układu krążenia, który upowszechnił się w ciągu kilku miesięcy. Przetokę umieszczano na płytce przymocowanej do ciała pacjenta. Jedną kaniulę wszczepiano chirurgicznie do żyły, a drugą do tętnicy. Kaniule połączono, tworząc obwód krążenia, który później nazwano «bocznikiem». Był on otwierany i podłączany do maszyny do dializy podczas procedury leczenia.

W 1962 roku boczniki były wykonane z elastycznych materiałów. W 1966 roku Michael Brescia i James Cimino dokonali znaczącego i obecnie istotnego przełomu w dostępie naczyniowym. Zapewnili połączenie między tętnicą a żyłą w ramieniu podczas zabiegu chirurgicznego. Żyła nie była poddawana znacznemu ciśnieniu tętniczemu i obrzękowi. Dzięki temu igłę można było łatwiej umieścić podczas wielokrotnego dostępu. Technika ta zmniejszyła ryzyko infekcji i umożliwiła hemodializę przez wiele lat. Przetoka tętniczo-żylna jest nadal stosowana u pacjentów dializowanych.

Nowoczesna dializa

Maszyny do dializy są obecnie wykonane z syntetycznego materiału, polisulfonu, który jest dobrze tolerowany przez pacjentów i zapewnia wysoką skuteczność filtracji. Najnowsze aparaty do hemodializy monitorują stan pacjentów, aby wykrywać sytuacje krytyczne na wczesnym etapie. Zalety nowoczesnego sprzętu to:

• skuteczne systemy monitorowania;

• skomputeryzowane zarządzanie danymi;

• łatwość obsługi;

• technologie online;

• sieci i specjalistyczne oprogramowanie;

• badania nad unikalnymi cechami pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek.

Leczenie chorób nerek stało się obecnie zaawansowane technologicznie i wysoce skuteczne. Dzisiejsze wyzwania związane są z dużą liczbą pacjentów, powikłaniami spowodowanymi wieloletnim stosowaniem dializ.

Rodzaje dializ

Dializa — co to jest? Procedura, która zapewnia sztuczne wydalanie produktów przemiany materii i wody z organizmu. Istnieją 2 główne rodzaje tej techniki:

1. Hemodializa jest najczęściej stosowaną metodą leczenia. Stosuje się ją w końcowym stadium choroby nerek. Procesowi towarzyszy aparat sztucznej nerki.

2. Dializa otrzewnowa — skuteczna metoda leczenia, w której wymiana substancji między krwią a roztworem dializacyjnym odbywa się przez otrzewną.

Po dokonaniu oceny zalet i wad każdej z metod, wyboru rodzaju leczenia dokonuje pacjent, członkowie jego rodziny i nefrolog. Głównymi czynnikami wyboru są: koszt leczenia, wiek, resztkowa czynność nerek, choroby współistniejące, odległość od miejsca zamieszkania i mobilność pacjenta.

Hemodializa ma pewne przeciwwskazania: znaczny spadek ciśnienia krwi, zdekompensowane patologie sercowo-naczyniowe, niska krzepliwość krwi, rak z przerzutami, ostre zapalenie narządów wewnętrznych, zaburzenia psychoemocjonalne.

Gdzie kupić wysokiej jakości sprzęt do dializ

Bimedis Marketplace oferuje szeroką gamę sprzętu medycznego. Na stronie łatwo jest znaleźć aparat do dializy w rozsądnej cenie. Rzetelni sprzedawcy tworzą korzystne oferty wiodących marek sprzętu medycznego. Aby wybrać najlepszą opcję, należy przeanalizować parametry techniczne i wymagania dotyczące urządzenia. Doświadczeni menedżerowie strony zapewniają kompetentną pomoc w wyborze i złożeniu zamówienia.