Штучна нирка: еволюція і принципи роботи

За даними ВООЗ, більш ніж у 500 мільйонів чоловік у всьому світі – тобто приблизно у кожного десятого дорослого – відзначаються ознаки порушення функції нирок. До розвитку ниркової недостатності призводять цукровий діабет і повсюдно поширена артеріальна гіпертонія. Мати залізне здоров’я – чи це не межа мрій? Не виключено, що вирощування та імплантація людських органів будуть можливі вже в доступному для огляду майбутньому. Поки ж функції організму підтримують різні апарати. Наприклад, штучна нирка.

В нас в Україні такими процедурами займається зокрема гемодіалізний центр Niprolife Київ, про який більше дізнатись можна перейшовши за посиланням в цьому реченні.

Все почалося з п’явок

Ще вчених античності цікавила процедура гемодіалізу, але поштовхом до появи сучасного методу очищення крові став розвиток біохімії на початку XIX століття.

У 1854 році був описаний метод виготовлення напівпроникних пергаментних мембран: шотландський професор хімії Томас Грехем спроектував діалізатор у формі “обруча”, експериментально довівши закони дифузії і осмосу (від грецького “тиск”), що стали класичними і заклали основи сучасного діалізу.

Перший гемодіаліз був проведений у жовтні 1924 року. Лікар з Німеччини Джордж Хаас в якості антикоагулянта використовував гірудин: речовину, яка міститься в слинних залозах п’явок і в деяких видах зміїної отрути. У 1925 році Хаас після кількох невдалих спроб зміг виробити свою першу партію гепарину з печінки і в 1927 році вперше використав його в лікуванні хворого гемодіалізом.

3 вересня 1945 голландському медику Вільяму Кольфу вдалося за допомогою гемодіалізу знизити концентрацію сечовини в крові пацієнтки і вивести його з коми. Таким чином, першою хворою, яка вижила завдяки лікуванню штучною ниркою, вважається ця 67-річна жінка.

В умовах лікарні

За десятиліття свого існування гемодіаліз став цілком самостійною медичною спеціальністю. На сьогодні саме позаниркове очищення крові при всіх своїх побічних ефектах, таких як хворобливість процедури, підвищена стомлюваність і свербіж шкіри, вважається найбільш універсальним і доступним методом лікування захворювань нирок.

Сучасна штучна нирка являє собою досить громіздкий пристрій вагою кілька десятків кілограмів. Для очищення крові від продуктів метаболізму пацієнтам амбулаторно доводиться проходити 2-3 сеанси на тиждень по 4-8 годин кожен. Якщо ви знаходитесь у Києві, такі процедури зручно проходити у гемодіалізному центрі “NiproLife”, детальніше про нього дивіться на сайті https://niprolife.com.ua/.

Сучасні дані говорять про те, що на кожній процедурі гемодіалізу має досягатися очищення крові від сечовини не менше ніж на 65 відсотків.

Діалізатор має дві частини: одну – для крові пацієнта, другу – для спеціального розчину. Ці дві частини розділяє тонка мембрана, отвори в якій мають такий розмір, що клітини крові, білок і інші важливі компоненти крові не можуть пройти через мембрану і залишаються в організмі, а шлаки, такі як сечовина, калій і зайва рідина, видаляються.

Діаліз знижує концентрацію уремічних токсинів у плазмі крові, нормалізує кислотно-лужну рівновагу крові та її електролітний склад, видаляє з крові надлишкову рідину, створює передумови для нормалізації артеріального тиску та корекції анемії. Очищена таким чином кров повертається в тканини тіла і приймає на себе уремічні токсини, що знову знаходяться в них – цикл повторюється. По суті своїй гемодіаліз не є методом лікування захворювань нирок – це лише спосіб часткового заміщення втраченої функції внутрішніх органів.

Портативна допомога

У 2007 році американські лікарі виступили із заявою, що розробили переносну штучну нирку. Випробування нового пристрою в 2009 показали непогані результати. Апарат, на відміну від свого стаціонарного попередника, невеликий: важить всього близько 4 кілограмів, легко поміщається в сумці і працює від батарейок протягом 6-8 годин.

Процедура підключення пристрою до пацієнта займає кілька хвилин: лікар з’єднує апарат з веною в області передпліччя або стегна, і нирка починає функціонувати. Людина може носити пристрій при собі цілодобово, займаючись поточними справами. Правда, за даними фахівців, процедура очищення крові в портативній штучній нирці відбувається дещо повільніше, ніж в стаціонарному апараті.

Перший апарат мобільної штучної нирки був протестований в лабораторних умовах в 2004 році американським вченим Чарльзом Дженнінгсом. У супровідних документах, зареєстрованих в патентному бюро США в 2006 році, апарат описується як “пристрій, що приєднується до клубової артерії пацієнта”. Очищення проходить як при стаціонарному діалізі: за допомогою мембранних картриджів молекули води, магнію, натрію, калію, кальцію, сечовини і так далі видаляються з крові згідно їх атомної маси.

Ефективність такого підходу навіть у найважчих хворих була підтверджена дослідженнями.

У 2010 році каліфорнійські світила медицини розробили імплантований гемодіалізний апарат, розмірами порівнянний з людською ниркою. Вже у вересні 2013 року американська корпорація заявила, що закінчує роботу над новим пристроєм, який може стати справжнім проривом у лікуванні ниркової недостатності. За деякими оцінками, діаліз за допомогою цього пристрою настільки ефективний, що може замінити трансплантацію донорської нирки.

Принцип роботи такої нирки відрізняється від звичайних діалізних апаратів: крім мікрофільтрів в ній є біореактор з клітинами ниркових канальців. “Новий пристрій для діалізу складається з волокон, вистелених нирковими клітинами, які відповідають за зворотне всмоктування води, глюкози та інших необхідних організму речовин, а також вироблення молекул, що забезпечують імунітет.

Тобто по суті своїй апарат виконує метаболічні функції нирок. Істотна перевага приладу в тому, що він не вимагає додаткового живлення – фільтрація в ньому відбувається за рахунок енергії кровотоку.