В Голландии разработан портативный прибор для гемодиализа

Она облегчит жизнь пациентов

В Зеленоградском инновационно-техническом центре завершаются опытно-конструкторские работы по созданию «портативной почки». Изобретение претендует на настоящий прорыв в медицине. Нашим учёным и инженерам удалось создать компактный и мобильный аппарат для гемодиализа.

Всевозможные колбы, трубки и приборы, по сути, имитируют человеческий организм. На нем тестируют портативную «искусственную почку». На лабораторных животных эксперименты уже проведены и признаны успешными, передает ТВ , — рассказывает научный сотрудник, инженер МИЭТ Анастасия Бакланова.

Первый аппарат для гемодиализа – то есть очистки крови от токсинов – был разработан в далеком 1913-м году в США. Спустя сто лет в Зеленограде ученые создали прорывную технологию на стыке медицины, физики, химии, и программирования. В каждом направлении – не просто шаг, а скачок вперед. Жизненно необходимое устройство теперь может повсюду сопровождать человека с болезнью почек. И помещается прибор в небольшой рюкзак.

В технологическом центре – своеобразная выставка «искусственных почек». Эти массивные аппараты для гемодиализа можно разве что перекатывать на колесах. На контрасте: новое устройство весит около 5 килограммов. Но в идеале, должно быть еще легче.

Состоящий из насосов и клапанов аппарат закачивает диализный раствор в брюшную полость пациента через катетеры. В отличие от прежних устройств жидкость с выведенными токсинами может рециркулировать: её очищает специальный модуль. Устройство управляется через приложение на смартфоне, оно контролирует температуру, давление человека, а также дает тревожный сигнал, если показатели отклоняются от нормы.

«Мы планируем упростить эту систему так, чтобы первое подключение проходило с помощью специалиста как это обычно бывает при домашнем диализе. Когда специалист объясняет пациенту последовательность действий, как он должен обрабатывать руки, чтобы не занести инфекцию. И чтобы после тренировочного курса пациент имел возможность работать с этой системой самостоятельно», — объясняет научный сотрудник Зеленоградского инновационно-технического центра Борис Путря.

Только в Москве, по данным медиков, около 4 с половиной тысяч пациентов нуждаются в регулярном диализе. Кто-то проходит процедуру на протяжении нескольких месяцев в ожидании пересадки почки. Кто-то привязан к аппаратам десятилетиями – каждую неделю под капельницей не менее 12 часов. Специалисты убеждены, изобретение российских ученых, в первую очередь, будет востребовано молодыми работоспособными пациентами.

«Основным страхом которых являются многочасовые лежания и устрашающий вид коробок с диализирующими веществами. Наверное, тот новый пласт пациентов, которые стоят на пороге заместительной почечной терапии, — оптимальное будет внедрение в качестве заместительной почечной терапии вот этих портативных устройств», — говорит врач-нефролог отделения «Искусственная почка» Клиники имени Е.М. Тареева Агунда Кучиева.

Опытно-конструкторские работы над портативной почкой должны завершиться уже в этом году. После этого начнутся клинические испытания. В случае их успеха, аппарат запустят в массовое производство.

Егор Киселёв, Михаил Бахтияров, Никита Филиппов. «ТВ Центр».

Гемодиализ на дому – это возможность проведения процедуры очистки крови с применением специальных переносных или портативных аппаратов именно в домашних условиях. Любой аппарат для выполнения гемодиализа сконструирован и функционирует по системе “искусственная почка”, в том числе и аппарат для проведения самого гемодиализа на дому. Однако с помощью последнего очищение крови выполняется в удобных и комфортных условиях для больных, что, безусловно, облегчает им необходимость лечения.

Tablo

Американская компания Outset Medical разработала диализный аппарат, получивший название Tablo, который действует как потребительское устройство, поэтому почти любой человек, пройдя небольшой тренинг, может научиться самостоятельно проводить диализ. Благодаря автоматизации различных процессов, количество отдельных операций, которые пользователь должен осуществить, уменьшено более, чем наполовину, по сравнению с существующими профессиональными системами. Большой сенсорный дисплей имеет интуитивно понятный интерфейс, который с помощью анимации и пошаговых инструкций позволяет пользователю пройти через весь процесс диализа.

