Имплантируемая искусственная почка
Тяжелые нарушения работы почек требуют создания искусственных приспособлений, способных выполнять функции органов выделительной системы.
Одной из важнейших разработок в этой сфере является гемодиализ, следующим этапом стала разработка переносной (внешней) почки, а самым перспективным направлением можно считать имплантируемую искусственную почку.
Ее разработка ведется довольно давно, а первые испытания на человеке были реализованы в 2017 году и осуществляются до сих пор.
Первый прототип искусственной почки был создан в 1913 году изобретателем Джоном Абелем. Однако аппарат в первый раз применил в 1944 году исследователь Вильям Колф. Классический прибор для гемодиализа и в нынешнее время отличается довольно большими габаритами и требует нахождения пациента в медицинском учреждении по несколько часов от двух раз еженедельно.
Первое портативное устройство для гемодиализной процедуры было представлено в 2007 году. Оно имеет сравнительно компактные габариты и весит примерно 4 килограмма. Прибор называется “носимой искусственной почкой” — НИП.
Пациент, имеющий тяжелые почечные патологии, может носить этот прибор постоянно. В случае необходимости врач подключает прибор к вене, запуская диализ. Но очищение крови протекает медленнее, чем при стационарном гемодиализе.
Прибор помещают на поясничной области пациента, к нему присоединяются насосы и сменные кассеты с фильтрующими компонентами.
Тестирование такого механизма было реализовано в 2004 году, а в 2006 его зарегистрировали в Патентном бюро в США.
В недалеком прошлом ученые Калифорнийского университета заявили, что создана имплантируемая почка. Ее структуру составляет большое количество микрофильтров, предназначенных для очищения крови пациента. Сейчас ведутся исследования, необходимые для того, чтобы предусмотреть все нюансы внедрения новой технологии в медицинскую практику.
Содержание
- 1 Биоинженерия
- 2 Результаты
Биоинженерия
В 2010 году был изобретен гемодиализный имплант, какой сопоставим по габаритам с человеческой почкой. Имплант содержит в основе биореактор с культурой клеток, составляющих почечные канальцы. Он способен в полной мере осуществлять обменные функции почек. Проект был возобновлен в 2013 году, и на современном этапе ведутся необходимые исследования.
Исследования по пересадке выращиваемых на бесклеточной основе имплантов крысам завершились успешно. Это подтверждают публикации в научных журналах США. Выращивание имплантируемой почки началось с экспериментальных работ по вымыванию клеток из неработающего органа.
Не менялась форма и строение почки, но на межклеточном уровне размещались белки, которые подавали сигнал к росту. После этого матрикс промывали клетками, выделенными из почек новорожденных крыс.
Они располагались на пустых местах, начинали выполнять необходимые функции. И уже готовую почку вживляли крысам, наблюдая в последующем за тем, как пересаженный имплант справляется со своими функциями.
Создание имплантируемой почки можно считать прорывом, поскольку подобные импланты могут решить вопрос недостатка донорских органов. Их создание потребовало применения современных нанотехнологий, используемых в микроэлектронике.
Искусственная почка включает в структуру фильтры с микропорами для реализации фильтрационной функции. Вокруг фильтров располагаются живые почечный клетки, необходимые для реализации функций, какие не может выполнять искусственный орган — это обменная функция и выведение продуктов обмена из организма.
В ходе исследований было выяснено, что импланты функционируют приемлемо, однако их работа несколько хуже функционирования здоровой почки.
Специалисты говорят о том, что применение матриксов без включения клеток все же является способом получения уникальной замены для почек.
Искусственный имплант имеет способность в полной мере осуществлять фильтрационную функцию. Он не отторгается организмом, поскольку не провоцирует реакцию иммунного ответа.
Ученые заявляли о планируемых клинических испытаниях на пациентах — они должны были начаться в 2017 году. По всей видимости, работы ведутся и сейчас, поскольку результаты исследований пока не опубликованы.
Результаты
Благодаря изобретению искусственной имплантируемой почки у пациентов с тяжелыми заболеваниями выделительной системы существенно повысится качество жизни. По словам Уильяма Фиссела, участвующего в проекте, у исследователей получилось создать копию природного фильтра, и это должно помочь пациентам в замене жизненно важных функций почки.
Преимуществом такой технологии также является то, что имплантируемый искусственный орган начинает мгновенно в полной мере осуществлять свои функции, а донорский орган начинает полноценно функционировать спустя две недели реабилитации. Искусственный имплант будет сохранять работоспособность на протяжении 10 лет.
Искусственная почка — биогибридный прибор, какой будет выполнять функции органа, и благодаря какому пациентам больше не потребуется проведение диализа. Главной целью ученых на данный момент является компактность размеров искусственного органа для возможности пересадки его в брюшную полость.
В прибор будут включены живые почечные клетки и микрочипы для их контроля. Сокращения сердца пациента будут создавать давление, необходимое для реализации фильтрационной функции. Микрочипы, по словам доктора Фиссела, отличаются высокой производительностью и точностью, что позволяет им контролировать процесс очистки крови.
В каждом искусственном органе будет содержаться примерно 15 микрочипов. Они будут установлены последовательно друг за другом.
Между ними будут расположены мембраны, заселенные живыми клетками, какие и будут фильтровать кровь и выполнять реабсорбционную функцию.
Живые клетки хорошо растут на питательных средах, благодаря чему у исследователей не возникает проблем по их получению в требуемом количестве.
В имплантируемом импланте нет необходимости в элементах питания, поскольку давление для осуществления фильтрации создается сердцем.
Однако, здесь возникает проблемный вопрос настройки динамики жидкости для того, чтобы кровь пропускалась фильтрационной системой без формирования тромбов.
Аманда Бак, инженер, специалист по механике жидкостей, применила компьютерное моделирование для оптимизации формы канальцев внутри фильтра и достижения плавности потока крови.
