2. ???????

33 вопрос Устойчивость дисперсных систем. Виды устойчивости коллоидных растворов: кинетическая (седиментационная), агрегативная и конденсационная. Факторы устойчивости

Устойчивость дисперсных систем.

Устойчивость дисперсных систем характеризуется постоянством дисперсности (распределения частиц по размерам) и концентрации дисперсной фазы (числом частиц в единице объема). Наиб. сложна в теоретич. аспекте и важна в практич. отношении проблема устойчивости аэрозолей и жидких лиофобных Д. с. Различают седиментационную устойчивость и устойчивость к коагуляции (агрегативную устойчивость). Седиментационно устойчивы коллоидные системы с газовой и жидкой дисперсионной средой, в к-рых броуновское движение частиц препятствует оседанию; грубодисперсные системы с одинаковой плотностью составляющих их фаз; системы, скоростью седиментации в к-рых можно пренебречь из-за высокой вязкости среды. В агрегативно устойчивых Д. с. непосредств. контакты между частицами не возникают, частицы сохраняют свою индивидуальность. При нарушении агрегативной устойчивости Д. с. частицы, сближаясь в процессе броуновского движения, соединяются необратимо или скорость агрегации становится значительно больше скорости дезагрегации. Между твердыми частицами возникают непосредственные точечные ("атомные") контакты, к-рые затем могут превратиться в фазовые (когезионные) контакты, а соприкосновение капель и пузырьков сопровождается их коалесценцией и быстрым сокращением суммарной площади межфазной пов-сти. Для таких систем потеря агрегативной устойчивости означает также потерю седимeнтационной устойчивости. В агрегативно устойчивых системах дисперсный состав может изменяться вследствие изотермич. перегонки - мол. переноса в-ва дисперсной фазы от мелких частиц к более крупным. Этот процесс обусловлен зависимостью давления насыщенного пара (или концентрации насыщенного р-ра) от кривизны пов-сти раздела фаз (см. Капиллярные явления). Агрегативная устойчивость и длительное существование лиофобных Д. с. с сохранением их св-в обеспечивается стабилизацией. Для высокодисперсных систем с жидкой дисперсионной средой используют введение в-в - стабилизаторов (электролитов, ПАВ, полимеров). В теории устойчивости Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (теории ДЛФО) осн. роль отводится ионно-электростатич. фактору стабилизации. Стабилизация обеспечивается электростатич. отталкиванием диффузных частей двойного электрич. слоя, к-рый образуется при адсорбции ионов электролита на пов-сти частиц. При нек-ром расстоянии между частицами отталкивание диффузных слоев обусловливает наличие минимума на потенц. кривой

Факторы стабилизации дисперсных систем.

Различают следующие факторы стабилизации или устойчивости дисперсных систем:

электростатический (термодинамический), связаны с образованием двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности частиц. ДЭС приводит не только к появлению зарядов но и понижению поверхностной энергии (поверхностного натяжения) на границе раздела;

адсорбционно – сольватационный (термодинамический), состоящий в снижении поверхностной энергии при адсорбции стабилизатора и молекул дисперсной среды на поверхности частиц;

энтропийный (термодинамический), проявляющийся в стремлении системы к равномерному распределению частиц по объему;

структурно – механический (термодинамический и кинетический), заключающийся в образовании слоев ПАВ и ВМС на поверхности частиц. Благодаря переплетению молекул ПАВ на поверхности частиц, образуются высоковязкая стабилизирующая прослойка, которая препятствует слипанию частиц.

Стабилизация реальных дисперсных систем обеспечивается, как правило, действием нескольких факторов одновременно. Каждому фактору стабилизации подбирают метод его стабилизации. Например, электростатический фактор чувствителен к введению электролитов.

Вопрос

Коагуляция. Виды коагуляции: скрытая и явная, медленная и быстрая. Порог коагуляции, пороговая концентрация. Биологическое значение коагуляции

Коагуля́ция (от лат. Coagulatio - свёртывание, сгущение)

слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового (броуновского) движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате К. образуются агрегаты - более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных). Первичные частицы в таких скоплениях соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. К. сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц (увеличением размера и массы агрегатов) и уменьшением их числа в объёме дисперсионной среды - жидкости или газа.

Различают быструю и медленную К. При быстрой К. почти каждое соударение частиц эффективно, т. е. приводит к их соединению; при медленной К. соединяется часть сталкивающихся частиц. В жидкой среде, например при К. золей (См. Золи), укрупнение частиц до известного предела (приблизительно до размера 10 -4 см ) не сопровождается их оседанием или всплыванием. Это скрытая К., при которой система сохраняет седиментационную устойчивость. Дальнейший рост частиц приводит к образованию сгустков или хлопьев (флокул), выпадающих в осадок (коагулят, коагель) или скапливающихся в виде сливок у поверхности; это явная К. В некоторых случаях при К. во всём объёме дисперсионной среды возникает рыхлая пространственная сетка (коагуляционная структура) и расслоения системы не происходит (см. Гели). Если коллоидные частицы - капельки жидкости или пузырьки газа, то К. может завершиться их слиянием, коалесценцией

Коагуляция - процесс слипания (слияния) коллоидных частиц с образованием более крупных агрегатов с последующей потерей кинетической устойчивости.

В общем смысле под коагуляцией понимают потерю агрегативной устойчивости дисперсной системы.

Скрытая стадия коагуляции – очень быстрая – размер частиц увеличивается, но осадок не выпадает – изменение окраски, помутнение.

Явная стадия – выпадение осадка, выделение двух фаз в растворе. Осадок называется коагулят.