AWAK PD

Компания AWAK Technologies выпустила носимую систему перитонеального диализа AWAK Peritoneal Dialysis (AWAK PD), в которой используется собственная запатентованная технология сорбента.
При перитонеальном диализе проводится очистка крови, причем в качестве мембранного фильтра используется брюшина самого пациента. То есть раствор для перитонеального диализа вводят через постоянную трубку в брюшную полость, и там же происходит процесс очистки. Жидкость остается в брюшной полости в течение определенного периода времени, прежде чем она будет слита и утилизирована.

Это первое в мире подобное устройство в значительной мере изменило режим проведения перитонеального диализа. Система AWAK позволяет проводить диализ «на ходу», преодолевая проблему долгих часов терапевтической процедуры и необходимости подключения к крупногабаритным аппаратам диализа.

Преимуществом этой системой является тот факт, что его можно использовать для детей.

Достоинства процедуры и осложнения

Достоинства метода очевидны: нет необходимости в покупке прибора, роль мембраны отводится на брюшину. Недостаток в длительности сеансов и необходимости соблюдать идеальную стерильность, иначе процесс приведет к заражению.

Важно! Гемодиализ в стационаре или дома – процедура, назначаемая только специалистом! Никаких самолечений не допускается, при малейшем отступлении от правил велик риск перитонита, других фатальных осложнений

Осложнения от процедуры в виде побочных явлений, возможны всегда. Если аппарат для гемодиализа имеет пластиковую мембрану, то вероятность развития патологий намного выше. Чаще всего все негативные явления имеют временный характер и после исчезновения симптомов, пациент испытывает положительный стойкий эффект, но возможны и длительные аномалии такого типа, как:

• инфекционные заболевания;
• скачки АД;
• приступы тошноты, рвоты (редко);
• судорожные сокращения мышц;
• закупорка, непроходимость катетера;
• воздушная эмболия.

Носимая искусственная почка

Разработанная еще в 2014 году в Медицинском центре Седарс Синай (США), носимая искусственная почка весит всего 5 кг и носится на уровне талии на поясе. Она в непрерывном режиме очищает кровь от токсинов, обеспечивая пациентов недостижимой ранее свободой от необходимости каждую неделю проводить несколько часов привязанными к гемодиализному устройству.

Носимая искусственная почка, в сущности, представляет собой разобранную традиционную диализную машину, которая переделана таким образом, чтобы ее можно было носить на ремне, надетого вокруг талии. Главное отличие заключается в том, что новая диализная машина включает в себя фильтрующую систему, которая исключает необходимость постоянно добавлять очищенную воду в устройство.

Питание всей системы осуществляется от батарей, что делает ее полностью мобильным терапевтическим устройством.

Носимая искусственная почка уже прошла испытания с участием 7 пациентов и в настоящее время модифицируется с целью прохождения сертификации регулирующих органов.

Сейчас устройство требуется еще несколько доработать, чтобы избежать возникновение пузырей двуокиси углерода, с чем столкнулись во время тестирования. Кроме того, система использует катетер, который, как известно, может быть источником инфекций, и здесь также необходимы дополнительные исследования, хотя разработчики и так используют разные методы, предотвращающие закупорку катетера и появление инфекции.

Что собой представляет установка

Медицинские специалисты отмечают, что при выявлении почечной недостаточности в острой стадии, отека легких или обширной интоксикации организма, проводится очищение через специальный фильтр, который имитирует подлинную мембрану почек.

Применение аппарата оправдано, если почки перестали справляться с функцией переработки крови и выведением вредных веществ из организма. При этом, количество токсинов в теле человека повышается, что вызывает гибель мозговых клеток. Происходит это из-за недостаточности снабжения головного мозга кислородом.

Кровь, проходя через аппаратуру, очищается от вредных веществ:

• мочевина и ее соединения;
• креатинин (продукт химических соединений в мышцах);
• ядовитые соединения грибов и растений;
• лекарственные и наркотические средства;
• спиртовые соединения (метил и этил);
• лишняя жидкость.

Частота и продолжительность процедуры зависит от стадии развития заболевания, насколько оно запущено. Как правило, пациенту требуется 2—3 сеанса в неделю, которые занимают примерно 4—5 часов. За это время концентрация мочевины в организме снижается на 70%, улучшается состояние человека в целом.