Проект по созданию искусственной имплантируемой почки объединил множество ученых из разных отраслей науки. В настоящее время еще продолжаются исследования, и их важность нельзя недооценивать: внедрение подобной технологии в современную медицину позволит решить множество проблем для пациентов с тяжелыми патологиями почек.
Человеческая почка – размером с кулак. Современный гемодиализный аппарат «искусственная почка» — огромный агрегат, частью которого являются сложные системы очистки воды, занимающие большие помещения. Сама же «искусственная почка» размерами чем-то напоминает бензоколонку, не меньше.
Тем интереснее не так давно оказалось сообщение канадской телевизионной корпорации CBC-News, рассказавшей о 17-летней школьнице, которая создала миниатюрный диализный аппарат для индивидуального применения. Благодаря такой технике надобность в специализированных клиниках, в каких сейчас проходят лечение пациенты-диализники, просто-напросто отпадает.
Девочку зовут Ани Погарян. К идее своего проекта она пришла после посещения одной из медицинских клиник в качестве волонтера. По ее словам, ей хотелось облегчить жизнь пациентам, нуждающимся в диализе.
Они вынуждены регулярно – минимум 3 раза в неделю – посещать диализные центры, чтобы пройти 4-часовую процедуру очистки крови от токсинов.
При этом многие из больных страдают «сопутствующими» болезнями, и каждый лишний шаг им достается весьма непросто.
Работа девушки не осталась незамеченной специалистами, местный медицинский центр пригласил ее на летнюю стажировку, во время которой, обещали Ани, можно будет протестировать ее изобретение с использованием настоящей крови. У проекта – большое будущее, считают кураторы Погарян.
Если обычный гемодиализный аппарат стоит порядка 30 тысяч долларов США, то прототип, созданный юной изобретательницей, обошелся ей всего в $500.
Девушка мечтает, что однажды ее изобретение начнут использовать в других странах, особенно в бедных, где многие люди не могут себе позволить ходить на диализ.
Это далеко не первое сообщение о мастерах-умельцах, буквально «на коленках» создавших дешевые прототипы весьма дорогих и сложных аппаратов для очистки крови.
Весь мир обошла информация о жителе одной из провинций в восточной части Китая по имени Ху Сонвень, который почти полтора десятилетия живет на самодельной искусственной почке (см.
Тринадцать лет на самодельной искусственной почке?).
Персональный аппарат для гемодиализа он сконструировал из старых и списанных медицинских инструментов и кухонных принадлежностей – и установил в туалете своего маленького крестьянского дома. Это было вынужденных решением.
Некогда у него – студента института отказали почки, Ху Сонвень ездил на платные сеансы диализа в ближайшую клинику, но за последующих годы китаец обнищал – и, в конце концов, решил как-нибудь обойтись собственными силами.
В итоге, подсчитали журналисты, каждая процедура гемодиализа обходилась ему в 60 юаней — в 8 раз дешевле, чем аналогичная процедура в клинике.
Почему мы поставили эти два сообщения рядом. Увы, к сожалению, попыток упростить процедуру очистки крови было множество – и ни к чему хорошему это пока не приводило. Диализный аппарат — это не просто насос с фильтром.
Во время гемодиализа происходит удаление находящихся в крови вредных веществ, а также удаление лишней воды из организма (ультрафильтрация) через избирательно проницаемую мембрану, с одной стороны которой находится кровь пациента, а с другой — диализирующий раствор.
В зависимости от размера пор и других характеристик мембраны из крови могут удаляться вещества с различной молекулярной массой — от натрия, калия, мочевины до белков (бета2-микроглобулин). Из диализирующего раствора в кровь пациента также могут переходить электролиты (натрий, калий, кальций, хлорид и т. д.) и крупномолекулярные вещества.
Поэтому диализирующий раствор содержит определенную концентрацию электролитов для поддержания их баланса в организме пациента и проходит специальную очистку, чтобы не допустить попадания бактерий или токсичных веществ в кровоток (см. на нашем сайте: Отказали почки? Чем отличается гемодиализ (ГД) от гемодиафильтрации (ГДФ)? ).
Кроме того, как мы уже отмечали, в ходе процедуры гемодиализа требуется много воды высокой степени очистки, которой пока не достичь в домашних условиях.
Вот почему самая легкая портативная искусственная почка, о которой приходилось слышать и которую уже можно таскать на себе, весит не менее 4 кг. Новое устройство – итог десяти лет работы ученых Университета Калифорнии (США).
Оно представляет собой диализный аппарат, который крепится к специальному поясу. В отличие от стационарной установки, новое устройство работает от аккумулятора и не нуждается в подключении к электросети и системам очистки воды – так что может работать непрерывно (см.
Портативная искусственная почка весит около 4 кг – так что ее уже можно таскать с собой).
Так что – увы и ах! – новое «изобретение» 17-летней девочки – всего лишь студенческий проект. Возможно, довольно перспективный, восхищающий гуманизмом автора, но пока еще страшно далекий от практического применения…
Смотрите сюжет CBC-News:
Читайте на тему «искусственные органы» у нас на сайте:
* Свиные почки будут пересаживать людям?
* Впервые в лаборатории создана действующая почка
* Одновременная пересадка трахеи и бронхов, искусственно выращенных в лаборатории
* «Новые», искусственные почки – на замену старым, «изношенным»?
* Как напечатать на 3D-принтере почку или сердце? Об опытах профессора Энтони Атала
* Ученые смогли создать искусственную человеческую почку из стволовых клеток
* Человеческие легкие начинают выращивать в лабораторных условиях?
* Придуман новый способ очистки крови от токсинов. Еще один шаг к искусственной почке?
* Портативная искусственная почка весит около 4 кг – так что ее уже можно таскать с собой
* В России впервые создана биоискусственная печень. Очередь за почками?
* Искусственная почка – это реально? Японцы создали нефрон – миллионную часть почки
* 17-летняя школьница создала портативный аппарат «искусственная почка»
* Больную почку скоро можно будет заменить искусственной. Как «соскочить» с диализа?
