Способы регулирования кислотности крови в системах ик.
Искусственное сердце (искусственные желудочки).
Искусственное сердце, или искусственные желудочки, применяются у больных в терминальной стадии сердечной недостаточности для спасения их жизни и поддержки кровообращения до того момента, когда найдется подходящее для пересадки донорское сердце.
Насосы различных конструкций (поршневые, баллонные, мембранные, ротационные) помещаются в грудную клетку или располагаются снаружи и подсоединяются катетерами к больному сердцу. Одни из них берут на себя функции всего сердца, другие - лишь одного желудочка.
Самая первая операция по имплантации искусственного сердца 58-летнему мужчине потерпела неудачу.
Американская компания Abiomed впервые разработала постоянное искусственное сердце. Оно смогло бы помочь пациентам, для которых невозможно лечение собственного сердца или имплантация донорского. Разработка в течение нескольких лет испытывалась и совершенствовалась на нескольких добровольцах.
Портативное искусственное сердце, созданное на новых принципах работы в 2007 году группой специалистов во главе с профессором Энди Таном из Института биомедицинских инноваций (Австралия), относится к так называемым бивентрикулярным вспомогательным устройствам. Это означает, что новый насос поддерживает одновременно и правую, и левую половины больного сердца. Обычная проблема с такими устройствами - габариты, так как фактически требуется разместить в грудной клетке два отдельных насоса.
Новый так называемый «насос противопотока», созданный Э. Таном, впервые совмещает обе функции в одном механизме. Он обладает двумя рабочими колесами, перегоняющими кровь и вращающимися как одно целое. При этом обеспечивается правильное давление в каждой из половинок сердца.
Э. Тан отмечает, что у больных, которым имплантировали искусственный левый желудочек (такие «половинчатые» вспомогательные устройства пока более распространены), на 47 % снижался риск смерти в течение следующего года. Так что механическое вспомогательное сердце, обслуживающее обе половинки естественного кровяного насоса, еще больше повысит шансы пациентов на выживание.
Медицинские системы для проведения гемодиализа.
Системы и аппараты гемодиализа «искусственная почка» используются при хронической почечной недостаточности
Хроническая почечная недостаточность (ХПН) - довольно распространенное современное заболевание. Показателем необходимости применения аппарата искусственной почки (АИП) является основной анализ, при котором наличие уровня мочевины крови выше 16 ммоль/л. Распространенность ХПН составляет 19 случаев на 100 тыс. человек. Основные причины ХПН были: хронический нефрит (18%) и хронический пиелонефрит (35 %). Жизнеспособность больных на гемодиализе сохранялась в среднем 5 лет (в 1970-е годы), до 8... 10 лет - сегодня.
В 1912 году в США был сконструирован аппарат, с помощью которого проводилось удаление салицилатов в крови у животных.
В алгоритме в качестве полунепроницаемой мембраны были использованы трубочки из коллодия, по которым текла кровь животного, а снаружи они омывались изотоническим раствором хлорида натрия. Это и есть прототип «искусственной почки», и этот принцип используется, по сей день.
Для предотвращения свертывания крови применяются антикоагулянты. В этом случае происходит выравнивание концентраций низкомолекулярных соединений (ионы, мочевина, креатинин, глюкоза, другие вещества с малой молекулярной массой).
При увеличении пористости мембраны возникает перемещение веществ с большой молекулярной массой. Для переноса воды используют осмотическое давление, добавляя в диализат осмотически активные вещества (глюкозу или фруктозу, или другие сахара). Но глюкозы при этом не должно быть более 167 ммоль/л, так как могут быть осложнения.
В 1925 году Дж. Хоас провел первый диализ у человека, а в 1926 году был использован гепарин для снижения свертывания крови.
С 1943 года началось массовое использование аппарата искусственной почки.
В 1960 году Ф. Киил сконструировал удачный вариант плоскопараллельного диализатора с пластинами из полипропилена. С этого времени стало возможным лечение больных с хронической почечной недостаточностью, хотя в зоне имплантации шунта возникает шунтит-болезнь: тромбозы в зоне шунта плюс воспалительные процессы.
