Künstliche Niere (Dialysator): Wie funktioniert es? Arten von Dialysatoren

Eine künstliche Niere ist der gebräuchliche Name für das gesamte Hämodialysegerät. Einer seiner Teile ist der Dialysator. Es ist ein Gerät, ohne das Menschen mit Nierenversagen nicht leben könnten. Es wurde vor über 100 Jahren erfunden und es wird kontinuierlich daran gearbeitet, es zu verbessern. Wissenschaftler bauen immer effizientere und kleinere Dialysatoren. Wie funktioniert eine künstliche Niere und welche Arten von Dialysatoren gibt es?

Eine künstliche Niere oder ein Dialysator ist ein Gerät, dessen Aufgabe es ist, die Funktionen dieses Organs bei Menschen mit chronischem oder akutem Nierenversagen zu ersetzen. Die Nieren spielen eine äußerst wichtige Rolle im Körper: Sie entfernen überschüssiges Wasser und sind ein Filter, der das Blut von unnötigen Stoffwechselprodukten, vor allem Harnstoff, Kreatinin und Medikamenten, reinigt. Sie halten auch das Säure-Base- und Elektrolythaushalt aufrecht, regulieren den Blutdruck und scheiden sogar Hormone (Erythropoetin) aus. Wenn die Nieren krank sind, wird der ganze Körper krank. Wenn sie aufhören zu arbeiten, kann eine Person einige Tage nicht überleben, da die Konzentration der giftigen Substanzen immer schwerer zu ertragen ist, der Blutdruck steigt, die Person erblindet, schließlich ins Koma fällt und stirbt. Um zu leben, muss mindestens eine Niere funktionsfähig sein.

Wie wurde eine künstliche Niere entdeckt?

Für Patienten mit Nierenversagen bietet eine Nierentransplantation Hoffnung auf ein normales Leben. Wer auf ihn wartet, ist auf die sogenannten angewiesen künstliche Niere. Alles begann 1913 mit drei Amerikanern namens Abel, Rowntree und Turner. Sie wollten ein Blutfiltergerät bauen, hatten aber kein Material. Es wurde erst im Zweiten Weltkrieg von einem jungen niederländischen Arzt, Willem Kolff, entdeckt - dieses Material war Zellophan, was es ermöglichte, zwei Substanzen zu trennen, vorausgesetzt, eine war größer als die andere. Kolff legte Blut mit Harnstoff in einen Zellophanbeutel und den Beutel in eine wässrige Salzlösung mit einer ähnlichen Konzentration wie im menschlichen Körper. Dann schüttelte er den Beutel und überprüfte nach 15 Minuten den Harnstoffgehalt im Blut. Es stellte sich heraus, dass der gesamte Harnstoff in die Salzwasserlösung eindrang! Es war eine bahnbrechende Entdeckung, die mit dem Bau der ersten Dialysatoren begann. Anfangs arbeiteten sie auf der Grundlage von Versuch und Irrtum und waren nicht ohne menschliche Verluste, aber im Laufe der Zeit wurden künstliche Nieren zum grundlegenden Werkzeug, das das Leben von Menschen rettete, deren eigene Organe nicht mehr funktionierten.

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Wie funktioniert eine künstliche Niere?

Moderne Hämodialysegeräte unterscheiden sich offensichtlich erheblich von denen von Kolff, aber ihr grundlegendes Funktionsprinzip hat sich nicht geändert. Der Patient entwickelt chirurgisch eine venös-arterielle Fistel oder führt einen Katheter ein, durch den Blut in den Apparat eingeführt wird. Dort wird der Blutdruck stabilisiert und ein spezielles Antikoagulans hinzugefügt, damit das Blut nicht gerinnt. Der Dialysator hat die Form eines Zylinders, in dem sich ca. 11 Tausend befinden. feine Kapillaren, d. h. dünne Röhren mit einem Durchmesser von etwa 200 bis 300 Mikrometern, hergestellt aus einem durchscheinenden Film, z. B. Cellulose, aber auch aus anderen Materialien. Im Inneren fließt Blut (es kann jeweils etwa 50 ml enthalten), und draußen befindet sich Dialyseflüssigkeit, die für jeden Patienten individuell vorbereitet wird.