* Клинические испытания первой искусственной почки начнутся вот-вот
* Как московские ученые изобрели «искусственную почку»
Искусственная почка: портативная, переносная, аппарат для гемодиализа
Острая или хроническая почечная недостаточность может привести к летальному исходу.
Состояние крайне опасное и требует немедленного оперативного вмешательства, создание аппарата — «искусственная почка» — стало единственным спасением для больных с подобным диагнозом.
Не меняя объема крови в организме, гемодиализный прибор обеспечивает выведение токсичных соединений, при этом осуществляет нормализацию водно-солевого обмена и блокирует возникновение артериальной гипертензии.
Наши читатели рекомендуют
Наша постоянная читательница избавилась от проблем с почками действенным методом. Она проверила его на себе – результат 100% – полное избавление от болей и проблем с мочеипусканием. Это натуральное средство на основе трав. Мы проверили метод и решили посоветовать его Вам. Результат быстрый. ДЕЙСТВЕННЫЙ МЕТОД.
Что собой представляет установка
Медицинские специалисты отмечают, что при выявлении почечной недостаточности в острой стадии, отека легких или обширной интоксикации организма, проводится очищение через специальный фильтр, который имитирует подлинную мембрану почек.
Кровь, проходя через аппаратуру, очищается от вредных веществ:
- мочевина и ее соединения;
- креатинин (продукт химических соединений в мышцах);
- ядовитые соединения грибов и растений;
- лекарственные и наркотические средства;
- спиртовые соединения (метил и этил);
- лишняя жидкость.
Частота и продолжительность процедуры зависит от стадии развития заболевания, насколько оно запущено. Как правило, пациенту требуется 2—3 сеанса в неделю, которые занимают примерно 4—5 часов. За это время концентрация мочевины в организме снижается на 70%, улучшается состояние человека в целом.
Процедура гемодиализа
Для проведения процедуры гемодиализа с помощью портативного аппарата или стационарного оборудования в клинике, необходимо провести предварительную подготовку пациента.
Дело в том, что многочасовое выкачивание и закачивание жидкости по сосудам пациента может существенно испортить их состояние.
Как правило, кровеносные сосуды у таких пациентов уже нездоровы, устройство же повысит их износ в разы.
Для решения данной проблемы, если сосуды человека не позволяют подключить аппаратуру без вреда для них, есть несколько выходов:
- создание отверстия в теле (его формируют из артерии и вены, месторасположение его обычно на предплечье);
- вшивание катетера (обычно в паховой области, операция проводится под местным обезболивающим).
После проведения той или иной процедуры, пациенту категорически запрещены физические перенапряжения и поднятие тяжелых предметов. Преимуществом катетера, вшитого в тела, считают возможность немедленного его использования.
Измерение пульса и давления считают необходимыми процедурами, без которых не подключают к установке. Новые портативные аппараты и медицинское оборудование способны снять показания самостоятельно. Также человек должен измерить свой вес для оценки врачом отечности тканей и приблизительного измерения объема выкачиваемой жидкости.
Шлаковые загрязнения и токсины вытесняются из организма с помощью создания в сосудах избыточного гидростатического давления. Выдавливая жидкость через полунепроницаемый фильтр, аппарат полностью ее очищает и возвращает обратно в сосуды, здоровой.
Портативный аппарат оснащен небольшой насосной станцией, которая поставляет кровь в емкость с фильтром. Она, поступая в резервуар, проходит очистку специальным раствором и возвращается в венозную систему без вредных примесей.
Через несколько часов работы аппарата, кровь пациента становится чистой. Повторение процедуры довольно часто проводится через 2—3 дня. Это обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека, страдающего почечными заболеваниями.
Процедура очищения почек с помощью гемодиализа назначается пациенту, если органы потеряли свою функциональность и работают всего на 10—15%.
Подтверждением нарушения становятся проявления неприятных симптомов (рвота, тошнота, быстрая усталость, отечность).
Аппарат способен забрать на себя часть функций почек, контролируя при этом артериальное давление человека и нормализуя водно-солевой баланс. Выделяют ряд состояний, когда гемодиализ необходим:
- прекращение кровоснабжения;
- сильные кровопотери;
- тяжелые травмы;
- инфекции после абортов;
- воспаление почек с прекращением оттока мочи;
- блокада мочевых артерий.
Перед проведением очищения лечащий врач оценивает самочувствие пациента, определяет функциональность почек, состояние органов дыхания, печени, сердца. Обязательным условием является выполнение лабораторных исследований крови.
Принцип работы
Аппарат для гемодиализа очищает венозную кровь пациента от скопившихся токсинов и шлаков. Для этого оборудование нужно подключить к системе вен и артерий пациента.
С помощью встроенного насоса, кровь постепенно перемещается к мембране, с обратной стороны поступает диализный раствор для очищения.
Происходит прочистка крови с помощью раствора от вредных веществ и, уже здоровая, она поступает обратно в систему.
Заправка диализатом аппаратуры происходит строго перед процедурой. Раствор готовится заранее с учетом индивидуальных особенностей пациента. Устройство создает состав из дистиллированной воды и концентрированного средства самостоятельно. После проведения процедуры действие препарата оценивают медицинские специалисты по нескольким показателям.
Разновидности аппаратуры
Стремление улучшить качество жизни и не «выпадать» из общего ритма, движет всеми пациентами, пораженными заболеваниями почек. Им хочется работать, заниматься семьей и домашними заботами, не отвлекаясь надолго.
Для этих целей производители создали устройство — искусственная портативная почка. С помощью этого прибора больной проводит очищение в привычной обстановке собственного дома самостоятельно, выбрав подходящее время.
Однако, стоимость данной аппаратуры высокая и неприемлема для большого процента людей. Поэтому в арсенале врачей есть еще разновидности устройств, которые используются в условиях стационара.