Конечным итогом коагуляции могут быть два результата: разделение фаз и образование объемной структуры, в которой равномерно распределена дисперсионная среда (концентрирование системы). В соответствии с двумя разными результатами коагуляции различают и методы их исследования (для первого результата – оптические, например, для второго – реологические).

Порог коагуляции , моль/л; иногда Сg– минимальная концентрация электролита, вызывающая коагуляцию (к).

Порог коагуляции определяют по помутнению, изменению окраски или по началу выделения дисперсной фазы в осадок.

Похожая информация.

Купить дешевые лекарства от гепатита С

Сотни поставщиков везут Софосбувир, Даклатасвир и Велпатасвир из Индии в Россию. Но доверять можно лишь немногим. В их числе интернет-аптека с безупречной репутацией Главное Здоровье . Избавьтесь от вируса гепатита С навсегда всего за 12 недель. Качественные препараты, быстрая доставка, самые дешевые цены.

Главная » Почки » Физико химические принципы функционирования искусственной почки

Искусственная почка аппарат: физико химические принципы

Пациенты, страдающие острыми или хроническим формами почечных патологий нуждаются в поддержке нормальной функциональности почечной системы и нормального выведения мочи из организма. В период нарушения мочевыведения происходит распад продуктов, вследствие чего наступает интоксикация и все жизненоважные системы организма дают сбой. Если патология носит длительный и тяжелый характер, а должного лечения пациент не получает, может наступить летальный исход. Для нормального функционирования почечной системы используют аппарат для очищения плазмы крови искусственная почка. В этой статье мы расскажем, что такое искусственная почка, разберем его показания.

Характеристика и устройство аппарата

Аппарат искусственная почка выполняет функцию очищения и выведения токсинов, вредных веществ из крови

Аппарат искусственная почка выполняет функцию очищения и выведения токсинов, вредных веществ из крови, которые образуется в органе вследствие его сильного поражения. Как правило, такое состояние почечной системы возникает при острой либо хронической почечной недостаточности. В основе функционирования искусственной почки лежит низкомолекулярное вещество, включающее в себя коллоидный раствор. С двух сторон зафиксирована полупроницаемая целофановая мембрана, в которой присутствует осмотическое давление. Благодаря систематическому прохождению курса очищения при помощи аппарата искусственной почки пациент способен жить нормальной и полноценной жизнью, а его внутренние органы выполнять все необходимые процессы.

Для информации! Лечение запущенных форм почечных патологий выполняют исключительно при помощи гемодиализа.

Искусственная почка способна вывести из организма следующие вредные вещества:

• лишнюю жидкость;
• продукты метила и этила;
• наркотические и фармакологические вещества;
• ядовитые вещества и их соединения (мышьяк, ртуть, хлор);
• мочевина и ее соединения;
• креатинин и финальные продукты химических реакций внутри мышечной ткани.

Стоит отметить, регулярное проведение процедуры гемодиализ требует строгого соблюдения диетотерапии, водного режима, употребления лекарственных препаратов и своевременного осмотра лечащим врачом. Вариаций искусственной почки достаточно большое количество, основной принцип работы аппарата заключается в физико-химическом явлении, где через полупрозрачную мембрану происходит процесс ультрафильтрации. Аппарат имеет монитор и фильтр оборудования или диализатор. Благодаря встроенному перфузионному устройству выполняется постоянное движение крови в фильтр оборудование (диализатор). Дополнительно аппарат обеспечивает своевременную подачу и приготовление специального очищающего раствора.

Основной принцип работы аппарата

Диализатом называют вещества, которые проходят через целлофановую мембрану устройства

Диализатом называют вещества, которые проходят через целлофановую мембрану устройства. Осмотическое давление образуется при помощи встречного потока диализирующего раствора и очищаемой крови.

Для информации! Состав и пропорции диализирующего раствора подбираются автоматически устройством и индивидуально исходя из показателей здоровья больного и формы заболевания.

К основным принципам работы оборудования можно отнести:

• венозная недостаточность и тромбофлебит, данные патологии вызывают закупоривание крупным тромбом просвет сосудов;
• нарушение процесса фильтрации и выведения излишней жидкости, вследствие чего образуется отечность, благодаря диализу предотвращается отечность головного мозга;
• восстановление и нормализация уровня кислотности биологической жидкости;
• при острой и хронической недостаточности увеличивается концентрация азотистых веществ, в кровяной системе, благодаря осмотическому давлению этот показатель приходит в норму.

Для информации! Гемодиализ успешно применяют в лечении острой алкогольной интоксикации.

После выполнения всех необходимых процедур на аппарате проводят повторное исследование уровня мочевины и ее соединения в биологической жидкости.

Гемодиализ

Диализ является медицинским способом искусственного очищения крови, методом разделения ее на различные химические компоненты и вещества

Диализ является медицинским способом искусственного очищения крови, методом разделения ее на различные химические компоненты и вещества. Преимущество данного метода - быстрое выведение токсинов и шлаков из организма. Химические принципы проведения процедуры позволяют выполнить ее в условиях стационара или дома. Аппарат для гемодиализа искусственная почка наполняется раствором, состав которого регулируется и подбирается лечащим врачом исходя из физиологических и индивидуальных особенностей пациента. Раствор попадает в аппарат из дозатора-резервуара, а его движение идет противоположно от движения крови. Если рассматривать химию раствора, то его состав, приближенный к плазме.

Для информации! Уровень электролитов в специальном растворе регулируют исходя из потребностей больного.

Стоит отметить, в раствор входит калий, натрий и глюкоза, температура подогревается до 38 С градусов, после чего жидкость насыщают карбогеном.

