Портативный аппарат искусственная почка. Проведение гемодиализа с помощью искусственной почки

Почки играют решающую роль в очищении кровотока от токсинов и других вредных компонентов. Здоровье почек считается очень деликатным и, если не заботиться о нем надлежащим образом, человек может испытать хроническую болезнь почек (ХЗП). Это в свою очередь может привести к необходимости использования устройства под названием искусственная почка.

Диализ почек – это явление, используемое для правильного функционирования почек, когда почка перестает нормально работать. Диализ выполняется с помощью аппарата, который очищает и фильтрует кровь в кровоток.

Принцип работы аппарата искусственной почки

Когда почки пациента должным образом, становится необходимым регулярно очищать кровь, иначе это может привести к серьезным последствиям для здоровья и даже смерти. Аппарат искусственной почки помогает сбалансировать организм, даже если почки не работают должным образом.

Известно, что почки предотвращают накопление в организме человека примесей, отходов и дополнительной воды. Почки также играют решающую роль в контроле артериального давления и помогают в поддержании идеального баланса химических, минеральных и питательных веществ в крови. Таким образом, когда почки перестают выполнять все эти функции из-за травмы или заболевания, такого как камень в почках или других хронических заболеваний, организм перестает нормально работать.

Тяжелые нарушения почечной деятельности часто вынуждают врачей обращаться к современным технологиям и методам лечения. Искусственная почка – уникальный аппарат, способный качественно улучшить состояние пациента при выраженной хронической либо .

Внедрение в организм этой технологии позволяет без нарушения кровяного объема устранить из этой жидкости ядовитые токсины, избытки алкогольного опьянения и даже наркотические элементы.

Общая информация

Нарушения провоцирует для организма массированную атаку посторонних вредных веществ – токсинов, продуктов распада, внешних ядов и других раздражителей. При накоплении этих отрицательных элементов часто наступает тяжелое необратимое состояние, преодолеть его собственными силами человеческое тело не способно. Конечными последствиями затяжного отравления является летальный исход.

Так выглядит аппарат для гемодиализа

Достижением медицины в 1913 году стало изобретение искусственного аппарата, напоминающего по функциональности работу здорового парного органа. Процесс лечения был назван гемодиализом.

Современным отражением этого технологического чуда медицины считается автоматизированная универсальная система восстановления качественного состава крови, причем аппарат характеризуется комплексным воздействием на вредные элементы крови.

Функциональные возможности гемодиализа

Постепенное увеличение концентрации негативных веществ в составе крови провоцирует угасание головного мозга, это обуславливается сильным снижением способности кровяных эритроцитов доставлять кислород. Для спасения человеческой жизни доктора подключают пациенту искусственные почки.

Процедура гемодиализа напоминает обычное процеживание жидкости через специфическую мембрану, состав которой весьма похож со структурой обычной почки.

Искусственная почка отлично справляется с выводом из крови следующих элементов:

• вещества метаболизма белковой природы – различные соединения их мочевины;
• креатинин – простейший продукт химического распада, происходящего в мышечной ткани;
• всевозможные ядовитые соединения: молекулы ртути, хлор, ядовитый мышьяк, токсичные соединения;
• составы фармакологической и наркотической группы;
• спирты;
• излишне накопившаяся жидкость.

В медицинской практике активно используются как комплексные профессиональные аппараты, так и устройства узкой направленности, однако, принцип работы различных моделей основываются на общих положениях.

Устройство обязательно состоит из следующих элементов:

• детализированный монитор с множеством режимов;
• диализатор – использующийся фильтр;

Так выглядит Диализатор

• совершенные технологические модели оснащаются перфузионным модулем, он отвечает за передвижение крови внутри диализатора;
• искусственная почка дополнительно оснащается устройством приготовления и доставки в диализатор фильтрующего раствора.

Тонкости проведения процедуры искусственной фильтрации

Назначение инновационной методики очистки крови предполагает обязательную специфическую подготовку пациента. Иногда стадия болезни настолько запущена, что ограничивает возможность установки аппарата для введения, а также извлечения жидкостей из кровеносной системы.