Портативный аппарат
Переносная искусственная почка
Переносная искусственная почка разрабатывалась западными учеными и была показана миру всего 10 лет назад. Главным преимуществом устройства считают ее вес в 3,8 кг и портативную работу от батареек. Аппаратура работает в домашней обстановке, занимает 4 часа, и человек чувствует себя намного комфортнее, чем в больнице.
Алгоритм действия данной установки не отличается от принципа работы стационарной аппаратуры. Кровь очищается через мембрану с помощью раствора. Подсоединение происходит через фистулу или катетер и не занимает много времени. Очищение при необходимости проводится в круглосуточном режиме.
Сколько стоит такой аппарат? Сегодня переносное устройство еще очень дорогое и позволить себе купить его может не каждый.
Имплантируемый аппарат
В скором времени имплантаты станут обыденностью, ввиду обширного применения для пациентов с почечной недостаточностью, перешедшей в хроническую форму. Установка для диализа особенно востребована из-за нехватки донорских органов и участившихся случаев отторжения «живых» органов собственными клетками пациента. Это спасение для людей, страдающих неизлечимыми патологиями почек.
Пересадка донорского органа
Хроническая почечная недостаточность лечится путем пересадки донорского органа от другого, здорового человека. Это хирургическое вмешательство, когда удаляется собственный орган пациента, и его заменяют на функционирующую почку.
Как правило, заместительную терапию используют на последних стадиях следующих заболеваний:
- хронический пиелонефрит;
- диабетическая нефропатия;
- хронический гломерулонефрит;
- поликистоз почек.
Пересадка донорского органа способна надолго продлить жизнь пациента, улучшить качество. Это жизненно необходимая операция для детей с врожденными проблемами почек, так как постоянный гемодиализ тормозит развитие малыша.
Оперативное вмешательство проводится только в тех случаях, если донорский орган подходит по показателям больного. Сегодня крайне велик процент не прижившихся органов, поэтому разработку искусственных имплантатов считают открытием, которое позволит медицине выйти на новый уровень.
Противопоказания для проведения процедуры
Гемодиализ – это необходимая процедура для поддержания жизни и нормального существования большого количества людей, страдающих тяжелыми заболеваниями почек. Но использование аппарата разрешено не каждому пациенту, выделяют ряд противопоказаний:
- тяжелая артериальная гипертензия;
- вирусные и бактериальные инфекции в острой форме;
- нарушения свертываемости крови;
- туберкулез в открытой форме.
При условии, что заболевание угрожает жизни больного, аппарат искусственной почки все равно подключается, несмотря на одно или сразу несколько противопоказаний. Такое решение принимается, чтобы продлить жизнь пациенту.
Если следующие симптомы знакомы Вам не понаслышке:
- постоянные боли в пояснице;
- затрудненное мочеиспускание;
- нарушение артериального давления.
Единственный путь операция? Подождите, и не действуйте радикальными методами. Заболевание вылечить ВОЗМОЖНО! Перейдите по ссылке и узнайте, как Специалист рекомендует лечить…
Что такое «Искусственная почка»
Изобретение аппарата «искусственная почка» спасло жизни сотням тысяч людей, у которых была диагностирована острая или хроническая почечная недостаточность.
Устройство для гемодиализа выводит из кровяного русла токсичные соединения, соли мочевой кислоты, нормализует водно-солевой обмен, препятствует возникновению артериальной гипертензии.
Не изменяя объем крови, «искусственная почка» очищает организм человека от ядовитых веществ при алкогольных интоксикациях и передозировке наркотиками.
Что такое «искусственная почка»
Острая почечная недостаточность, обширная интоксикация, отек легких приводят к снижению функциональной активности почек — они не справляются с фильтрацией крови и выведением продуктов метаболизма из организма. Концентрация токсичных веществ стремительно повышается, провоцируя гибель клеток головного мозга из-за недостаточного снабжения их молекулярным кислородом.
Чтобы спасти человека от неминуемой смерти, проводится процедура гемодиализа — кровь очищается через специальную мембрану, имитирующую базальную почечную мембрану.
При помощи «искусственной почки» из крови выводятся:
- Продукты белкового метаболизма — мочевина и ее соединения.
- Креатинин, конечный продукт химических реакций в мышечных тканях.
- Ядовитые соединения ртути, хлора, мышьяка, биологических токсинов высших грибов и растений.
- Фармакологические и наркотические средства: барбитураты, опиоиды, фенобарбитал, нейролептики, транквилизаторы.
- Метиловый и (или) этиловый спирт.
- Излишняя жидкость.
В зависимости от стадии и степени развития заболевания пациент проходит процедуру несколько раз в неделю. Такое очищение крови занимает около 5-6 часов, при этом концентрация мочевины снижается более чем на 70%.
«Искусственная почка» устроена таким образом:
Все чаще при проведении процедуры используются целлофановые мембраны. Они позволяют не отфильтровывать низкомолекулярные полезные вещества — микроэлементы и минералы. А патогенные бактерии и токсичные соединения выводятся наружу.
Гемодиализ используется при лечении острой алкогольной интоксикации
Проведение гемодиализа
Очищение крови при помощи «искусственной почки» требует подготовки пациента к проведению процедуры. Их кровеносные сосуды не всегда находятся в хорошем состоянии и многочасовое извлечение и введение жидкости способно испортить их окончательно.
Проблему можно решить следующими способами:
- Из артерии и вены формируется фистула, обычно на предплечье. Сосудистые стенки после операции утолщаются и уплотняются, поэтому даже частое проведение гемодиализа не способно нарушить их целостность.
- Под местной анестезией вшивается катетер в вену, находящуюся в паховой зоне. Преимуществом данного метода является возможность использования устройства сразу после проведения операции.
Пациенту с имплантируемым катетером или сформированной фистулой противопоказаны физические нагрузки, поднятие тяжестей.
Перед проведением процедуры гемодиализа медицинский персонал измеряет пациенту частоту пульса и артериальное давление. Самые современные аппараты для очищения крови снабжены устройствами для предварительного снятия данных показаний. Также человеку следует взвеситься для оценки возможной отечности тканей и расчета объема жидкости, которую следует вывести из организма.
