Штучна нирка - апарат для виведення з крові хворого токсичних продуктів обміну речовин, які накопичуються при важкому ураженні нирок (гостра та хронічна ниркова недостатність). В основі роботи апарату лежить принцип діалізу - видалення низькомолекулярних речовин з колоїдних розчинів за рахунок дифузії і різниці осмотичного тиску з обох сторін напівпроникною целофановою мембрани. Іони калію, натрію, кальцію, хлору, молекули сечовини, креатиніну, аміаку та ін вільно проникають через пори целофану. В той же час більш великі молекули білка, формені елементи крові і бактерії не можуть подолати целофанового бар'єру. Розрізняють два основних типи апаратів штучної нирки: апарати з целофановою трубкою діаметром 25-35 мм і апарати з пластинчастої целофановою мембраною. Вітчизняна штучна нирка відноситься до диализаторам з пластинчастої целофановою мембраною. Схема її представлена на малюнку. Кров від хворого надходить по катетеру за допомогою насоса в диализатор, який кріпиться на баку, вміщає 110 л диализирующего розчину. Проходячи між целофановими пластинами диализатора, кров хворого через целофанову мембрану стикається з протікає назустріч диализирующим розчином. Після диализатора кров потрапляє в вимірювач продуктивності і далі через фільтр і воздухоулавливатель по катетеру повертається в венозну систему хворого. Протікає диализирующая рідина стандартна і містить всі основні іони крові (·, Na· та ін), глюкозу в концентрації, що відповідає концентрації їх у крові здорової людини. Розчин автоматично підігрівається до температури 38° і насичується карбогеном до рН=7,4. Кліренс (коефіцієнт очищення апарату з сечовини 140 мл/хв.
На металеву основу диализатора в горизонтальному положенні поміщають пластину з органічного скла. На неї укладають два целофанових аркуша, які зверху прикривають наступній пластиною. Таким чином укладають 12 пластин, які скріплюються металевими болтами. Через спеціальні отвори целофанові мембрани перфоруються, внаслідок чого межцеллофановые простору з'єднуються між собою. Манометр перевіряється герметичність складання апарату. Далі збирається насос диализатора, до якого приєднують катетер надходження крові, а з іншого боку трубку, присоединяемую до вхідного отвору диализатора. З'єднують вихідний отвір диализатора з вимірником продуктивності, до верхнього кінця якого кріпиться шланг повернення крові до хворого. Після цього апарат стерилізують диацидом, відмивають стерильним фізіологічним розчином і заповнюють кров'ю або поліглюкином. З'єднання апарату з хворим здійснюється або артеріо-венозний, або вено-венозною способом. У першому випадку після оголення променевої артерії взяття крові в апарат виробляють судинним катетером, введеним в її просвіт. Зворотне надходження крові з апарату йде по катетеру, введеному в поверхневу вену передпліччя. При другому способі оголенням великої вени на стегні досягається зондування нижньої порожнистої вени, з просвіту якої виробляють взяття крові. Назад кров надходить в ліктьову вену. Для швидкого підключення апарата і проведення багаторазових диализов накладають шунт (протез судини) між катетеризированной променевою артерією і поруч розташованої віднем. Після підключення апарата в струм крові вводять гепарин для зменшення згортання крові і профілактики тромбоутворення. Гемодіаліз проводять протягом 4-12 годин залежно від захворювання і стану хворого.
Штучна нирка не може повністю замінити функцію нирок, особливо на тривалий час. Однак багато місяців вдається підтримувати на достатньому рівні життєздатність організму. Штучна нирка в деяких випадках є попереднім етапом операції пересадки нирки.
Штучна нирка. В основі роботи апарату штучної нирки лежить принцип діалізу за рахунок дифузії і різниці осмотичних тисків з обох сторін целофановою пластинки, що має властивості напівпроникної мембрани. Дрібні молекули іонів Mg··, К·, Na·, Са·, Cl·, НСО3 і таких простих органічних сполук, як сечовина, креатинін, фенол-деривати, вільно проникають через пори целофану. У той же час молекули білка, формені елементи крові з однієї сторони та можливі бактерії з іншого не можуть подолати целофановий бар'єр.
Серед багатьох моделей апаратів штучної нирки можна розрізнити два основних типи: апарати з целофановою мембраною, що має форму трубки діаметром 25-35 мм, і апарати з пластинчастої целофановою мембраною. Найбільш широко за кордоном застосовують двухкатушечную штучну нирку Колффа-Уочингера (рис. 1). Важливою перевагою цієї моделі штучної нирки є те, що котушки з намотаними целофановими шлангами надходять з заводу в стерильному стані і при потребі можуть бути негайно використані. Простота установки і поводження, значна диализирующая поверхню (19 000 зм1) створили велику популярність цієї моделі. Недоліки апарату - велика ємність по крові і значний опір току крові внаслідок тугий обмотки двох диализирующих шлангів.
Тому на вході в диализатор встановлюється насос.