Подготовительные мероприятия перед очисткой крови:

• Специалист формирует фистулу из нескольких сосудов. У человека обычное месторасположение фистулы на предплечье. Она способствует утолщению стенок сосудов в этой области, это благотворно влияет на длительное и частое использование процедуры гемодиализа.
• Используя местную анестезию, в венозный сосуд вшивается катетер – устройства для простого извлечения и ввода жидкостных составов. Располагается в паховой области.
• Обязательным условием для пациентов, прошедших эту подготовку, является ограничение физических нагрузок, запрещается даже простое поднятие тяжелых предметов.

Катетер вшитый в венозный сосуд

Предшествует гемодиализу стандартные оценочные анализы частоты пульса и АД, дополнительно осуществляется взвешивание пациента, это позволяет исключить развитие отечности.

Время проведение самой процедуры исчисляется приблизительно 5 часами. Систематичность повторов фильтрации до 3 раз в недельный период. Искусственная почка устанавливается целой профессиональной бригадой медицинских работников, это позволяет избежать заражения крови.

Фильтрация осуществляется благодаря различному осмотическому давлению мембраны и созданию диффузионного эффекта. Эти два фактора обуславливают быстрое удаление токсичных соединений.

Кровь через систему трубок и катетер поступает в фильтрующий резервуар, где располагается целлофановая мембрана. Ее предназначение – отделение шлаковых соединений от структурных элементов крови. После прохождения диализатора со всеми трубочками и очистными стеклами, мембранами кровь возвращается в тело пациента.

При прохождении процедуры фильтрации больному разрешается заниматься обычными делами, находясь в горизонтальном положении.

Ограничения и побочные эффекты

Перед назначением процедуры гемодиализа лечащий специалист обязан провести полное обследование нервной системы, выявить малейшие осложнения и нарушения сердечно-сосудистой системы и других важных органов. Присутствие любых отклонений от нормы является фактором, ограничивающим назначение.

Даже дорогостоящая искусственная почка характеризуется следующей побочной симптоматикой:

• появление гипертонии, развитие гипотонии;
• спонтанная рвота, тошнотные порывы;
• непроизвольные мышечные судороги;
• систематическая одышка;
• распространение кожного зуда;
• анемия конечностей.

Нейтрализовать симптоматику от работы аппарата поможет профилактическое назначение лекарств. Сопровождает процедуру обязательное следование жесткой диете, но для большей эффективности лечения она просто необходима.

Кроме запланированных предварительных мероприятий, перед установкой искусственного органа для фильтрации существует несколько патологических состояний и осложнений, которые ограничивают эту возможность:

• прекращение кровоснабжения по различным причинам;
• появление кровотечений;
• тяжелые травмы и ранее состояние после них;
• инфекционные болезни после абортов;
• применение ограничивается при развитии воспалительного процесса в почках, это провоцирует отток мочи;
• при появлении блокады любой степени мочевыводящих каналов.

Проведение гемодиализа в домашних условиях

Распространенным стереотипом многих консервативных врачей и неосведомленных пациентов является уверенность в факте проведения процедуры гемодиализа исключительно в медицинском учреждении. Современные аппараты и уровень обеспеченности необходимыми элементами для фильтрации позволяют осуществлять не в клинике, а в обычной домашней обстановке.

Частная обстановка предполагает использование исключительно дорогостоящего оборудования, но это максимально снижает процент заражения крови гепатитами B и C групп, а в больницах эта ситуация является распространенным явлением.

Проведение гемодиализа на людях, страдающих серьезными формами недостаточности почек, в домашней обстановке – распространенная методика сегодня. Поскольку тяжелые формы заболеваний часто существенно снижают иммунную защиту, то любой контакт в больнице с потенциальными переносчиками становится серьезным риском для жизни. Каждая проведенная фильтрация дома у больного несет исключительно положительные отзывы и повышает эффективность лечения.

Искусственная почка — это аппарат, предназначенный для выведения из крови человека токсинов, скапливающихся в почках при их тяжелом поражении — обычно это хроническая и острая формы недостаточности почек.

Работа аппарата основывается на принципах диализа — это выведение низкомолекулярных веществ из коллоидных растворов благодаря диффузии и разнице между осмотическим давлением с двух сторон целлофановой полупроницаемой мембраны.