Токсичные вещества и шлаки удаляются из кровяного русла при создании избыточного гидростатического давления на жидкость, отделенную от растворителя мембраной. При этом не происходит диффузии растворителя, так как давление выравнивает содержание растворенных веществ по обе стороны полунепроницаемой мембраны.
«Искусственная почка» оснащена специальным компактным насосом, с помощью которого кровь поступает в диализатор с мембраной. Через несколько часов кровь пациента полностью очищается, а место введения обрабатывается дезинфицирующими растворами с последующим применением стерильной повязки.
Для проведения очищения крови методом «искусственной почки» создают фистулу
Принципы работы «искусственной почки»
Все вещества, проходящие при диализе через полупроницаемую мембрану, образуют диализат. Осмотическое давление создается при встречном потоке очищаемой крови и диализирующего раствора. Состав последнего подбирается по индивидуальным показателям состояния здоровья пациента, иногда эту функцию выполняет само устройство.
Принцип работы аппарата заключается в следующем:
Диализ почек – что это такое
- Острая и хроническая почечная недостаточность повышает концентрацию в крови токсичных азотистых соединений и продуктов белкового метаболизма. Осмотическое давление способствует их проникновению через поры мембраны в менее насыщенный диализирующий раствор.
- В состав диализирующего раствора включены катионы магния, натрия, калия и анионы хлора. Их концентрация соответствует той, которая должна быть у здорового человека. Прохождение жидкостей через мембрану позволяет восполнить количество электролитов в крови пациента. Используется при вентиляции почек.
- При снижении функциональной активности почек повышается кислотность биологических жидкостей. Диализирующий раствор содержит натрия гидрокарбонат, который связывается с клетками крови. PH крови сдвигается в щелочную сторону и нормализуется.
- Нарушение процессов фильтрации в структурных элементах почек провоцируют отечность тканей. При прохождении крови через полупроницаемую мембрану лишняя жидкость из нее удаляется и накапливается в диализирующем растворе. Данный процесс позволяет стабилизировать состояние пациентов при отеках мозга.
- Тромбофлебит и венозная недостаточность опасны возможной закупоркой просвета сосудов крупным тромбом. Гемодиализ с использованием антикоагулянтов препятствует агрегации конгломератов.
Для профилактики закупорки сосудов пузырьками воздуха (эмболия), аппарат «искусственная почка» оснащен устройством, которое их уничтожает или препятствует образованию. После проведения гемодиализа проводятся замеры содержания мочевины и ее соединений в биологических жидкостях.
Проведение гемодиализа в амбулаторных условиях
Основные виды аппаратов «искусственная почка»
Пациенты с заболеванием почек стремятся вести привычный образ жизни, ходить на работу, проводить время с семьей. Производители «искусственной почки» предусмотрели возможность очищать кровь в домашних условиях.
Человек может самостоятельно провести процедуру в удобное для него время и требуемое количество раз. К сожалению, такое устройство стоит дорого и перед покупкой пациенту необходимо пройти специальные курсы обучения.
Также гемодиализ проводится:
- В амбулатории. Процедура проводится в порядке очередности под контролем медицинского персонала. Осуществляется доставка пациентов на машинах «Скорой помощи».
- В стационаре или реанимации. Очищение крови осуществляется у тяжелых больных с острой почечной недостаточностью. Также сюда поступают пациенты с отравлениями ядовитыми веществами, алкогольной интоксикацией, передозировкой наркотиками.
С развитием химической промышленности и расширением производства фармакологических препаратов увеличивается число интоксикаций. Разработчики устройств для очищения крови постоянно совершенствуют аппараты «искусственная почка», дополняя удобными приспособлениями. Можно проследить эволюцию медицинского оборудования:
- Обычный гемодиализ. Сравнительно небольшой поток крови, диализирующего раствора. Площадь целлюлозной мембраны составляет около 1 кв. метра.
- Высокоэффективный гемодиализ. Время проведения процедуры не занимает более четырех часов. Общая площадь поверхности полупроницаемой мембраны — 2 кв. метра, скорость движения жидкостей достигает 250 мл/мин.
- Высокопоточный гемодиализ. Усовершенствованы мембраны: через них могут проходить очень крупные конгломераты. Процедура позволяет сохранять в крови полезные вещества и микроэлементы, препятствует возникновению осложнений.
Различаются аппараты для гемодиализа и по конструкции фильтра для очищения крови:
- Диализаторы дисковые. Параллельные пластины с полунепроницаемой мембраной позволяют проводить постоянный контроль над качеством фильтрации. Снижен риск тромбообразования, невысокий объем очищаемой крови.
- Диализаторы капиллярные. При проведении процедуры очищения крови сведен к минимуму риск образования осложнений благодаря быстрому потоку жидкостей.
Выбор аппарата производится медицинским персоналом на основании состояния пациента и возможностей лечебного учреждения.
Использование «искусственной почки» в стационаре
Портативная «искусственная почка»
Десять лет назад американскими учеными была разработана портативная «искусственная почка». Переносное устройство весит не более 3,8 кг, а его питание осуществляется с помощью обычных батареек. Для проведения очищения крови также проводиться формирование фистулы ли установка встроенного внутривенного катетера.
Портативный аппарат «искусственная почка» не требует много времени для установки — в течение нескольких минут доктор подсоединяет медицинское оборудование. При необходимости аппарат может функционировать круглосуточно. Это происходит не только из-за усовершенствования конструкции, но и по причине сравнительно медленного потока жидкости.
Имплантированная «искусственная почка» скоро станет обыденной реальностью. Несколько лет назад разработка американских ученых была представлена на всеобщее обозрение. Гемодиализное устройство создано для пациентов с хронической почечной недостаточностью. Разработка особенно актуальна при сложившемся дефиците донорских органов или при их отторжении собственными клетками организма человека.