Harnstoff und Kreatinin fließen vom Blut, wo ihre Konzentration hoch ist, zur Flüssigkeit, wo ihre Konzentration niedrig ist (anfänglich Null), während sich die anderen Eigenschaften des Blutes nicht ändern, z. B. gehen keine lebenswichtigen Proteine, Ionen oder Ionen verloren. vor allem Blutzellen (weil sie nach dem Diffusionsprinzip auch versuchen sollten, in einer Lösung mit einer niedrigeren Konzentration zu sein). Wasser und Elektrolyte können in beide Richtungen durch die semipermeablen Membranen wandern, so dass ihre Blutkonzentration unverändert bleibt. Es ist auch wichtig, überschüssiges Wasser aus dem Körper zu entfernen. Dies geschieht durch ein Phänomen, das als Ultrafiltration bezeichnet wird. Aufgrund des erhöhten Drucks in den Rohren wird das Wasser herausgedrückt und entfernt.

Schließlich geht das gereinigte Blut zurück zum Körper des Patienten, aber vorher müssen Sie seine Temperatur und seinen Druck stabilisieren und nach Luftblasen suchen. Wenn dies erkannt wird, klemmt das System die Leitung und stoppt die Pumpe. Dies soll lebensbedrohliche Luftembolien verhindern. Die Dialyse dauert ca. 3-5 Stunden und der Patient muss sich dreimal pro Woche beim Dialysezentrum melden. Darüber hinaus kann er ein fast normales Leben führen, arbeiten und studieren. Reisen können eine Einschränkung sein, obwohl dies auch behandelt werden kann (das einzige Problem besteht darin, eine Dialysestation zu finden und die Zeit für den Eingriff zu planen). Dialysepatienten müssen auch eine angemessene Ernährung einhalten, die auf niedrigem Wasser- und Natriumgehalt basiert.

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Peritonealdialyse

Der oben beschriebene Dialysator wird verwendet, um eine extrakorporale Dialyse durchzuführen, d. H. Eine Hämodialyse. Es gibt aber auch das sogenannte Peritonealdialyse. Die Peritonealmembran wird verwendet, um das Blut zu filtern - die dünne und glatte seröse Membran, die die Bauchhöhle auskleidet und die darin enthaltenen Organe bedeckt. Mit dem Tenckhoff-Katheter, der permanent in der Bauchhöhle des Patienten (am besten am Boden der Bauchhöhle - in der sogenannten Douglas-Höhle) platziert ist, wird Dialyseflüssigkeit (ca. 2 Liter) in die Bauchhöhle eingeführt und ca. 20-30 Minuten stehen gelassen. Die kontaminierte Flüssigkeit wird dann durch denselben Katheter zurückgeführt. Am wichtigsten ist, dass eine Person nicht immobilisiert ist und bei richtiger Hygiene die Peritonealdialyse allein zu Hause durchgeführt werden kann. Oft haben Patienten jedoch mit störenden Komplikationen wie Bauchfellentzündung, Infektionen im Katheterbereich und Hernien zu kämpfen. Darüber hinaus nimmt die Filtrationskapazität der Peritonealmembran mit der Zeit ab, und irgendwann müssen Sie ohnehin auf die klassische Dialyse umsteigen. Andererseits spart die Peritonealdialyse Blutgefäße, die später benötigt werden, wenn die Hämodialyse gestartet wird.

Tragbare künstliche Niere und andere moderne Dialysatoren

In Polen leben und funktionieren mehrere tausend Menschen (weltweit sind es 13 Millionen) normal, da sie sich mehrmals pro Woche bei einem Dialysezentrum für einen Eingriff melden. Es ist langweilig und anstrengend. Es sollte auch hinzugefügt werden, dass aufgrund der zunehmenden Prävalenz von Diabetes und Bluthochdruck die Zahl solcher Menschen immer noch wächst. Daher arbeiten Wissenschaftler an der Verbesserung und Minimierung von Dialysatoren, um die Lebensqualität der Patienten so weit wie möglich zu verbessern. Es gibt bereits solche Geräte, obwohl sie sich noch in der Testphase befinden, die Sie wie einen Werkzeuggürtel anlegen und damit laufen können. Und Wissenschaftler der University of California arbeiten an einer künstlichen Niere, deren Größe in den menschlichen Körper implantiert werden soll. Sie verwenden lebende Nierenzellen, die gezüchtet und in das Gerät eingearbeitet wurden. Sie spielen eine metabolische Rolle und sind an der Regulierung des Wasser- und Elektrolythaushalts beteiligt. Auf diese Weise erfüllt die künstliche Niere die gleiche Funktion wie das transplantierte Organ. Der gesamte Prozess wird durch den Druck des in den Gefäßen fließenden Blutes angetrieben. Es werden keine zusätzlichen Pumpen oder externen Energiequellen benötigt. Darüber hinaus ist der Patient nicht gezwungen, Immunsuppressiva einzunehmen.Hoffentlich wird eine implantierbare künstliche Niere bald eine praktikable Lösung für Patienten mit Nierenversagen sein.

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