Гемодиализ — это наиболее популярный метод проведения лечения запущенных форм недостаточности почек. Такая процедура позволяет человеку продолжать вести активный образ жизни, несмотря на неполноценную работу почек.

Регулярная организация гемодиализа предполагает строгое соблюдение лечебного графика, регулярный прием лекарственных препаратов и соблюдение особых правил, касающихся рациона питания.

Когда требуется гемодиализ

Как правило, гемодиализ назначается человеку, когда его почки способны выполнять только 10 — 15% своих функций. Наряду с этим у человека развиваются следующие симптомы — рвота, тошнота, отечность, высокая степень утомляемости. Аппарат искусственная почка забирает на себя некую часть функций почек — он держит под контролем кровяное давление человека, поддерживает нормальное соотношение жидкости в организме, что дает возможность сохранять нормальный кислотно-щелочной баланс.

Врач определяет необходимость проведения гемодиализа в соответствии со следующими факторами: общее самочувствие человека, степень функционирования почек, симптоматики, качество жизни человека и его личные пожелания. Обычно пациенты начинают проходить процедуру задолго до момент формирования осложнений, которые могли бы угрожать его жизни.

К основным причинам возникновения недостаточности почек относят:

• Повышенное кровяное давление.
• Диабет.
• Воспалительные процессы в почках.
• Воспалительный процесс в кровеносных сосудах.
• Поликистоз почек.

Бывают ситуации, когда работа почек нарушается неожиданно, например, при острой форме почечной недостаточности по причине получения тяжелой травмы, сложной хирургической операции, сердечного приступа и других серьезных отклонений.

Проведение гемодиализа

Для некоторых людей единственным верным решением для продления жизни остается подключение к искусственной почке.

Данный аппарат представляет собой машину, вес которой составляет в пределах 80 кг. Она работает по принципу насоса — принимает кровь от больного, а после очищения возвращает её обратно. Очистка крови проводится при её прохождении через специальное устройство под названием диализатор. Принцип действия диализатора заключается в том, что он состоит из множества трубочек — по ним и протекает кровь пациента. Снаружи трубочки омываются специальным диализирующим раствором. Стенки трубочек выполнены из полупроницаемой мембраны, через неё посредством осмоса и диффузии в диализирующий раствор проникают вредные вещества, а также избыток микроэлементов из кровотока. Затем диализирующий раствор сливают и замещают на новый.

Гемодиализ, как правило, длится от трех до семи часов, а порой даже дольше. Если больному поставлен диагноз хронической почечной недостаточности, то гемодиализ организуется два -четыре раза за неделю без перерывов.

Если у человека обнаруживается острая форма почечной недостаточности, то процедуры могут организовываться каждый день до момента наступления ликвидации процессов интоксикации и достижения самостоятельного функционирования почек. Гемодиализ проводят в особых отделениях и медицинских центрах по нефрологии и гемодиализу. Процедуру должен выполнять врач нефролог или реаниматолог. Отбор данных для проведения лечения на аппарате искусственной почки должен быть осуществлен очень тщательно.

Американскими учеными была изобретена искусственная имплантируемая почка, которая устанавливается прямо в организм пациента. Данное устройство позволяет облегчить течение хронической недостаточности почек, а также избавить от необходимости постоянного проведения гемодиализа в стационаре.

Совсем недавно была разработана и с успехом используется портативная искусственная почка, которая обеспечивает пациенту непрерывный диализ. Пациенты с недостаточностью почек могут носить данный аппарат на поясе.

Риски проведения процедуры

У большинства людей, которые требуется использование искусственной почки, есть множество серьезных отклонений состояния здоровья. Гемодиализ может продлить жизнь многим людям, но, несмотря на это, ожидаемая продолжительность жизни тех людей, которые нуждаются в нём, по-прежнему остается намного меньше, чем для населения в общем.