Эффективность аппарата

Искусственная почка не может заменить физически анатомический аналог органа, однако, данное оборудование способно продлить жизнь пациента и очистить его кровь от шлаков и токсинов

Искусственная почка не может заменить физически анатомический аналог органа, однако, данное оборудование способно продлить жизнь пациента и очистить его кровь от шлаков и токсинов. Существуют определенные критерии и требования к оборудованию:

• устойчивость оборудования к отказу;
• высокий уровень очистки;
• простота в использовании;
• безопасность для пациента.

Оборудование обязательно должно иметь сертификат и всю необходимую документацию по руководству и управлению им.

Для информации! Согласно проведенным исследованиям, нефрологами было доказано, ежегодно в мире более 50 тысяч людей нуждаются в проведении гемодиализа.

При постоянном использовании искусственной почки пациенты позволяют:

• привести в норму уровень электролитов;
• держать в норме водно-солевой баланс;
• не допускать увеличения уровня креатинина и мочевины в крови.

Применение такой современной технологии способно сохранить жизнь и поддерживать нормальное состояние здоровья у больных с терминальной стадией почечных патологий, а при хронической стадии процедуру гемодиализа выполняют на протяжении нескольких лет.

Противопоказания и осложнения

Длительное выполнение процедуры очищения крови влечет за собой резкие скачки артериального давления

Длительное выполнение процедуры очищения крови влечет за собой следующие осложнения:

• отсутствие менструального цикла;
• тестикулярную атрофию (гибель ткани яичек);
• резкие скачки артериального давления;
• снижение костной плотности;
• нарушения обмена кальция;
• образование тромбов в венозных шунтах;
• малокровие;
• поражение нефронов вследствие воздействия тефлона.

Из противопоказаний стоит отметить, чрезмерное накопление токсических веществ и шлаков в крови, которые не в состоянии переработать печеночная ткань и декомпенсация печени и сердца.

Показания

Искусственную почку назначают при наличии следующих патологий:

• блокирование мочевых каналов и артерий;
• воспаление почек с полным прекращением оттока урины;
• полученные тяжелые травмы;
• кровотечения;
• прекращение кровоснабжения;
• пост абортные инфекции.

Более подробно о принципе работы искусственной почки можно узнать из видеоролика

Перед началом выполнения гемодиализа специалист проводит полное обследование, назначает лабораторное исследование и дает оценку дыхательной, сердечной и печеночной систем. Чистка почек необходима при:

• водно-электролитном нарушении;
• снижении щелочного показателя в крови до 10 мкэв на 1 литр;
• высокой концентрации мочевины;
• высокой концентрации азота сывороточного.

Важно! Гемодиализ проводится в комплексе с щадящей диетотерапией.

Стоит отметить, процедура гемодиализа не всегда способна оказать, положительный эффект, при возникших осложнениях пациенту предлагается операция по пересадке почки. Современные технологии позволяют не только поддерживать жизнедеятельность и здоровье больного, но и дают возможность сохранить трудоспособность. При соблюдении всех рекомендаций и своевременного выполнения процедур больной с хронической стадией заболевания может прожить полноценно до 30 лет.

lecheniepochki.ru

Ответы на Экзаменационные вопросы — 2005 год

№ 9.5 Свойства растворов ВМС. Особенности растворения ВМС как следствие их структуры. Форма макромолекул. Механизм набухания и растворения ВМС. Зависимость величины набухания от раз­личных факторов. Аномальная вязкость растворов ВМС. Уравнение Штаудингера. Вязкость крови и других биологических жидкостей. Осмотическое давление растворов биополимеров. Уравнение Галлера. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка и методы ее опреде­ления. Мембранное равновесие Доннана. Онкотическое давление плазмы и сыворотки крови.

Биополимеры – природные высокомолекулярные соединения (ВМС).

Растворы ВМС характеризуются термодинамическими свойствами, это связано с гибкостью цепей макромолекул, большим числом конформаций. В растворах ВМС возможны процессы ассоциации макромолекул.

ВМС могут находиться в аморфном и кристаллическом состоянии.

Набухание и растворение ВМС. При контакте полимера (ВМС) и растворителя (НМС) происходит набухание и затем растворение полимера.

Набуханием называется проникновение растворителя в полимерное вещество, сопровождаемое увеличением объема и массы образца. Количественно набухание измеряется степенью набухания: ат = (m – m0)/m0 , где m0 - начальная масса; Vo - начальный объем образца полимера; т - масса; V - объем набухшего образца.

Степень набухания зависит от жесткости полимерных цепей. У жестких полимеров с большим числом поперечных связей между цепями степень набухания невелика. (Каучуки (резины) ограниченно набухают в бензине.Добавление бензола к на­туральному каучуку приводит к неограниченному набуханию полимеров).

Зависимость набухания от факторов:

Степень набухания полимера зависит от его природы и природы раство­рителя. Полимер набухает лучше в растворителе, молекулярные взаимодействия которого с макромолекулами велики. Полярные полимеры набухают в полярных жидкостях (белок в воде), неполярные - в неполярных (каучук в бензоле). Ограниченное набухание аналогично ограниченной растворимости. В результате образуются студни.

Кроме природы растворителя на набухание ВМС влияют присутствие электролитов, рН среды, температура.

Степень набухания уменьшается с увеличением жесткости кислот-катионов в ряду:Cs – Rb – K – Na – Li ; I – Br – Cl- F.

Вязкость (внутреннее трение) - мера сопротивления среды движению. Эту величину характеризуют коэффициентом вязкости η .

Ньютон для ламинарного (послойного) течения жидкости установил зависимость: где Р- напряжение, Па; η - коэффициент динамической вяз­кости Па.с. dy/dt - скорость относительной деформации.