История возникновения

Проблема очищения крови занимала медицинскую науку ещё с античных времен. В древности считалось, что многие болезни происходят от смешения телесных жидкостей. Для их очистки применялись различные отвары и смеси растений и минералов. Данные действия были в массе своей неэффективны или даже вредны для больного. Интерес к очищению крови то вспыхивал, то угасал.

На качественно новый уровень проблема очищения крови вышла в начале XIX века, когда с развитием биохимии стали понятны многие процессы, протекающие в организме человека. Физические основы гемодиализа заложил в 1854 году шотландский учёный Томас Грэхэм, опубликовав свой труд «Осмотическая сила». В этой работе он впервые описал способ изготовления полупроницаемых мембран из специально обработанного пергамента. С помощью данного метода стало возможно осуществлять разделение коллоидных и кристаллоидных растворов. В своей работе он экспериментально доказал классические в настоящее время законы диффузии и осмоса. Процесс диффузии кристаллоидных растворов через пергаментную бумагу был назван им «диализом». В своей работе он также доказал связь размеров молекулы и скорости диффузии. Чем молекула больше, тем меньше скорость диффузии[1].

Спустя 50 лет Джон Джекоб Абель создал первый аппарат для удаления растворённых в крови веществ. Исследования проводились на собаках с удаленными почками. В ходе опытов была доказана возможность эффективного удаления из крови не связанных с белками азотистых соединений. Малая площадь фильтрующей мембраны у аппарата не позволяла эффективно применять его для очистки крови у людей. В качестве средства, предотвращающего свёртывание крови при прохождении через аппарат, использовался гирудин — антикоагулянт, получаемый из пиявок. В связи с низкой эффективностью препарата, серьёзную проблему представляли тромбоэмболические осложнения[1].

Первый гемодиализ человеку (пациенту, страдающему уремией) был проведен в Германии врачом Георгом Хаасом в октябре 1924 года. В качестве антикоагулянта использовался очищенный гирудин, антигенные свойства которого не позволяли проводить диализ более 30—60 минут. В 1927 году впервые при гемодиализе в качестве антикоагулянта был применён гепарин. Таким образом Хаас был первым, кто свёл вместе все составляющие, необходимые для успешного гемодиализа. Он применил эффективный и безопасный антикоагулянт, создал аппарат с мембраной большой площади, обеспечил эффективную подачу крови на фильтрующую мембрану[1].

Первый случай успешного выведения человека из уремической комы с помощью гемодиализа произошёл 3 сентября 1945 года. Голландский медик Виллем Кольф, внедряя в клиническую практику гемодиализ, усовершенствовал аппарат, разработанный Георгом Хаасом. Основной целью, с которой применялся гемодиализ, была борьба с уремией. В результате очистки крови с помощью гемодиализатора удалось снизить концентрацию мочевины в крови и вывести больную из комы. В результате проведённого лечения, 11 сентября 1945 года было достигнуто значительное улучшение состояния пациентки, устранена угроза жизни. Впервые на практике была однозначно доказана клиническая эффективность данного метода. В 1946 году Вильям Кольф издал первое в мире руководство по лечению больных уремией с помощью гемодиализа[1].

Началом эпохи хронического гемодиализа считается 1960 год, когда Белдингу Скрибнеру и Вейну Квинтону удалось решить проблему долгосрочного сосудистого доступа. 10 апреля 1960 в Чикаго было объявлено о новом устройстве. Долговременный сосудистый доступ обеспечивался путём имплантации в лучевую артерию и подкожную вену двух тонкостенных тефлоновых трубок. Наружные концы шунта соединялись изогнутой тефлоновой трубкой, которая на время проведения гемодиализа удалялась, а к шунтам подключался гемодиализатор[1].

Процедура гемодиализа

Для проведения процедуры гемодиализа с помощью портативного аппарата или стационарного оборудования в клинике, необходимо провести предварительную подготовку пациента. Дело в том, что многочасовое выкачивание и закачивание жидкости по сосудам пациента может существенно испортить их состояние. Как правило, кровеносные сосуды у таких пациентов уже нездоровы, устройство же повысит их износ в разы.