Осложнения могут стать последствием гемодиализа или поражения почек. Основными осложнениями считаются следующие:

• Понижение кровяного давления — гипотония. Это самый распространенный негативный результат после проведения гемодиализа, особенно для пациентов, страдающих от сахарного диабета. Гипотония обычно дополняется такими проявлениями, как трудности дыхания, спазмы в брюшной полости, тошнота с рвотой.
• Спазмы в мышцах. Врачи не могут утверждать, что именно гемодиализ является причиной возникновения данного осложнения, но на такое отклонение жалуются многие пациенты. Иногда для облегчения спазмов требуется снизить интенсивность и частоту процедуры.
• Зуд. Многие пациенты, проходящие гемодиализ, жалуются на зуд кожного покрова, который становится сильнее во время процедуры или сразу после её завершения.
• Нарушение сна, так как болевые ощущения в мышцах и непроизвольные движения нижними конечностями мешают нормальному сну.
• Малокровие — уменьшение концентрации красных кровяных клеток считается самым частым осложнением гемодиализа при почечной недостаточности. Недостаточность почек часто приводит к уменьшению выработки эритропоэтина — гормона, стимулирующего выработку красных кровяных телец. Ограничения в пище и выведения из организма витаминов и железе при гемодиализе способствует возникновению малокровия. Потеря крови при гемодиализе и частые анализы крови приводят к таким же результатам.
• Патологии костной ткани. Если пораженные почки утратили возможность правильно использовать витамин D, который способствует абсорбции крови, то кости с течением времени ослабевают.
• Повышение артериального давления — гипертония. Повышенное кровяное давление — это главная причина недостаточности почек. Если в процессе лечения пациент потребляет большое количество жидкости и соли. То состояние здоровья может заметно ухудшиться.
• Воспаление в перикарде. Недостаточное проведение гемодиализа или, наоборот. Слишком частые сеансы могут вызвать воспаление перикарда. Так, сердце становится не в состоянии качать достаточные объемы крови.

Носимая электроника не только облегчает выполнение повседневных задач и открывает новые перспективы в сфере развлечений. Её вклад в развитие медицины становится реально ощутимым с появлением бионических протезов и портативных установок для гемодиализа. Этой осенью в Сиэтле на базе Вашингтонского университета пройдут клинические испытания WAK – первого в мире носимого аппарата класса «искусственная почка».

Проект создан под руководством доктора Виктор Гура (Victor Gura) из Медицинского центра Сидарс-Синай. Воплотить его помогали сотрудники Школы медицины имени Дэвида Геффена при Калифорнийском университете. Этот миниатюрный диализный аппарат достаточно мал и лёгок, чтобы носить его на ремне. Он подключается к пациенту с помощью катетера, позволяя ему двигаться и даже работать с минимальными ограничениями.

WAK – прототип носимой искусственной почки (фото: Stephen Brashear / hsnewsbeat.uw.edu).

Традиционно гемодиализ выполняется в стационаре и собирает очереди на многие дни. Процедура длится до четырёх часов, а пациент во время неё лежит или сидит практически неподвижно. Множество проблем создаёт нехватка аппаратов, их высокая стоимость и большие габариты. Их требуется одновременно подключать к электросети и системам подачи очищенной воды, поэтому даже мобильная версия обладает размерами с МФУ. Её можно только перевести на тележке из одной оборудованной палаты в другую, но нельзя забрать домой. Показаний к гемодиализу насчитывается довольно много, а людям с тяжёлыми формами почечной недостаточности повторять его приходится регулярно.

Носимая версия WAK (wearable artificial kidney), конечно, уступает по мощности фильтрационным установкам размером со шкаф, но и тактика её применения предлагается совершенно иная. Компактный прибор массой всего четыре с половиной килограмма разрабатывался как персональный. Он работает только с одним пациентом, поэтому не так жёстко ограничен по времени использования. Фильтрация выполняется в фоновом режиме, постоянно поддерживая безопасный уровень токсичных метаболитов в крови.

«Наша команда изобрела устройство, которое отвяжет пациентов от громоздких диализных аппаратов», – написал Виктор Гура на сайте университета. Радикальное уменьшение габаритов стало возможным за счёт использования новых материалов, гибкой электроники и литиевых батарей с высокой плотностью хранения энергии, недавно выпущенных компанией Inspired Energy. Однако главным новшеством стала фильтрационная мембрана, структура которой позволила снизить расход воды на порядки.