Растворы полимеров не подчиняются закону Ньютона.

Для небольших интервалов концентраций существует простая зависимость

ηпр.= а + bс

где а, в - постоянные коэффициенты.

Величина а определяется экспериментально и называется характеристической вязкостью полимера.

Характеристическая вязкость связана с молярной массой полимера формулой Штаудингера:

где К - коэффициент пропорциональности, а - показатель степени.

Формула Штаудингера используется при экспериментальном измерении молекулярной массы ВМС.

Осмотическое давление л растворов ВМС определяется теоретически уравнением Вант-Гоффа π=cRT , где с - концентрация раствора.

Каждая макромолекула ведет себя как совокупность нескольких молекул меньшего размера. Это и проявляется в увеличении осмотического давле­ния. Для расчета осмотического давления растворов ВМС Галлер предложил уравнение гдес - концентрация раствора ВМС, г/л; М - молярная масса ВМС г/моль; β - коэффициент, учитывающий гибкость и форму макромолекулы в растворе.

Если звено полимерной цепи содержит ионогенную группу, то полимер называют полиэлектролитом. Они растворимы в полимерных растворителях, электропроводны, и на их свой­ствах сильно отражается кулоновское взаимодействие зарядов.

К классу синтетических полиэлектролитов, имеющих широкую область применения, относятся полиамфолиты. В сильнощелочных средах (высокие рН) молекулы полиамфолитов приобретают суммарный отрицательный заряд. При некотором промежуточном значении кислотности (3

Изоэлектрическая точка может быть измерена однозначно с помощью электрофореза, может быть использованы данные по набуханию полиамфолитов в р-рах с разл.pH.

Онкотическое давление – часть осмотического давления крови π(ВМС), создаваемая в ней белками(альбумин, глобулин).

Мембранное равновесие Доннана – равенство электрохимических потенциалов частиц в левой и правой частях.

№ 9.6 Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биопо­лимеров из раствора. Коацервация и ее роль в биологических систе­мах. Застудневание растворов ВМС. Свойства студней: синерезис и тиксотропия.

Застудневание. В результате ограниченного набухания ВМС или частичного испарения растворителя из раствора ВМС обра­зуются студни. Студень можно рассматривать как ограниченно набухший полимер или концентрированный раствор полимера.

Высаливание ВМС. Лиотропный ряд ионов, :Cs – Rb – K – Na – Li ; I – Br – Cl- F. характеризует влияние ионов на набухание

ВМС, имеет обратную последовательность по своему высали­вающему действию.

Под высаливанием понимают выделение ВМС из раствора при введении ионов или неэлектролитов.

Наименьший высаливающий эффект будут проявлять мягкие основания-анионы I и NCS - слабо гидратирующиеся и хо­рошо адсорбирующиеся на молекулах ВМС.

Снижение устойчивости раствора ВМС наблюдается при уменьшении лиофильности полимера.

Коацервация. При нарушении устойчивости раствора ВМС возможно образование коацервата - новой жидкой фазы, обо­гащенной полимером. Коацерват может находиться в исходном растворе в виде капель или образовать сплошной слой.

Коацервация происходит при изменении температуры или состава раствора и обусловлена понижением взаимной раствори­мости компонентов раствора. Коацервацию используют при капсулировании лекарств.

Студни- это гомогенные системы. При старении гомоген­ность студней нарушается вследствие синерезиса - постепенного сжатия полимерной сетки (матрицы) и выделения жидкой фазы. Синерезис сопровождается уплотнением пространственной струк­турной сетки и уменьшением объема студня. Пример синере­зиса - отделение сыворотки при свертывании крови.

В отличие от гелей студни не обладают тиксотропией - спо­собностью восстанавливать свою структуру во времени после ее механического разрушения. В студнях, как и в растворах, могут протекать химические реакции. Скорость диффузии ионов и молекул в студнях зависит от концентрации студня.

№ 10.1 Титриметрический анализ. Химический эквивалент веще­ства. Молярная концентрация эквивалента вещества. Закон эквива­лентов. Точка эквивалентности и способы ее фиксирования. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное. Ацидиметрия и алкали­метрия: титранты, их стандартизация; индикаторы. Расчет массы и массовой доли определяемого вещества по данным титриметрического анализа. Использование титриметрических методов в медици­не и в биологии.

Химические методы основаны на проведении реакций между изу­чаемым образцом и специально подобранными и приготовленными реак­тивами. По количеству затраченных реактивов или по количеству полу­ченных продуктов реакции рассчитывают состав анализируемого образ­ца.

Титриметрический анализ заключается в точном определении объе­ма раствора химического реактива с известной концентрацией, который необходим для полного протекания реакции с данным объемом анализи­руемого раствора. Титриметрический анализ широко применяют в клинических и санитарно-гигиенических лабораториях для анализа крови, желудочного сока, мочи, пищевых продуктов, питьевых и сточных вод.

Физико-химические методы анализа основаны на количественном изучении зависимости состав - физические свойства объекта. Физико-химические методы анализа связаны с применением сложной и чувстви­тельной аппаратуры. Достоинствами этих методов являются их объек­тивность, возможность автоматизации и быстрота получения результа­тов, что дает существенное повышение производительности труда и рас­ширяет возможности исследования.

Примером физико-химического метода анализа является потенциометрическое определение рН раствора с помощью измерительных прибо­ров потенциометров.

В количественном анализе используют также различные оптические методы. Измеряют поглощение видимых, ультрафиолетовых, инфракрас­ных лучей, и по интенсивности поглощения определяют концентрацию соответствующего вещества.

