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 ständig daran gearbeitet, es zu verbessern. Wissenschaftler konstruieren immer effizientere und kleinere Dialysatoren. Wie funktioniert eine künstliche Niere und welche Arten von Dialysatoren gibt es?

Künstliche NiereoderDialysatorist ein Gerät, dessen Aufgabe es ist, die Funktionen dieses Organs bei Menschen mit chronischer oder akuter Nierenerkrankung zu ersetzen Fehler. 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. Außerdem h alten sie den Säure-Basen- und Elektrolythaush alt aufrecht, regulieren den Blutdruck und schütten sogar Hormone (Erythropoietin) aus. Wenn die Nieren krank sind, wird der ganze Körper krank. Wenn sie aufhören zu arbeiten, wird ein Mensch höchstens ein paar Tage überleben können, weil die Konzentration der giftstoffe immer schwerer zu ertragen wird, der Blutdruck steigt, der Mensch erblindet, schließlich hinfällt ein Koma und sterben. Um zu leben, muss er mindestens eine funktionierende Niere haben.

Wie wurde eine künstliche Niere entdeckt?

Für Patienten mit Nierenversagen bietet eine Nierentransplantation Hoffnung auf ein normales Leben. Warten auf ihn sind auf die sogenannten angewiesen künstliche Niere. Alles begann 1913 mit drei Amerikanern namens Abel, Rowntree und Turner. Sie wollten ein Blutfiltergerät bauen, hatten aber nicht das Material. Es wurde erst im Zweiten Weltkrieg von einem jungen niederländischen Arzt, Willem Kolff, entdeckt – dieses Material war Zellophan, das es ermöglichte, zwei Substanzen zu trennen, vorausgesetzt, dass eine größer als die andere war. Kolff gab 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 Harnstoffgeh alt im Blut. Es stellte sich heraus, dass der gesamte Harnstoff in die Salzwasserlösung eindrang! Es war eine bahnbrechende Entdeckung, die zum Bau der ersten Dialysatoren führte. Anfangs arbeiteten sie auf Trial-and-Error-Basis und waren nicht ohne Opfer dabeiIm Laufe der Zeit wurden künstliche Nieren jedoch zum grundlegenden Werkzeug, das das Leben von Menschen rettete, deren eigene Organe nicht mehr funktionierten.

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 es wird ein Katheter eingeführt, durch den Blut in das Gerät eingeführt wird. Dort wird der Blutdruck stabilisiert und ein spezieller Gerinnungshemmer zugesetzt, damit das Blut nicht gerinnt. Der Dialysator hat die Form eines Zylinders, in dem sich ca. 11 Tausend befinden. feine Kapillaren, also dünne Röhrchen mit einem Durchmesser von etwa 200-300 Mikrometer, aus einer durchscheinenden Folie, z.B. Zellulose, aber auch aus anderen Materialien. In ihnen fließt Blut (ca. 50 ml Fassungsvermögen auf einmal) und außen Dialysierflüssigkeit, die für jeden Patienten individuell zubereitet wird.

Harnstoff und Kreatinin fließen aus dem Blut, wo ihre Konzentration hoch ist, in die Flüssigkeit, wo ihre Konzentration niedrig (zunächst Null) ist, während die anderen Eigenschaften des Blutes unverändert bleiben, z.B. nichts Lebenswichtiges verloren geht Proteine, Ionen und vor allem Blutzellen (denn nach dem Prinzip der Diffusion sollten sie auch versuchen, sich in einer Lösung mit geringerer Konzentration zu befinden). Wasser und Elektrolyte können durch halbdurchlässige Membranen in beide Richtungen wandern, sodass ihre Blutkonzentration unverändert bleibt. Es ist auch wichtig, überschüssiges Wasser aus dem Körper zu entfernen. Dies geschieht durch ein Phänomen namens Ultrafiltration. Durch den erhöhten Druck in den Rohren wird das Wasser nach außen gedrückt und ausgestoßen.

Schließlich gelangt das gereinigte Blut zurück in den Körper des Patienten, aber vorher müssen Sie seine Temperatur und seinen Druck stabilisieren und auf Luftblasen prüfen. Wenn es erkannt wird, klemmt das System die Leitung und stoppt die Pumpe. Damit soll eine lebensbedrohliche Luftembolie verhindert werden. Die Dialyse dauert etwa 3-5 Stunden und der Patient muss sich 3 Mal pro Woche im Dialysezentrum melden. Außerdem kann er ein fast normales Leben führen, arbeiten und studieren. Reisen können eine Einschränkung darstellen, obwohl dies ebenfalls in Ordnung gebracht werden kann (das einzige Problem besteht darin, die Dialysestation zu finden und die Zeit für den Eingriff zu planen). Dialysepatienten müssen außerdem eine angemessene Ernährung einh alten, die auf niedrigen Wasser- und Natriumspiegeln basiert.

Wissenswert

Peritonealdialyse

Mit dem oben beschriebenen Dialysator wird eine extrakorporale Dialyse, also eine Hämodialyse durchgeführt. Aber es gibt auch die sog Peritonealdialyse. Die Peritonealmembran dient zum Filtern des Blutes - dünn und glattdie Serosa, die die Bauchhöhle auskleidet und die darin befindlichen Organe bedeckt. Über den Tenckhoff-Katheter, der dauerhaft in der Bauchhöhle des Patienten (am besten am Boden der Bauchhöhle – der sogenannten Douglas-Höhle) platziert wird, wird Dialysierflüssigkeit (ca. 2 Liter) in die Bauchhöhle eingebracht und dort belassen für etwa 20-30 Minuten. Die kontaminierte Flüssigkeit wird dann durch denselben Katheter wieder entfernt. Am wichtigsten ist, dass eine Person nicht immobilisiert wird und bei richtiger Hygiene die Peritonealdialyse alleine zu Hause durchgeführt werden kann. Oft kämpfen die Patienten jedoch mit lästigen Komplikationen wie Bauchfellentzündungen, Infektionen im Katheterbereich und Hernien. Zudem lässt die Filtrationsleistung der Peritonealmembran mit der Zeit nach und irgendwann muss man ohnehin auf die klassische Dialyse umsteigen. Andererseits schont die Peritonealdialyse Blutgefäße, die später bei Beginn der Hämodialyse benötigt werden.

Tragbare künstliche Niere und andere moderne Dialysatoren

In Polen leben und funktionieren mehr als ein Dutzendtausend Menschen (in der Welt sind es 13 Millionen) normal, da sie sich mehrmals pro Woche zu einer Dialysestation 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 dieser Menschen immer noch zunimmt. 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, allerdings noch in der Testphase, die man wie einen Werkzeuggürtel anlegen und damit laufen kann. Und Wissenschaftler der University of California arbeiten an einer künstlichen Niere, die so groß ist, dass sie in den menschlichen Körper implantiert werden kann. 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 Elektrolythaush alts beteiligt. Auf diese Weise erfüllt die künstliche Niere die gleiche Funktion wie das transplantierte Organ. Der gesamte Vorgang wird durch den Druck des in den Gefäßen fließenden Blutes angetrieben. Es werden keine zusätzlichen Pumpen oder externen Energiequellen benötigt. Außerdem wird der Patient nicht gezwungen, immunsuppressive Medikamente einzunehmen. Hoffen wir, dass eine implantierbare künstliche Niere bald eine praktikable Lösung für Patienten mit Nierenversagen wird.

Kategorie:

Urologie und Nephrologie