На данном этапе имплантируемая «искусственная почка» проходит тестирование в лабораторных условиях. Суть методики заключается в выполнении компактным устройством фильтрационной функции почек. Аппарат оснащен биологическими фильтрами с клетками почечных канальцев, а необходимая для работы энергия производится за счет течения крови.
Пересадка донорской почки
Трансплантация почки является хирургической операцией, в ходе которой осуществляется пересадка органа, полученного от другого человека. Заместительная почечная терапия используется для лечения пациентов с хронической почечной недостаточностью различной этиологии. Обычно необходимость в донорской почке возникает на последней стадии течения:
- Диабетической нефропатии.
- Хронического пиелонефрита.
- Поликистоза почек.
- Хронического гломерулонефрита.
Операция значительно продлевает жизнь пациента, улучшает ее качество. Трансплантация почки жизненно необходима маленьким детям с врожденными почечными патологиями, так как постоянный гемодиализ приводит к задержке развития ребенка.
Метод очищения крови при помощи «искусственной почки» противопоказан в следующих случаях:
- Артериальная гипертензия тяжелой степени.
- Острые вирусные и бактериальные инфекции.
- Открытая форма туберкулеза.
- Инфаркт и инсульт.
- Нарушение свертываемости крови.
Данные противопоказания не принимаются во внимание при угрозе жизни пациента, и производится подключение к «почке». Ведь гемодиализ создан для продления жизни пациента, поэтому учитываются все риски и предпринимаются попытки для их устранения.
Искусственная почка: принцип работы и назначение
У пациентов, страдающих хроническими болезнями почек, при прогрессировании заболевания развивается недостаточность их функций.
Если фильтрация почками крови снижается до 10–15%, то таким больным проводят гемодиализ, то есть принудительное очищение и выведение вредных веществ из организма.
Эту функцию выполняет устройство искусственная почка, применение которого показано больным с почечной недостаточностью.
Если почки не справляются со своей функцией, то у пациента отмечается усталость, сосудистая гипертензия, отеки, диспепсические расстройства. Устройство для диализа помогает поддерживать соотношение жидкости в организме и этим нормализовать кислотно-щелочной баланс.
Что такое «искусственная почка»
Аппарат искусственная почка предназначен для очищения крови от токсических элементов, накапливающихся в крови вследствие недостаточной выделительной функции органа.
Предоставленный алгоритм работы аппарата основан на биологических процессах, происходящих в организме. При проведении процедуры объем циркулирующей крови остается в норме, то есть не увеличивается и не уменьшается.
Как работает аппарат
Аппарат для гемодиализа являет собой устройство весом до 80 кг, который работает, как насос. Кровь от больного проходит через диализатор, где проводится процесс очищения. Это оборудование сложено из большого количества трубочек, по которым движется кровь.
Снаружи они омываются диализирующим раствором. Система работает по следующему принципу: через мембрану, из которой сделаны трубки, в жидкость проникают токсины и излишек микроэлементов, а большие молекулы белка, бактерий, составные элементы крови остаются.
Процесс походит в соответствии с законами диффузии и разницы осмотического давления.
При острой почечной недостаточности показано применение гемодиализа ежедневно до восстановления функций органа или снятия симптомов отравления организма. Если форма течения заболевания хроническая, то проведение процедуры осуществляют 2–3 раза в неделю.
Проводит манипуляцию врач-нефролог в условиях стационара или в специализированных центрах гемодиализа.
Виды аппаратов
Различают два основных типа устройств. Первый тип целлофановую мембрану в виде трубок, а второй — из пластин.
Пластинчатая форма требует меньше гепарина для проведения процедуры, а также небольшое количество крови, что снижает риск развития осложнений у пациента.
Трубчатая форма мембраны позволяет быстрее и качественнее очистить кровь, поскольку она имеет большую площадь. Состоит аппарат из трех блоков.
1 модуль:
- насосы, подающие гепарин и перекачивающие кровь;
- приборы, показывающие давление;
- устройство для предупреждения появления воздушных пузырьков.
2 модуль:
- системы для устранения воздуха, контроля за температурой;
- аппараты перемешивания, наблюдения за фильтрацией;
- датчик утечки крови в диализатор.
3 модуль — это фильтр и гемодиализная мембрана.
Конструкция аппарата позволяет в автоматическом режиме контролировать давление пациента, уровень его гемоглобина, а также корректировать состав диализирующего раствора.
Современные аппараты самостоятельно готовят диализирующий раствор соответственно показателям пациента.
Эти характеристики касаются только устройств, применяющихся в стационаре, лучшими из которых считаются аппараты концернов BAXTER-1550, NIPRO SURDIAL, Dialog Advanced.
Существуют устройства, использование которых возможно в амбулаторных условиях. Это портативный аппарат искусственная почка, который предназначен для домашнего применения.
Его технические возможности ниже, чем у стационарных приборов, но основную функцию (очищение крови) он выполняет.
Такие устройства носятся на поясе и весят до 7 кг, выполняют диализ в любое время суток, когда это понадобится пациенту. Длительность манипуляции составляет 3– 4 часа.
Применение аппарата отличается такими особенностями:
- безопасностью (исключается риск заражения);
- легкостью в использовании;
- выполнением манипуляции в любое время суток.
Это положительные стороны устройства. К отрицательным относятся следующие:
- высокая цена аппарата;
- контроль медработников при проведении первых сеансов;
- необходимость пройти обучение.
Несмотря на некоторые минусы в работе аппарата, его применение приносит больным определенную свободу движений, поскольку очищение крови можно проводить в любое время, не дожидаясь очереди в стационаре. Переносная искусственная почка дает возможность больным выполнять несложную физическую работу, а также осуществляет диализ ночью.
Кому нельзя пользоваться аппаратом
Проведение процедуры имеет свои противопоказания. Ее нельзя делать больным, имеющим такие патологии:
- психические заболевания;
- онкологические патологии;
- лейкоз или анемию;
- патологию ЦНС;
- преклонный возраст (старше 80 лет);
- сахарный диабет (возраст после 70 лет);
- имеющих более двух серьезных заболеваний.