Химический эквивалент вещества - реальная или условная частица ве­щества, обменивающая (присоединяющая) 1 однозарядный ион, или 1/2 двухзарядного иона, или 1/3 трехзарядного иона и т. д., или участ­вующая в переносе 1 электрона. Эквивалент обозначается формулой 1/z X, где 1/z - фактор эквивалентности, а число z равно суммарному

заряду ионов одного знака, обмениваемых структурной единицей ве­щества, или числу электронов, принимаемых или отдаваемых струк­турной единицей.

Смысл введения понятия эквивалент состоит в том, что, по опреде­лению, в реакции участвует равное число эквивалентов кислоты и осно­вания, окислителя и восстановителя и т. д.

Закон эквивалентов — в химической р-ции участвует равное количество вещества эквивалента веществ: n(1/z1X1) = n(1/z2X2)

Молярная концентрация эквивалента в-ва с (моль/л) – отношение количества вещества к объему раствора С(1/zX) =n(1/zX)/V

Точка эквивалентности – состояние системы, в котором количество вещества эквивалента определяемого в-ва = количеству в-ва эквивалента реагента в добавленном объёме титранта. При достижении точки эквивалентности титрование заканчивают. Если точка эквивалентности достигнута, она обнаруживается резким изменением какого-либо св-ва раствора.(напр. окраска).

Способы титрования:

1. прямое титрование — к раствору определяемого вещества непо­средственно добавляют титрант. При работе по этому методу для опреде­ления щелочи необходим стандартный раствор кислоты, для определения восстановителя - стандартный раствор окислителя и т. д.

2.обратное титрование — вещество сначала реагирует с точно из­вестным количеством некоторого реагента, взятого в избытке. Не всту­пивший в реакцию избыток реагента титруют, и результатом титрования определяется количество реагента, прореагировавшего с анализируемым веществом.

3.заместительное(косвенное)титрование — проводят реакцию определяемого вещества с некоторым реагентом, взятым в не контролируемом избытке, и затем титруют продукт реакции, который «заместил» анализируемое вещество. Обычно это де­лают с целью применения хорошей титриметрической реакции. Расчеты в замес­тительном титровании проводят по обычной формуле закона эквивалентов.

Ацидиметрия – определение веществ(титрование) с применением стандартных растворов кислот. Можно определять основания и соли, вступающие в необратимое взаимодействие с сильными кислотами. Титрант — р-р HCl

Алкалиметрия — определение веществ(титрование) с применением стандартных растворов щелочей. Можно определять кислоты и гидролизующие соли. Титрант – р-р NaOH.

Стандартизация титранта – использование вспомогательного титрования, для определения точной концентрации титранта. Для р-ра HCl используют декагидрат карбоната Na. Для р-ра NaOH – дигидрат щавелевой к-ты.

Индикаторы — метилоранж(при титре слабого основания сильной кислотой),ф/ф(при титре слабой кислоты сильным основанием).

studfiles.net

Что такое искусственная почка и когда необходима трансплантация почки

Искусственная почка – оборудование для очистки кровеносного русла от токсинов, образующихся в результате нарушения обмена вещества при почечной недостаточности (острой или хронической). Создание оборудование для очистки крови стало настоящей революцией в медицине.

Техника позволила спасти жизни многим пациентам с почечной недостаточностью. Кроме того гемодиализ проводится за несколько месяцев до того, как пациенту осуществляется трансплантация почки (пересадка).

Искусственная почка – обзор технологии

Почка искусственная – технология основана на принципе гемодиализа. Очистка от низкомолекулярных токсинов крови при пропускании через аппарат происходит за счет разницы между осмотическим давлением по обе стороны специальных фильтров аппарата.

Полупроницаемая целлофановая мембрана позволяет некоторым микроэлементам и минералам (хлор, кальций, фосфор, железо) легко выходить наружу. Более крупные молекулы (бактерии, белок, форменные элементы крови не могут преодолеть полунепроницаемую мембрану. Они остаются в крови.

Классификация «искусственной почки» по механизму действия:

• Оборудование с пластинчатыми мембранами;
• Аппараты с комплексом трубок (до 35 мм в диаметре).

Самым дешевым вариантом является российская разработка, основанная на системе целлофановых мембран.

После подключения устройства кровь поступает в диализатор с помощью насоса. Вместительный бак на 110 литров закрепляется на стене. При движении по диализатору кровь очищается с помощью двух пластинчатых мембран и соприкасается с диализирующим раствором. Затем кровь направляется в другие отделения искусственной почки (измеритель производительности, дополнительные фильтра) и возвращается по катетеру в венозную систему пациента.

Диализирующая жидкость должна иметь стандартизированный состав:

1. Микроэлементы (натрий, калий);
2. Глюкозу.

Смесь автоматически подогревается до температуры в 38 градусов Цельсия и насыщается карбогеном. При этом ее кислотно-основное состояние выравнивается до 7,4. Клиренс очищения крови – в среднем около 140 мл в минуту (оценивается по мочевине в сыворотке).

Подключение искусственной почки осуществляется 2 способам – посредством артерио-венозного или вено-венозного шунта. В первой ситуации обнажается лучевая артерия и к ней подключается аппарат. Взятия крови производится через катетер.

При применении 2-го метода осуществляется обнажение бедренной вены. Обратно кровь поступает в локтевую вену.

При необходимости многократного применение искусственной почки рациональнее наложить постоянный шунт, представляющий собой протез сосуда. Накладывается устройство между лучевой артерией и веной.