Какие-то детали её устройства пока не сообщаются. Известно только, что состоит она из двух блоков: основного фильтра в виде трубки посередине устройства и секции из трёх дополнительных элементов округлой формы, закрепляемой слева. Все фильтры меняются ежедневно с соблюдением правил асептики. Основное отличие кроется в объёмах. Обычные аппараты тратят на одну процедуру гемодиализа около ста пятидесяти литров воды. Носимая версия обходится скромным объёмом в половину литра. Такое количество жидкости уже вполне можно носить с собой.

На уровне концепции прибор был представлен ещё в 2009 году. Всё это время разработчики ждали разрешения от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Дело сдвинулось с мёртвой точки только после того, как разработчики выиграли конкурс медицинских инноваций, устроенный самим Управлением. Комиссия признала WAK самым перспективным прибором среди всех разработок, предложенных в тридцати двух номинациях.

Не обошлось в этой истории и без личных знакомств. Один из соавторов разработки профессор Ларри Кесслер (Larry Kessler) в прошлом работал в FDA. Именно он помог команде преодолеть бюрократические заслоны… всего-то за пять лет.

«Исследовательская группа работала в тесном сотрудничестве с FDA, чтобы довести WAK до современного состояния и подготовить его к исследованиям эффективности с участием добровольцев”, – прокомментировал доктор Кесслер.

Ускорение процедуры одобрения произошло и потому, что европейские власти оказались более заинтересованными в приборе. Не дожидаясь официального одобрения на тестирование прибора у себя на родине, они разрешили провести ограниченные клинические испытания сперва в Италии, а затем и в Великобритании.

К сожалению, пока речь идёт об очень малой выборке. На первом этапе приборы выдадут шестнадцати пациентам, причём в длительном испытании будут участвовать только десять из них. Добровольцы станут носить компактную искусственную почку двадцать четыре часа в сутки и ежедневно сдавать кровь на анализ в течение месяца.

«Концепция переносной искусственной почки была разработана с учётом множества данных, – пояснил директор Института Нефрологии при Вашингтонском университете профессор медицины Джонатан Химмельфарб (Jonathan Himmelfarb). – Среди них лабораторные исследования, компьютерное моделирование и результаты тестов на животных. Теперь у нас появятся и некоторые клинические данные».

Более подробно о процессе создания, возможностях и перспективах первой в мире носимой искусственной почки профессор Химмельфарб рассказывает в этом трёхминутном ролике.

Предварительные лабораторные тесты выглядели весьма оптимистично, однако их недостаточно для внедрения прибора в широкую клиническую практику. Прежде, чем он станет привычным устройством для людей с почечной недостаточностью, пройдут десятки исследований и годы наблюдений.

Если текущая серия испытаний окажется успешной, то команда разработчиков начнёт проектировать ещё более лёгкую и компактную версию прибора. Последующие испытания будут направлены на разработку метода постоянной фоновой фильтрации, который смог бы имитировать естественную работу почки. По мнению авторов проекта, это не только обеспечит более физиологичный режим, но и снизит ограничения диеты.

Диализ – освобождение растворов от примесей, способных проникать через растительные, животные и искусственные мембраны.

Проводят диализ в диализаторах.

1- внутренний сосуд с

коллоидной системой.

2- Мембрана.

3- внешний сосуд с

растворителем.

Сосуд заполняется проточной водой, на который на глубине нескольких сантиметров устанавливается широкая усечённая воронка, на более узкую часть натягивается мембрана из пергамента, во внутреннюю часть наливается коллоидный раствор.

Недостаток – занимает очень много времени.

Для того, чтобы повысить скорость применяют электродиализ – под действием постоянного электрического тока движение ионов через мембраны ускоряется.

Ультрафильтрация – фильтрование через полупроницаемы мембраны, которые не пропускают коллоидные частицы или молекулы.

Почка искусственная - аппарат для выведения из крови больного токсических продуктов обмена веществ, которые накапливаются при тяжелом поражении почек (острая и хроническая почечная недостаточность). В основе работы аппарата лежит принцип диализа - удаление низкомолекулярных веществ из коллоидных растворов за счет диффузии и разницы осмотического давления с обеих сторон полупроницаемой целлофановой мембраны. Ионы калия, натрия, кальция, хлора, молекулы мочевины, креатинина, аммиака и др. свободно проникают через поры целлофана. В то же время более крупные молекулы белка, форменные элементы крови и бактерии не могут преодолеть целлофанового барьера.