Радянська модель штучної нирки, сконструйована в Науково-дослідному інституті хірургічної апаратури та інструменту (НИИХАИ), належить до типу діалізаторів з пластинчастої целофановою мембраною.
Великий клінічний досвід радянських і зарубіжних клініцистів показує високу ефективність гемодіалізу в лікуванні хворих нирковою недостатністю.
Однак штучна нирка не замінює інших лікувальних заходів. Вона є однією з найважливіших ланок комплексної терапії. Штучна нирка не може повністю замінити багатогранну функцію хворих нирок, причому на тривалий час.
В СРСР штучну нирку стали застосовувати з 1958 р. в урологічній клініці 2-го ММІ на базі 1-ї Міської лікарні. В даний час штучною ниркою оснащено понад 50 відділень клінічних лікарень.
З'єднання апарату з хворим зазвичай здійснюють двома методами: артериально-венозним або вено-венозною. У першому випадку після оголення артерії (частіше променевої) забір крові в апарат виробляють судинним катетером, введеним в її просвіт. Зворотне надходження крові з апарату до хворого відбувається через зонд, введений в якусь поверхневу вену (частіше ліктьову). При вено-венозному способі з'єднання пункцією або оголенням великої вени на стегні досягається зондування та забір крові з нижньої порожнистої вени. Зворотне надходження крові відбувається через яку-небудь відня передпліччя.
В даний час отримав розповсюдження пункційний метод катетеризації судин. Виробляють пункцію стегнової артерії та вени під пупартовою зв'язкою і по провіднику вводять в судини відповідні катетери, які за допомогою комутуючих магістралей з'єднують з апаратом. Якщо в ході лікування хворого передбачається багаторазове застосування гемодіалізу, то встановлюють на передпліччі постійний артеріовенозний шунт за Скрибнеру (Ст. Н. Scribner). Сутність методу полягає в зондуванні на передпліччі променевої артерії і розташованої поруч вени. Ці зонди з'єднують спеціальними пристроями, і кров надходить з артерії безпосередньо у вену. Для проведення гемодіалізу зміна з'єднувача дозволяє за кілька хвилин з'єднати кровоносну систему хворого з апаратом штучної нирки. Після гемодіалізу шунт знову відновлюють за допомогою напівкруглого з'єднувача.
Штучну гемофілію здійснюють періодичним введенням гепарину (по 2 мг/кг). Після гемодіалізу дію гепарину в крові хворого нейтралізують введенням розчину протаминсульфата. Всі частини апарату, що стикаються з кров'ю хворого, повинні бути силиконированы і стерилізовані.
Схема радянської моделі штучної нирки представлена на рис. 2. Кров від хворого надходить по катетеру (1) за допомогою насоса (2) в диализатор (3). Проходячи між целофановими пластинками останнього (по кожній з його 11 секцій), кров хворого через целофанову пластинку стикається з протікає назустріч диализирующим розчином. Склад його зазвичай стандартний і містить всі основні іони крові (·, Na·, Са··, Mg·, Cl·, НСО3) і глюкозу в концентраціях, необхідних для корекції електролітного складу крові хворого. Після диализатора кров надходить у вимірювач продуктивності (4), де уловлюються згустки крові і повітря. Далі кров по катетеру повертається в венозну систему хворого. Диализирующий розчин за допомогою автоматичного нагрівача (8) доводять до t° 38° і насичують карбогеном з таким розрахунком, щоб рН його становила 7,4. За допомогою насоса (9) диализирующий розчин подається в диализатор. Швидкість кровотоку в диализаторе зазвичай дорівнює 250-300 мл/хв. Кліренс апарату сечовині становить по 140 мл/хв.
В даний час сконструйована нова модель штучної нирки (рис. 3). Основний принцип її роботи залишається незмінним. Апарат має дві самостійні секції з площею диализирующей поверхні 8000 см2 кожна, з двома самостійними насосами; він оснащений спеціальним пристроєм для регіонарної гепаринизации і більш зручний для лікування хворих хронічною нирковою недостатністю через можливість зменшення площі диализирующей поверхні.
Найбільш ефективними і зручними для клінічного застосування є ті моделі штучної нирки, які задовольняють наступним основним вимогам: висока інтенсивність діалізу крові, простота і безпека поводження з апаратом і невеликий об'єм крові. Це апарати НИИХАИ (СРСР), Колффа - Уочингера (США) і Дольотти (Італія). Вони особливо хороші при лікуванні хворих гострою нирковою недостатністю. При хронічній нирковій недостатності найбільш зручними апаратами вважають модернізовану модель Колффа і двухпластинчатую штучну нирку системи Кіля. Каденом (W. Kaden, НДР) запропонована оригінальна модель апарату штучної нирки для лікування хронічної ниркової недостатності. Важливою перевагою її є портативність і невисока вартість.