Нельзя проводить процедуру больным, страдающим алкоголизмом или наркоманией, имеющим активную форму туберкулеза, предрасположенным к развитию массивных кровотечений.
Нежелательные эффекты
После проведения или во время процедуры у больных могут развиться нежелательные эффекты:
- сосудистая гипотония;
- мышечные спазмы;
- расстройство сна;
- зуд кожных покровов;
- анемия;
- деструктивные изменения в костной ткани;
- повышение кровяного давления;
- перикардит.
Появление осложнений становится реакцией организма на поведение манипуляции. Если пациент не придерживается диетического питания, таких побочных эффектов становится больше.
Больным с почечной недостаточностью прописывается диета, строго запрещающая алкоголь, острые, пряные и копченые блюда, ограничивающая потребление соли и жидкости.
При нарушении правил питания пациент создает дополнительную нагрузку на почки, поскольку повышенное количество соли задерживает влагу в организме, приводит к образованию отеков, увеличивает нагрузку на сердечную мышцу, способствует артериальной гипертензии.
При проведении диализа из организма вымываются ионы кальция, что способствует деструктивным нарушениям в костной ткани. Дефицит эритропоэтина (его вырабатывают здоровые почки) приводит к изменению состава крови. Перикардит возникает из-за повышенной нагрузки на сердце, поскольку при выполнении процедуры ему нужно перекачивать большой объем крови.
Вывод
Почечная недостаточность, требующая постоянного проведения гемодиализа, — очень серьезное заболевание. Нет точной статистики, позволяющей определить, сколько проживет пациент, находящийся на принудительном очищении крови.
Но все же проведение процедуры вместе с соблюдением правил диетического питания, а также нормализацией двигательного режима продлит пациенту жизнь.
Но на сколько — зависит от индивидуальных особенностей организма и сопутствующих заболеваний.
Аппарат для гемодиализа
Гемодиализ – очищение крови человека от токсинов, нормализация естественных показателей. У здорового человека эти функции выполняет важный орган – почки, несостоятельность почек (почечная недостаточность) эффективно выполнять свою работу приводит к применению этой процедуры. Внепочечное очищения крови проводится с помощью стационарных или портативных аппаратов «искусственная почка».
Устройство гемодиализатора
Состоит из трёх основных блоков, выполняющий разный функционал:
- Блок обработки крови включает в себя насосы для транспортировки крови и доставки гепарина, систему удаления воздуха из крови, диагностические датчики слежения за давлением в артериях и венах;
- Блок, отвечающий за создания диализата. В него входят система соединения воды и концентрата, механизм контроля температуры диализного раствора, датчик обнаружения крови в растворе, система, контролирующая уровень фильтрации.
- Диализатор, включающий в себя целлюлозную или синтетическую мембрану для гемодиализа.
По своему строению гемодиализаторы делятся на два вида:
- Пластинчатые или дисковые. Особенностью данного вида является низкий риск возникновения тромбоза. В таких аппаратах комфортно регулируется уровень фильтрования крови.
- Капиллярные. Мембрана с большой рабочей поверхностью создана из волокон, пустых внутри. По таким искусственным капиллярам кровь подаётся в одном направлении, а вокруг них подаётся раствор диализата, который остаётся чистым и готовым к длительному использованию.
Принцип работы аппарата
При подключении аппарата к кровеносной системе пациента, кровь из вены начинает перемещаться по трубкам к месту расположения мембраны. С обратной стороны мембраны циркулирует подготовленный диализный раствор, очищающий кровь.
Результатом проводимой процедуры будет очищение крови от элементов биохимического обмена. Диализат поглощает продукты обмена через микроотверстия в мембране. Таким же образом достигаются нормальные показатели электролитов в составе крови.
Диализат изготавливается заранее, исходя из индивидуальных особенностей и физического состояния пациента.
Система прибора самостоятельно создаёт и подготавливает раствор к работе, используя дистиллированную воду и концентрированное вещество, руководствуясь введёнными параметрами.
По итогам проведённой процедуры оценивается эффективность гемодиализа. Для этого вычисляют уровень мочевины в крови и сравнивают его с первоначальным уровнем. Снижение показателя (на разные величины в зависимости от регулярности процедуры в неделю) указывает на степень эффективности проведённой процедуры.
Стационарная аппаратура для гемодиализа
Современный медицинский прибор для гемодиализа – высокоточный и быстродействующий компьютер, предназначенный для обеспечения непрерывного управления процедурой и анализа физиологических показателей жизнедеятельности пациента, получаемых в процессе работы. При гемодиализе медицинский персонал производит много однообразных действий, зацикленных во времени.
Разработчики выделили основные технологические циклы и внедрили в программное обеспечение прибора алгоритмы управления, освобождающие медиков от рутинных процедур.
Принцип работы заключается в следующем: аппарат автоматически рассчитывает скорость подачи раствора, контролирует дозирование, может изменять объем крови для циркуляции, следит за показателями уровня гемоглобина и гематокрита, измеряет с заданным интервалом артериальное давление.
Основными расходными материалами являются апирогенные фильтры, для очистки раствора. Срок службы таких фильтров в среднем – 200 часов непрерывной работы аппарата. Стоимость аппарата «искусственная почка» – от 30-40 тысяч долларов, курс лечение пациента в России составляет более миллиона рублей.
Аппарат для домашнего гемодиализа
Портативный аппарат имеет меньшие размеры и вес, снабжён колёсиками для свободного перемещения.
По функциональным возможностям домашний гемодиализатор не уступает стационарному варианту.
Подключение осуществляется напрямую к системе водоснабжения, дистилляция воды происходит непосредственно в аппарате или в дополнительном устройстве, к нему присоединяемом.
После обучения процедуре работы с аппаратом, в домашних условиях гемодиализ выполняется без обязательного присутствия медицинского персонала. Стоимость портативного аппарата составляет 20-25 тысяч долларов. Цена процедуры зависит от региона страны и технического оснащения отделения диализа.