Кровь от больного поступает по катетеру при помощи насоса в диализатор, который крепится на баке, вмещающем 110 л диализирующего раствора. Проходя между целлофановыми пластинами диализатора, кровь больного через целлофановую мембрану соприкасается с протекающим навстречу диализирующим раствором. После диализатора кровь попадает в измеритель производительности и далее через фильтр и воздухоулавливатель по катетеру возвращается в венозную систему больного. Протекающая диализирующая жидкость стандартна и содержит все основные ионы крови (К·, Na· и др.), глюкозу в концентрации, соответствующей концентрации таковых в крови здорового человека. Раствор автоматически подогревается до температуры 38° и насыщается карбогеном до рН=7,4. Клиренс (коэффициент очищения) аппарата по мочевине 140 мл/мин.

На металлическую основу диализатора в горизонтальном положении помещают пластину из органического стекла. На нее укладывают два целлофановых листа, которые сверху прикрывают следующей пластиной. Таким образом укладывают 12 пластин, которые скрепляются металлическими болтами. Через специальные отверстия целлофановые мембраны перфорируются, вследствие чего межцеллофановые пространства соединяются между собой. Манометром проверяется герметичность сборки аппарата. Далее собирается насос диализатора, к которому присоединяют катетер поступления крови, а с другой стороны трубку, присоединяемую к входному отверстию диализатора. Соединяют выходное отверстие диализатора с измерителем производительности, к верхнему концу которого крепится шланг возврата крови к больному. После этого аппарат стерилизуют диацидом, отмывают стерильным физиологическим раствором и заполняют кровью либо полиглюкином. Соединение аппарата с больным осуществляется либо артерио-венозным, либо вено-венозным способом. В первом случае после обнажения лучевой артерии взятие крови в аппарат производят сосудистым катетером, введенным в ее просвет. Обратное поступление крови из аппарата идет по катетеру, введенному в поверхностную вену предплечья. При втором способе обнажением крупной вены на бедре достигается зондирование нижней полой вены, из просвета которой производят взятие крови. Обратно кровь поступает в локтевую вену. Для быстрого подключения аппарата и проведения многократных диализов накладывают шунт (протез сосуда) между катетеризированной лучевой артерией и рядом расположенной веной. После подключения аппарата в ток крови вводят гепарин для уменьшения свертываемости крови и профилактики тромбообразования. Гемодиализ проводят в течение 4-12 часов в зависимости от заболевания и состояния больного.

33. Устойчивость дисперсных систем. Виды устойчивости коллоидных растворов: кинетическая (седиментационная), агрегативная и конденсационная. Факторы устойчивости.

Устойчивость ДС – называется их способность сохранять неизменённым своё состояние и свойства в течении определённого времени.

Виды устойчивости:

1)кинетическая – способность частиц дисперсной фазы находиться во взвешенном состоянии и не оседать под действием силы тяжести.

Факторы кинетической устойчивости

1. высокая степень дисперсности – если размеры частиц дисперсной фазы менее 1 мкм, то высокая кинетическая устойчивость.

2. Участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении.

2)агрегативная – КЧ сохраняют определённую степень дисперсности, т.е. противодействуют их объединению. При нарушении этого вида устойчивости частицы это дисперсной фазы объединяются в агрегаты, состоящие из первичных частиц, отделённых друг от друга ионами и сольватными оболочками, нарушается степень дисперстности.

Факторы устойчивости

1. одноимённый заряд гранулы

2. КЧ окружены сальватной (гидратной) оюолочкой

Примечание – КР агрегативно неустойчивы, что объясняется их гетерогенностью.

3)конденсационная – это способность частиц дисперсной фазы сохранять неизменной свою удельную поверхность в течении длительного времени (КР конденнсационно не устойчивы, что объясняется их большой удельной поверхностью) – избыток свободной энергии (Энергии Гибса)

Вывод – КР кинетически устойчивы постоянно, а агрегативно и конденсационно – временно.