Для решения данной проблемы, если сосуды человека не позволяют подключить аппаратуру без вреда для них, есть несколько выходов:

• создание отверстия в теле (его формируют из артерии и вены, месторасположение его обычно на предплечье);
• вшивание катетера (обычно в паховой области, операция проводится под местным обезболивающим).

После проведения той или иной процедуры, пациенту категорически запрещены физические перенапряжения и поднятие тяжелых предметов. Преимуществом катетера, вшитого в тела, считают возможность немедленного его использования.

Измерение пульса и давления считают необходимыми процедурами, без которых не подключают к установке. Новые портативные аппараты и медицинское оборудование способны снять показания самостоятельно. Также человек должен измерить свой вес для оценки врачом отечности тканей и приблизительного измерения объема выкачиваемой жидкости.

Шлаковые загрязнения и токсины вытесняются из организма с помощью создания в сосудах избыточного гидростатического давления. Выдавливая жидкость через полунепроницаемый фильтр, аппарат полностью ее очищает и возвращает обратно в сосуды, здоровой.

Портативный аппарат оснащен небольшой насосной станцией, которая поставляет кровь в емкость с фильтром. Она, поступая в резервуар, проходит очистку специальным раствором и возвращается в венозную систему без вредных примесей. Через несколько часов работы аппарата, кровь пациента становится чистой. Повторение процедуры довольно часто проводится через 2—3 дня. Это обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека, страдающего почечными заболеваниями.

Гемодиализ дома: есть ли минусы

И в действительности всё не так просто и гладко в отношении данной процедуры лечения при выполнении её в домашних условиях.

1. Необходим специальный портативный аппарат или система для гемодиализа, система очистки воды, установленная в доме, и кресло, где пациент имеет возможность находиться во время диализа. Также важно заметить, что такие аппараты стоят достаточно дорого и во многих странах СНГ они не зарегистрированы, а это означает, что очищение крови именно на дому проводить запрещено.
2. Перед тем, как осуществлять такое очищение крови самостоятельно в домашних условиях необходимо пройти подробный курс обучения этому, который проводит врач, ознакомиться с правилами хранения всех ёмкостей, диализата (диализирующий раствор), средств для диализа (специальные мембраны, фильтр и др.), шприцев и многих других материалов
3. Первоначально важно, чтобы кто-то из медицинских работников присутствовал, контролировал и при необходимости помогал выполнять гемодиализ в домашних условиях
4. Необходимо очень строго и чётко следить за расходными материалами, инструментами и при любых вопросах вовремя их решать. Как правило, если аппараты “искусственная почка” применяют дома, то у больных должна быть тесная связь с докторами и целой командой экспертов по данному оборудованию.

Принцип работы

Аппарат для гемодиализа очищает венозную кровь пациента от скопившихся токсинов и шлаков. Для этого оборудование нужно подключить к системе вен и артерий пациента. С помощью встроенного насоса, кровь постепенно перемещается к мембране, с обратной стороны поступает диализный раствор для очищения. Происходит прочистка крови с помощью раствора от вредных веществ и, уже здоровая, она поступает обратно в систему.

Заправка диализатом аппаратуры происходит строго перед процедурой. Раствор готовится заранее с учетом индивидуальных особенностей пациента. Устройство создает состав из дистиллированной воды и концентрированного средства самостоятельно. После проведения процедуры действие препарата оценивают медицинские специалисты по нескольким показателям.

Схема как проводится гемодиализ дома

Сразу же стоит отметить, что портативная система “искусственная почка” позволяет возможность разрабатывать индивидуальный график прохождения данной процедуры для больных, делая его достаточно гибким и удобным.

Стандартный гемодиализ в центре проводят три раза в неделю, к тому же время процедуры по очистки крови от различных вредных и ненужных веществ составляет около четырёх часов. Переносные аппараты приводят к возможности сократить необходимость длительной очистки крови до 1-3 часов в день, но участить до 5-6 раз в неделю.

Разновидности аппаратуры

Стремление улучшить качество жизни и не «выпадать» из общего ритма, движет всеми пациентами, пораженными заболеваниями почек. Им хочется работать, заниматься семьей и домашними заботами, не отвлекаясь надолго. Для этих целей производители создали устройство — искусственная портативная почка. С помощью этого прибора больной проводит очищение в привычной обстановке собственного дома самостоятельно, выбрав подходящее время.