Применение искусственной почки в медицине и ее эффективность

Искусственная почка не заменяет анатомический аналог. Она лишь позволяет продлить жизнь человеку или очищать кровь до тех пор, пока не будет проведена пересадка почки (трансплантация). Применение медицинского диализа имеет более чем вековую историю, поэтому выделены обязательные условия к оборудованию:

• Безопасность и простота;
• Высокая эффективность очистки;
• Отказоустойчивость.

Любое медицинское оборудование должно проходить обязательную сертификацию, но в отношении почки искусственной требования достаточно жесткие.

Самыми эффективными аппаратами считаются модели Киля и Колффа. Они имеют небольшую стоимость, портативны, но при этом обеспечивают качественную очистку крови.

Применение искусственной почки в медицине оправдывает себя. На 3-ем конгрессе нефрологов публичности была доведена информация о том, что ежегодно в мире 50 тысяч людей нуждается в проведении диализа (на 100 миллионов населения).

Использование искусственной почки у людей с недостаточностью почек 2 раза в неделю позволяет:

1. Сохранить на пороговых цифрах мочевину и креатинин крови;
2. Поддержать водно-солевой баланс;
3. Нормализовать количество электролитов.

Применение технологии позволяет спасти жизни пациентов в терминальной стадии заболевания. При хронической недостаточности процедура выполняется на протяжении нескольких лет.

Осложнения и противопоказания к искусственной почке

Осложнения длительного применения искусственной почки:

• Тромбы в артерио-венозных шунтах (соединениях);
• Использование тефлона может спровоцировать периферическую нейропатию (поражение нервов);
• Остеопороз (снижение костной плотности) и кальцификация (отложение солей кальция) на фоне нарушение обмена кальция;
• Гипертония (повышенное давление) и инфекция;
• Аменорея (отсутствие менструаций) у женщин и тестикулярная атрофия у мужчин (гибель ткани яичек);
• Тяжелая анемия (малокровие) при разрушении эритроцитов в трубках и мембранах аппарата.

Противопоказанием к выполнению диализа является декомпенсация сердца и печени, когда в крови постоянно накапливаются токсины, которые не успевает перерабатывать печеночная ткань.

Показания к искусственной почке

Показания к установке искусственной почки следующие:

• Коллапс кровоснабжения (прекращение);
• Кровотечения;
• Тяжелые травмы;
• Постабортная инфекция (после абортов);
• Анурический гломерулонефрит (воспаление почек с прекращением оттока мочи);
• Окклюзия мочевых артерий (блокада).

При хронической почечной недостаточности неоднократно применяется гемодиализ, позволяющий улучшить функциональность почек.

Перед определением показаний к проведению диализа врачи оценивают состояние органов дыхания, сердца, печени. Кроме того обязательно выполнение лабораторных анализов крови.

Когда нужна очистка почек:

1. При увеличении в крови сывороточного азота до 200 мг;
2. Превышение концентрации мочевины до 400 мг;
3. Увеличение уровня калия – до 7 мэкв/л;
4. Уменьшение щелочного резерва крови до 10 мэкв на литр;
5. Водно-электролитные нарушения.

Гемодиализ не всегда позволяет нормализовать состояние крови. Иногда после его применения становится очевидна острая необходимость в пересадке правой или левой почки.

Что такое трансплантация почки и когда она необходима

Трансплантация почки (пересадка) необходима тогда, когда другие консервативные процедуры не позволяют удержать нормальный состав крови и мочи. При почечной недостаточности скопление мочевины приведет к уремической коме и гибели организма без нормализации детоксикационной функции.

Правда, трансплантация почки – сложная процедура. Чтобы ее провести, необходимо тщательно подобрать орган. Пересадка возможна при соблюдении следующих условий:

• При совместимости донора и реципиента;
• Совпадение по HLA-системе (гистосовместимость).

Вышеописанные показатели должны быть определены, как у донора, так и у реципиента. После совпадения показателей нужно провести дополнительные тесты на совместимость почки с тканями пациента, ведь при недостаточной совместимости возникнет реакция отторжения, что приведет к летальному исходу.

Почему нельзя пересадить любую здоровую почку

Любую здоровую почку пациенту с почечной патологией пересадить нельзя по следующим причинам:

• Немедленное отторжение возникает через час после трансплантации;
• Острое отторжение появляется через (5-21 день) после пересадки. Реакция связана с тем, что в организме вырабатываются антитела, которые защищают от чужеродных тканей. К сожалению, трансплантированная почка может стать инородным объектом;
• Хроническое отторжение – постепенное уничтожение новой почки на протяжении нескольких лет.

Из-за наличия подобных осложнений трансплантация почки (пересадка) не может быть проведена до выполнения перекрестной пробы.

Что такое перекрестный тест перед трансплантацией почек

Перекрестный текст перед трансплантацией проводится для определения совместимости почки и иммунной системы реципиента. К сожалению, его нельзя выполнить непосредственно перед пересадкой. Только после того как почка начнет функционировать и перерабатывать кровь человека, возможно проведение исследования. Положительный результат пробы может наблюдаться через 1, 2, 4 недели и через 3 месяца. При выявлении антител, хотя бы на одном из этих сроков можно утверждать, что новая почка начинает отторгаться.

Какая трансплантация лучше

Трансплантация делится в зависимости от донора: трупный или живой. Живой донор – лицо, которое добровольно готово отдать орган другому человеку. Трупный донор – умершее лицо, у которого своевременно был удален орган для пересадки.

Больше достоинств при живом донорстве:

• Меньше реакций отторжения;
• Более щадящая иммуносупрессия (угнетение иммунных функций);
• Возможность выполнения операции в плановом порядке.