Застосування хронічного гемодіалізу в сучасних умовах є важливим завданням. За даними III Міжнародного конгресу нефрологів, в деяких країнах (США) на 100 млн. населення щорічно потребує застосування хронічного гемодіалізу до 50 тис. хворих хронічною нирковою недостатністю різної етіології. Застосовуючи штучну нирку у хворого хронічною нирковою недостатністю двічі на тиждень, вдається зберегти на субнормальних цифрах рівень азотемії, нормальний водно-електролітний баланс і задовільний загальний стан хворого. Таким чином, життя хворих у термінальній стадії хронічної ниркової недостатності може бути продовжена на багато місяців і навіть роки. Штучну нирку починають застосовувати в домашніх умовах, правда поки в рідкісних випадках. Багаторазовий повторний гемодіаліз у хворих хронічною нирковою недостатністю пов'язаний з рядом істотних труднощів і різними ускладненнями. До них в першу чергу відноситься тромбоз артеріо-венозних шунтів. Застосування тефлоново-силастикового матеріалу дозволило продовжити терміни служби шунта до 6-9 місяців. Деякі хворі страждають нерідко важко протікає периферичної нефропатією. Порушується обмін кальцію, що проявляється метастатичної кальцифікацією і остеопорозом. Анемія вимагає постійних переливань крові. Часті ускладнення - інтермітуюча інфекція і гіпертонія. Тестикулярних атрофія (у чоловіків) і аменорея (у жінок) - звичайні явища. Нарешті, в ході повторних гемодиализов можуть розвинутися гіперкальціємія, тяжка анемія, септицемія, пірогенні реакції.
Більш доцільно застосовувати хронічний гемодіаліз у хворих в істинно термінальних стадіях хронічної ниркової недостатності, враховуючи можливу в ході лікування гомо - і гетеротрансплантацию нирки.
У хворих гострою нирковою недостатністю гемодіаліз дозволяє за кілька годин досягти значного клінічного ефекту за рахунок звільнення організму від азотистих шлаків, нормалізації водно-електролітного балансу, ліквідації ацидозу. Цей часом може бути і тимчасовий ефект дозволяє організму посилити регенеративні процеси в нирках і печінці, сприяючи відновленню їх функції. Тому при більшості етіологічних форм гострої ниркової недостатності показано застосування штучної нирки. До їх числа відносять такі стани, при яких функція нирок виявляється часто глибоко порушеною: колапс периферичного кола кровообігу внаслідок важких операцій, травм, кровотечі, постабортной інфекції, переливання несумісної крові, при отруєння нефротоксичними отрутами, гострому анурическом гломерулонефриті, оклюзії сечових шляхів. При хронічній нирковій недостатності в стадії загострення неодноразово застосований гемодіаліз може суттєво покращити функцію нирок.
Важливе значення при визначенні показань до гемодіалізу має облік стану нервової системи, органів дихання, серцево-судинної системи та функціонального стану печінки.
Застосування штучної нирки у хворих у стані уремічної коми слід розглядати як пізніше захід, і, природно, успіх лікування не завжди буває позитивним.
Серед біохімічних порушень провідним показанням до гемодіалізу є
гиперазотемия, коли залишковий азот сироватки крові становить 150-200 мг% (вміст сечовини 350-400 мг%), вміст креатиніну 12-15 мг%. Підвищення вмісту калію в сироватці крові до 7 мекв/л і вище, зниження лужного резерву до 10 мекв/л у сукупності з іншими водно-електролітними порушеннями є показаннями до невідкладного гемодіалізу.
Серед хворих гострою нирковою недостатністю у 35-45% хвороба протікає не дуже важко. Незважаючи на наявність анурії, азотемії та інших порушень, лікування цих хворих можна проводити без застосування гемодіалізу.
Серед протипоказань слід враховувати декомпенсацію серцево-судинної системи, печінкову недостатність, активний септичний процес в організмі у фазі інтермітуючого бактериемического шоку. Свіжий вогнище кровотечі не вважають абсолютним протипоказанням до гемодіалізу. Застосування за допомогою особливої апаратури регіонарної (тільки в апараті штучної нирки) гепаринизации дозволяє уникнути посилення кровотечі.
Застосування штучної нирки за суворими показаннями з виконанням усіх заходів обережності і при ретельному спостереженні за хворим під час діалізу та після нього практично безпечно і не загрожує якимись ускладненнями.
Рис. 2. Схема радянської моделі апарата «штучна нирка»: 1 - катетер; 2 - насос по крові; 3 - диализатор; 4 - вимірювач продуктивності; 5 - воздухоуловитель; 6 - фільтр; 7 - катетер повернення крові хворому; 8 - нагрівач; 9 - насос диализирующей рідини; 10 - бак для диализирующего розчину; 11 - ротаметр по кисню; 12 - ротаметр за вуглекислоті; 13 - гідропривід перфузійного насоса.
Рис. 3. Загальний вигляд нової моделі радянського апарату «штучна нирка» конструкції НИИХАИ.
