Umělá ledvina je obecný název pro celý hemodialyzační přístroj. Jednou z jeho částí je dialyzátor. Je to přístroj, bez kterého by lidé se selháním ledvin nemohli žít. Byl vynalezen před více než 100 lety a neustále se pracuje na jeho vylepšení. Vědci konstruují stále účinnější a menší dialyzátory. Jak funguje umělá ledvina a jaké typy dialyzátorů existují?

Umělá ledvina , nebolidialyzátorje zařízení, jehož úkolem je nahradit funkce tohoto orgánu u lidí s chronickou nebo akutní ledvinou selhání. Ledviny hrají v těle nesmírně důležitou roli: odstraňují přebytečnou vodu a jsou filtrem, který čistí krev od nepotřebných metabolických produktů, především močoviny, kreatininu a léků. Udržují také acidobazickou a elektrolytovou rovnováhu, regulují krevní tlak a dokonce vylučují hormony (erytropoetin). Když jsou ledviny nemocné, onemocní celé tělo. Pokud přestanou fungovat, člověk vydrží nanejvýš pár dní, protože koncentraci toxických látek bude čím dál hůř snášet, zvýší se krevní tlak, člověk oslepne, případně upadne v kómatu a zemřít. Aby mohl žít, musí mít alespoň jednu funkční ledvinu.

Jak byla objevena umělá ledvina?

Pro pacienty se selháním ledvin nabízí transplantace ledviny naději na normální život. Čekají na něj jsou odkázáni na tzv umělá ledvina. Všechno to začalo v roce 1913 třemi Američany jménem Abel, Rowntree a Turner. Chtěli zkonstruovat zařízení na filtraci krve, ale neměli materiál. Objevil ho až za druhé světové války mladý nizozemský lékař Willem Kolff – tímto materiálem byl celofán, který umožňoval oddělit dvě látky za předpokladu, že jedna byla větší než druhá. Kolff umístil krev s močovinou do celofánového sáčku a sáček do vodného roztoku soli s koncentrací podobnou té v lidském těle. Poté sáčkem zatřepal a po 15 minutách zkontroloval obsah močoviny v krvi. Ukázalo se, že veškerá močovina pronikla do roztoku slané vody! Byl to průlomový objev, který vedl ke konstrukci prvních dialyzátorů. Zpočátku pracovali metodou pokus-omyl a nebyli bez obětípostupem času se však umělé ledviny staly základním nástrojem, který zachraňoval životy lidem, kterým přestaly fungovat vlastní orgány.

Jak funguje umělá ledvina?

Moderní hemodialyzační přístroje se samozřejmě výrazně liší od těch, které navrhl Kolff, ale jejich základní princip fungování se nezměnil. Pacientovi se chirurgicky vytvoří veno-arteriální píštěl nebo se zavede katétr, kterým je krev zavedena do aparátu. Tam se krevní tlak stabilizuje a přidá se speciální antikoagulant, aby se krev nesrážela. Dialyzátor má tvar válce, uvnitř kterého je cca 11 tis. jemné kapiláry, tedy tenké trubičky o průměru asi 200-300 mikrometrů, vyrobené z průsvitné fólie, např. celulózy, ale i z jiných materiálů. Uvnitř nich protéká krev (najednou pojme asi 50 ml) a venku je dialyzační tekutina, připravovaná individuálně pro každého pacienta

Močovina a kreatinin proudí z krve, kde je jejich koncentrace vysoká, do tekutiny, kde je jejich koncentrace nízká (zpočátku nulová), zatímco ostatní vlastnosti krve zůstávají nezměněny, např. nic důležitého pro život se neztratí bílkoviny, ionty a především krvinky (protože i ty by se podle principu difúze měly snažit být v roztoku s nižší koncentrací). Voda a elektrolyty mohou procházet semipermeabilními membránami v obou směrech, takže jejich koncentrace v krvi zůstává nezměněna. Důležité je také odstranit přebytečnou vodu z těla. To se děje prostřednictvím jevu zvaného ultrafiltrace. V důsledku zvýšeného tlaku uvnitř trubek je voda vytlačována ven a vytlačována ven.

Nakonec se vyčištěná krev vrací zpět do těla pacienta, ale předtím je třeba stabilizovat její teplotu a tlak a zkontrolovat vzduchové bubliny. Pokud je detekován, systém sevře potrubí a zastaví čerpadlo. To má zabránit život ohrožující vzduchové embolii. Dialýza trvá asi 3-5 hodin a pacient se musí 3x týdně hlásit na dialyzačním středisku. Navíc může vést téměř normální život, pracovat a studovat. Omezení může být cestování, i když to lze také řešit (jediným problémem je lokalizovat dialyzační stanici a naplánovat čas procedury). Lidé na dialýze musí také dodržovat adekvátní dietu založenou na nízké hladině vody a sodíku.

Stojí za to vědět

Peritoneální dialýza

Dialyzátor popsaný výše se používá k provádění mimotělní dialýzy, tedy hemodialýzy. Existuje ale i tzv peritoneální dialýza. K filtraci krve se používá peritoneální membrána – tenká a hladkáseróza, která vystýlá břišní dutinu a pokrývá orgány v ní. Pomocí Tenckhoffova katétru, který je trvale umístěn v břišní dutině pacienta (nejlépe na dně dutiny břišní - tzv. Douglasova dutina), je do dutiny břišní zavedena dialyzační tekutina (asi 2 litry) a ponechána po dobu asi 20-30 minut. Kontaminovaná tekutina je poté odstraněna zpět stejným katétrem. Nejdůležitější je, že člověk není znehybněn a při správné hygieně lze peritoneální dialýzu provádět sám, doma. Často se však pacienti potýkají s nepříjemnými komplikacemi, jako je zánět pobřišnice, infekce v oblasti katétru a kýly. Navíc se postupem času snižuje filtrační kapacita pobřišniční membrány a v určité chvíli stejně budete muset přejít na klasickou dialýzu. Na druhou stranu peritoneální dialýza šetří krevní cévy, které budou potřeba později při zahájení hemodialýzy.

Přenosná umělá ledvina a další moderní dialyzátory

V Polsku žije a funguje přes tucet tisíc lidí (ve světě je to 13 milionů) normálně díky tomu, že se několikrát týdně hlásí na zákrok na dialyzační stanici. Je to zdlouhavé a vyčerpávající. Nutno také dodat, že v důsledku zvyšující se prevalence diabetu a hypertenze počet takových lidí stále roste. Vědci proto pracují na vylepšení a minimalizaci dialyzátorů, aby pacientům co nejvíce zlepšili kvalitu života. Existují již taková zařízení, i když stále ve fázi testování, která si můžete nasadit jako opasek na nářadí a chodit s nimi. A vědci z Kalifornské univerzity pracují na umělé ledvině o velikosti, která umožňuje její implantaci do lidského těla. Používají živé ledvinové buňky, pěstované a tkáňové inženýrství do zařízení. Hrají metabolickou roli a podílejí se na regulaci vodní a elektrolytové rovnováhy. Umělá ledvina tak plní stejnou funkci jako transplantovaný orgán. Celý proces je řízen tlakem krve proudící v cévách. Nejsou potřeba žádná další čerpadla ani externí zdroje energie. Pacient navíc není nucen užívat imunosupresiva. Doufejme, že implantabilní umělá ledvina se brzy stane životaschopným řešením pro pacienty se selháním ledvin.

Kategorie:

Urologie a nefrologie