Сегодня часто применяются гидратцеллюлозные мембраны типа «Купрофан». Такие мембраны обладают высокой проницаемостью для веществ низкой молекулярной массы (мочевина, креатинин, мочевая кислота).
Отечественные мембраны диацелл и ультрацелл используются для аппаратов СГД-8 (многоразовый диализатор) и ДНП-02.02 (одноразовый диализатор).
В США фирма Amicon выпускает ультрафильтры - в десятки раз лучше обычных мембран для рутинного гемодиализа.
Аппаратура для гемодиализа.
Раствор солей, который проходит через гемодиализатор, состоит из физиологических концентраций хлоридов натрия, калия, кальция, магния, бикарбоната натрия и глюкозы. Раствор готовят так, чтобы его осмолярность примерно соответствовала осмолярности плазмы крови.
Величина рН регулируется пропусканием через раствор 02 и С02. Меняя соотношение газов, рН доводят до уровня 7,4. Ранее раствор готовился в емкости 100...200 л. Раствор охлаждали до 20 °С, чтобы снизить бактериальный рост в диализате. Потом от этого отказались, так как нужно было подогревать раствор при подаче в АИП, и иногда выделялись газы, что было небезопасно для больного. Затем вместо газов стали добавлять молочную кислоту (рН = 7,4). В 1960-е годы возникает идея применения центральных систем, т.е. аппаратов «искусственная почка», в которых готовят диализат из концентрата - смеси солей (в 30...34 раза превышающих концентрацию их в крови больного). Далее концентрат смешивается с водопроводной водой и подается в диализатор. В результате получается нормальный раствор, который после использования смывается в канализацию. Этот способ называется «на слив».
Безопасность больного во время проведения процедуры очищения крови обычно оценивается контролем ряда параметров, как состояния больного, так и режимов самого диализа. Специальными датчиками осуществляется контроль:
за температурой, / °С;
за химическим составом диализата по электропроводности (гипотония - при слабой концентрации солей, гипертония - при повышенной концентрации солей);
за давлением (трансмембранным) на входе и выходе диализатора.
АИП часто называют искусственной почкой, гемодиализатором -это аппарат для временного замещения выделительной функции почек. Искусственную почку используют для освобождения крови от продуктов обмена, коррекции электролитно-водного и кислотно-щелочного балансов при острой и хронической почечной недостаточности, а также для выведения диализирующихся токсических веществ при отравлениях и избытках воды при отеках.
Р
абота
искусственной почки основана на принципе
диализа веществ через полупроницаемую
мембрану (целлофан) вследствие разницы
их концентраций в крови и диализирующем
растворе, который содержит основные
электролиты крови и глюкозу в близких
к физиологическим концентрации и не
содержит веществ, которые надо удалять
из организма (мочевина, креатинин,
мочевая кислота, сульфаты, фосфаты и
др.). Белки, форменные элементы крови,
бактерии и вещества с молекулярной
массой более 30 000 а.е.м. через мембрану
не проходят. При гемодиализе, т. е. работе
искусственной почки, кровь больного
отсасывается через катетер насосом из
нижней полой вены, проходит внутри камер
из целлофановых листов диализатора,
которые снаружи омываются диализирующим
раствором, подаваемым другим насосом,
и, частично очищенная, возвращается в
одну из поверхностных вен. Гемодиализ
проводится от 4 до 12 ч; в течение этого
времени, чтобы кровь не свертывалась,
в нее вводят противо-свертывающие
вещества (гепарин). При острой почечной
недостаточности гемодиализ повторяют
через 3-6 дней до восстановления функции
почек; при хронической недостаточности,
когда его необходимо проводить два-три
раза в неделю в течение нескольких
месяцев или лет, между лучевой артерией
и поверхностной веной предплечья
устанавливают тефлоновый шунт, с которым
и соединяют искусственную почку. В этом
случае кровь может поступать в диализатор
без использования насоса.
На рисунке приведено общее устройство АИП.