Благодаря современным аппаратам для регулярного гемодиализа жизнь и качество лечения больных хронической почечной недостаточностью в России и в мире значительно улучшилось.
Наглядно с принципом работы аппарата для диализа можно ознакомиться на видео.
Как работает аппарат искусственная почка?
Искусственная почка – прибор, необходимый для очистки крови от токсинов. Его применяют в том случае, когда почки не могут справляться со своими функциями. Процесс очистки называют гемодиализом. Важность процедуры сложно переоценить. Она позволяет продлить жизнь пациента, увеличить время для подбора подходящей схемы лечения.
Особенности технологии
Очистка крови от токсинов искусственной почкой осуществляется за счёт различий в величине осмотического давления. Аппарат разделён на 2 части.
В одной находятся фильтры, необходимые для удаления отравляющих веществ, а в другой резервуар для крови.
Полезные микроэлементы и минералы частично проходят через целлофановую мембрану, а бактерии и белки остаются в диализаторе. По механизму действия различают следующие виды оборудования:
- приборы, включающие комплекс трубок;
- приборы с пластинчатыми мембранами.
Диализаторы устройств также имеют разную конструкцию. В некоторых приборах устанавливают пластинчатые модели. Они состоят из нескольких параллельно расположенных пластин, покрытых сверху полупроницаемой мембраной. Диализат протекает внутри дисков, а снаружи находится поток крови. Главным плюсом такого компонента является низкое сопротивление, которое снижает вероятность образования тромбов.
Капиллярные диализаторы состоят из множества полых волокон. По ним течёт кровь, а снаружи поступает диализирующий раствор. В итоге все примеси быстро вымываются из жидкости. Преимуществом использования компонента данного типа является повышение эффективности процедуры. Но многие больные тяжелее переносят очистку крови капиллярными дозаторами.
Стоимость гемодиализа высокая. В среднем она составляет 4000 рублей. Высокая цена процедуры обусловлена затратами на обслуживание оборудования и закупку расходных материалов. Осуществлять гемодиализ можно в домашних условиях, но больному потребуется помощь врача с соответствующей квалификацией, т.к. необходимо отслеживать пульс и состояние артериального давления.
Как работает прибор?
Принцип работы искусственной почки основан на пропуске крови через мембранный фильтр, изготовленный из целлюлозы или синтетического вещества. С одной стороны фильтра течёт кровь, а с другой стороны диализат. Он забирает молекулы вредных веществ и излишки воды. Состав диализата подбирается для каждого больного индивидуально.
Последние модели приборов готовят препарат автоматически. Врачу остаётся только ввести параметры, добавить воду и концентрат. Прибор выполняет следующие функции:
Портативная искусственная почка
Переносной прибор выглядит как множество клапанов и ёмкостей, размещенных на поясе. Уменьшенная версия искусственной почки способна работать в автономном режиме около 7 часов. Вес прибора составляет 4 кг.
Процедура подключения техники занимает пару минут. Врач соединяет с веной в области бедра или предплечья, и прибор начинает работать.
Носить устройство можно круглосуточно, но процесс фильтрации в нём проходит медленнее, чем в крупногабаритной версии.
Использование искусственной почки в медицине
Настоящую почку искусственной заменить не получится. Её используют, чтобы продлить жизнь пациенту или обеспечить вывод токсинов до момента трансплантации органа. Прохождение процедуры 2 раза в неделю позволяет:
- поддерживать водно-солевой баланс организма;
- привести к норме численность электролитов;
- сохранить количество мочевины и креатинина в крови.
Продолжительность гемодиализа зависит от состояния организма больного. Если со здоровьем всё относительно хорошо, то процедура длится 3-4 часа. В особо тяжёлых случаях пациент находится под воздействием прибора на протяжении 12 часов. Показанием к проведению процедуры являются следующие состояния:
- тяжелые травмы;
- блокада мочевых артерий;
- инфекция после аборта;
- прекращение кровоснабжения;
- кровотечение;
- воспаление почек и нарушение оттока мочи;
- хроническая почечная недостаточность.
Перед проведением гемодиализа пациентов направляют на сдачу общего анализа крови, оценку работы органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Если количество сывороточного азота увеличивается до 200 мг, а мочевины до 400 мг, очистка крови должна проводиться искусственно.
Противопоказания к использованию
При декомпенсации сердца или печени выполнять гемодиализ запрещено, т.к. в плазме накапливаются токсины, не перерабатываемые печеночной тканью. При длительном использовании искусственной почки у человека могут развиться следующие проблемы:
- нарушение обмена кальция, приводящее к остеопорозу и отложению солей на костях;
- гипертоническая болезнь;
- анемия тяжелой степени, спровоцированная разрушением эритроцитов в мембранах и трубках устройства;
- отсутствие менструации у женщин;
- атрофия яичек у мужчин из-за нарушения кровоснабжения;
- применение тефлона может вызвать поражение периферических нервов;
- тромбы в артериях после шунтирования артерий и вен.
Процедура не всегда помогает очистить кровь. После её применения выявляется необходимость в пересадке одной из почек. С осторожностью гемодиализ проводят больным с гепатитом, туберкулёзом, проблемами мозгового кровообращения, сахарным диабетом.
Осложнения
Не все пациенты легко переносят гемодиализ. У некоторых больных наблюдается тошнота, рвота, изменение артериального давления. На 3-4 процедуру появляется ощущение спутанности сознания.
Некоторые пациенты начинают страдать от мышечных судорог. Чтобы уменьшить отрицательные последствия гемодиализа, больным рекомендуется соблюдать диету.
Следует отказаться от молочных продуктов и сухофруктов.
Приём поливитаминных комплексов и изменение рациона должны быть согласованы с лечащим врачом. Чтобы восстановить электролитический обмен, могут назначить препараты. Регулярное прохождение процедуры позволяет сохранить трудоспособность пациентов и увеличить срок их жизни на 20-25 лет.