Поясним, что такое иммунносупрессия. Процедура проводится для подавления активности антител, которые уничтожают чужеродные ткани. При этом повышается склонность к бактериальным и вирусным инфекциям.

Когда противопоказана трансплантация почки

Противопоказана трансплантация почки в следующих случаях:

• Болезни мочеполовых органов;
• Декомпенсированные состояния сердечной системы;
• Злокачественные опухоли;
• Образование тромбов;
• Сахарный диабет;
• Психические и системные болезни.

Существуют некоторые ограничения для донорства почки. Процедура возможно только при наличии второй здоровой почки.

Противопоказано донорство при наличии гепатитов, бактериального сепсиса, ВИЧ. Изъятие органа возможно только после того, как будет констатирована смерть головного мозга.

Трансплантация почки является единственным способом спасти жизнь человеку с терминальной фазой почечной недостаточности. Клинические исследования и некоторые научные разработки доказали, что риск смерти после пересадки органа высок в течение первых 100 дней после операции. Затем на протяжении нескольких лет он уменьшается на 1/2. Таких показателей нельзя добиться с помощью консервативных процедур. Пересадка перед медикаментозными методами лечения выглядит более приоритетно.

vnormu.ru

8. Физико-химия поверхностных явлений

8.1. Адсорбционные равновесия и процессы на подвижной гра­нице раздела фаз. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение. Адсорбция. Уравнение Гиббса. Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе). Изотерма ад­сорбции. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран.

8.2. Адсорбционные равновесия на неподвижных границах раз­дела фаз. Физическая адсорбция и хемосорбция. Адсорбция из рас­творов. Уравнение Ленгмюра. Зависимость величины адсорбции от различных факторов. Правило выравнивания полярностей. Избира­тельная адсорбция. Значение адсорбционных процессов для жизне­деятельности. Физико-химические основы адсорбционной терапии, гемосорбции, применения в медицине ионитов.

9. Физико-химия дисперсных систем и растворов вмс

9.1. Классификация дисперсных систем по степени дисперсно­сти; по агрегатному состоянию фаз; по силе межмолекулярного вза­имодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Природа коллоидного состояния.

9.2. Получение и свойства дисперсных систем.

Получение суспензий, эмульсий, коллоидных растворов. Диа­лиз, электродиализ, ультрафильтрация. Физико-химические прин­ципы функционирования искусственной почки. Молекулярно-кинетические свойства коллоидно-дисперсных систем: броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментационное равновесие. Оптические свойства: рассеивание света (закон Рэлея). Электрокинетические свойства: электрофорез и электроосмос; по­тенциал течения и потенциал седиментации. Строение двойного электрического слоя.

Электрокинетический потенциал и его зависимость от различ­ных факторов.

9.3. Устойчивость дисперсных систем. Седиментационная, агрегативная и конденсационная устойчивость лиозолей. Факторы, влияющие на устойчивость лиозолей. Коагуляция. Порог коагуля­ции и его определение. Правило Шульце-Гарди. Явление привыка­ния. Взаимная коагуляция. Понятие о современных теориях коагу­ляции. Коллоидная защита и пептизация.

9.4. Коллоидные ПАВ. Биологически важные коллоидные ПАВ (мыла, детергенты, желчные кислоты). Мицеллообразование в рас­творах ПАВ. Определение критической концентрации мицеллообразования. Липосомы.

9.5. Свойства растворов ВМС. Особенности растворения ВМС как следствие их структуры. Форма макромолекул. Механизм набухания и растворения ВМС. Зависимость величины набухания от раз­личных факторов. Аномальная вязкость растворов ВМС. Уравнение Штаудингера. Вязкость крови и других биологических жидкостей. Осмотическое давление растворов биополимеров. Уравнение Галлера. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка и методы ее опреде­ления. Мембранное равновесие Доннана. Онкотическое давление плазмы и сыворотки крови.

9.6. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биопо­лимеров из раствора. Коацервация и ее роль в биологических систе­мах. Застудневание растворов ВМС. Свойства студней: синерезис и тиксотропия.

10. Химические и физико-химические методы исследования в медицине и биологии

10.1. Титриметрический анализ. Химический эквивалент веще­ства. Молярная концентрация эквивалента вещества. Закон эквива­лентов. Точка эквивалентности и способы ее фиксирования. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное. Ацидиметрия и алкали­метрия: титранты, их стандартизация; индикаторы. Расчет массы и массовой доли определяемого вещества по данным титриметрического анализа. Использование титриметрических методов в медици­не и в биологии.

10.2. Потенциометрия. Обратимые электроды первого и второго рода. Измерение электродных потенциалов. Электроды сравнения: водородный, хлорсеребряный. Ионоселективные электроды на основе твердых и жидких мембран; их использование для измерения концентрации ионов водорода (стеклянный электрод), калия, каль­ция, натрия в биожидкостях. Потенциометрическое титрование.

10.3. Хроматография. Классификация хроматографических методов по доминирующему механизму разделения веществ. Иден­тификация веществ на хроматограммах и их количественное опреде­ление. Применение тонкослойной, бумажной, газо-жидкостной, высокоэффективной жидкостной, молекулярно-ситовой хромато­графии в медико-биологических исследованиях.

10.4. Избранные методы анализа. Представления о применении в медицине и биологии эбулиометрии, криометрии, осмометрии, электрофореза, кондуктометрии, вискозиметрии.

studfiles.net

Source: www.belinfomed.com

Самое интересное:

ДЕШЕВЫЕ ЛЕКАРСТВА ОТ ГЕПАТИТА С

Сотни поставщиков везут лекарства от гепатита С из Индии в Россию, но только компания IMMCO поможет вам купить софосбувир и даклатасвир (а так же велпатасвир и ледипасвир) из Индии по самой выгодной цене и с индивидуальным подходом к каждому пациенту!