Однако, стоимость данной аппаратуры высокая и неприемлема для большого процента людей. Поэтому в арсенале врачей есть еще разновидности устройств, которые используются в условиях стационара.

Портативный аппарат

Переносная искусственная почка разрабатывалась западными учеными и была показана миру всего 10 лет назад. Главным преимуществом устройства считают ее вес в 3,8 кг и портативную работу от батареек. Аппаратура работает в домашней обстановке, занимает 4 часа, и человек чувствует себя намного комфортнее, чем в больнице.

Алгоритм действия данной установки не отличается от принципа работы стационарной аппаратуры. Кровь очищается через мембрану с помощью раствора. Подсоединение происходит через фистулу или катетер и не занимает много времени. Очищение при необходимости проводится в круглосуточном режиме.

Сколько стоит такой аппарат? Сегодня переносное устройство еще очень дорогое и позволить себе купить его может не каждый.

Имплантируемый аппарат

В скором времени имплантаты станут обыденностью, ввиду обширного применения для пациентов с почечной недостаточностью, перешедшей в хроническую форму. Установка для диализа особенно востребована из-за нехватки донорских органов и участившихся случаев отторжения «живых» органов собственными клетками пациента. Это спасение для людей, страдающих неизлечимыми патологиями почек.

Сегодня американская фирма-разработчик проводит исследование оборудования в условиях профессиональных лабораторий. Компактное устройство будет выполнять фильтрационные функции, очищая почки от вредных веществ, токсинов и шлаков. При этом необходимая для работы устройства энергия будет вырабатываться за счет течения потока крови. Информация о том, сколько будет стоить подобная установка, пока не сообщается.

Пересадка донорского органа

Хроническая почечная недостаточность лечится путем пересадки донорского органа от другого, здорового человека. Это хирургическое вмешательство, когда удаляется собственный орган пациента, и его заменяют на функционирующую почку. Как правило, заместительную терапию используют на последних стадиях следующих заболеваний:

• хронический пиелонефрит;
• диабетическая нефропатия;
• хронический гломерулонефрит;
• поликистоз почек.

Пересадка донорского органа способна надолго продлить жизнь пациента, улучшить качество. Это жизненно необходимая операция для детей с врожденными проблемами почек, так как постоянный гемодиализ тормозит развитие малыша.

Оперативное вмешательство проводится только в тех случаях, если донорский орган подходит по показателям больного. Сегодня крайне велик процент не прижившихся органов, поэтому разработку искусственных имплантатов считают открытием, которое позволит медицине выйти на новый уровень.

Показания

Очищение крови гемодиализом показано при функциональных нарушениях почек:

• острой почечной недостаточности (при остром гломерулонефрите, пиелонефрите, др.),
• хронической почечной недостаточности,

а также при:

• серьезных нарушениях электролитного, кислотно-щелочного баланса крови,
• отравлении ядовитыми грибами или иными органическими токсинами,
• отравлении неорганическими ядами,
• алкогольных отравлениях (этанолом, метиловым спиртом, этиленгликолем),
• наркотическом отравлении (героин, морфин, др.),
• отравлении лекарственными препаратами,
• избыточном содержании воды (гипергидрации) с угрозой отека мозга, сердца, легких, суставов.

Процедуры гемодиализа проводятся при:

• недостаточном диурезе — олигоанурии, если за сутки выделяется меньше 500 мл мочи,
• снижении функции почек до 10–15% от нормы и до 200 мл крови в минуту,
• критических показателях мочевины, креатинина, калия, низком уровне бикарбоната натрия.

Наши врачи вам помогут

Оставьте свой номер телефона

Противопоказания для проведения процедуры

Гемодиализ – это необходимая процедура для поддержания жизни и нормального существования большого количества людей, страдающих тяжелыми заболеваниями почек. Но использование аппарата разрешено не каждому пациенту, выделяют ряд противопоказаний:

• тяжелая артериальная гипертензия;
• вирусные и бактериальные инфекции в острой форме;
• нарушения свертываемости крови;
• туберкулез в открытой форме.

При условии, что заболевание угрожает жизни больного, аппарат искусственной почки все равно подключается, несмотря на одно или сразу несколько противопоказаний. Такое решение принимается, чтобы продлить жизнь пациенту.