Острая или хроническая почечная недостаточность может привести к летальному исходу. Состояние крайне опасное и требует немедленного оперативного вмешательства, создание аппарата - «искусственная почка» - стало единственным спасением для больных с подобным диагнозом. Не меняя объема крови в организме, гемодиализный прибор обеспечивает выведение токсичных соединений, при этом осуществляет нормализацию водно-солевого обмена и блокирует возникновение артериальной гипертензии.

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.

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.

Процедура очищения почек с помощью гемодиализа назначается пациенту, если органы потеряли свою функциональность и работают всего на 10-15%. Подтверждением нарушения становятся проявления неприятных симптомов (рвота, тошнота, быстрая усталость, отечность). Аппарат способен забрать на себя часть функций почек, контролируя при этом артериальное давление человека и нормализуя водно-солевой баланс. Выделяют ряд состояний, когда гемодиализ необходим:

• прекращение кровоснабжения;
• сильные кровопотери;
• тяжелые травмы;
• инфекции после абортов;
• воспаление почек с прекращением оттока мочи;
• блокада мочевых артерий.

Перед проведением очищения лечащий врач оценивает самочувствие пациента, определяет функциональность почек, состояние органов дыхания, печени, сердца. Обязательным условием является выполнение лабораторных исследований крови.

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.

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:

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.

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.

Носимая электроника не только облегчает выполнение повседневных задач и открывает новые перспективы в сфере развлечений. Её вклад в развитие медицины становится реально ощутимым с появлением бионических протезов и портативных установок для гемодиализа. Этой осенью в Сиэтле на базе Вашингтонского университета пройдут клинические испытания WAK – первого в мире носимого аппарата класса «искусственная почка».

Проект создан под руководством доктора Виктор Гура (Victor Gura) из Медицинского центра Сидарс-Синай. Воплотить его помогали сотрудники Школы медицины имени Дэвида Геффена при Калифорнийском университете. Этот миниатюрный диализный аппарат достаточно мал и лёгок, чтобы носить его на ремне. Он подключается к пациенту с помощью катетера, позволяя ему двигаться и даже работать с минимальными ограничениями.

WAK – прототип носимой искусственной почки (фото: Stephen Brashear / hsnewsbeat.uw.edu).

Традиционно гемодиализ выполняется в стационаре и собирает очереди на многие дни. Процедура длится до четырёх часов, а пациент во время неё лежит или сидит практически неподвижно. Множество проблем создаёт нехватка аппаратов, их высокая стоимость и большие габариты. Их требуется одновременно подключать к электросети и системам подачи очищенной воды, поэтому даже мобильная версия обладает размерами с МФУ. Её можно только перевести на тележке из одной оборудованной палаты в другую, но нельзя забрать домой. Показаний к гемодиализу насчитывается довольно много, а людям с тяжёлыми формами почечной недостаточности повторять его приходится регулярно.

Носимая версия WAK (wearable artificial kidney), конечно, уступает по мощности фильтрационным установкам размером со шкаф, но и тактика её применения предлагается совершенно иная. Компактный прибор массой всего четыре с половиной килограмма разрабатывался как персональный. Он работает только с одним пациентом, поэтому не так жёстко ограничен по времени использования. Фильтрация выполняется в фоновом режиме, постоянно поддерживая безопасный уровень токсичных метаболитов в крови.

«Наша команда изобрела устройство, которое отвяжет пациентов от громоздких диализных аппаратов», – написал Виктор Гура на сайте университета. Радикальное уменьшение габаритов стало возможным за счёт использования новых материалов, гибкой электроники и литиевых батарей с высокой плотностью хранения энергии, недавно выпущенных компанией Inspired Energy. Однако главным новшеством стала фильтрационная мембрана, структура которой позволила снизить расход воды на порядки.

Какие-то детали её устройства пока не сообщаются. Известно только, что состоит она из двух блоков: основного фильтра в виде трубки посередине устройства и секции из трёх дополнительных элементов округлой формы, закрепляемой слева. Все фильтры меняются ежедневно с соблюдением правил асептики. Основное отличие кроется в объёмах. Обычные аппараты тратят на одну процедуру гемодиализа около ста пятидесяти литров воды. Носимая версия обходится скромным объёмом в половину литра. Такое количество жидкости уже вполне можно носить с собой.

На уровне концепции прибор был представлен ещё в 2009 году. Всё это время разработчики ждали разрешения от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Дело сдвинулось с мёртвой точки только после того, как разработчики выиграли конкурс медицинских инноваций, устроенный самим Управлением. Комиссия признала WAK самым перспективным прибором среди всех разработок, предложенных в тридцати двух номинациях.

Не обошлось в этой истории и без личных знакомств. Один из соавторов разработки профессор Ларри Кесслер (Larry Kessler) в прошлом работал в FDA. Именно он помог команде преодолеть бюрократические заслоны… всего-то за пять лет.

«Исследовательская группа работала в тесном сотрудничестве с FDA, чтобы довести WAK до современного состояния и подготовить его к исследованиям эффективности с участием добровольцев”, – прокомментировал доктор Кесслер.

Ускорение процедуры одобрения произошло и потому, что европейские власти оказались более заинтересованными в приборе. Не дожидаясь официального одобрения на тестирование прибора у себя на родине, они разрешили провести ограниченные клинические испытания сперва в Италии, а затем и в Великобритании.

К сожалению, пока речь идёт об очень малой выборке. На первом этапе приборы выдадут шестнадцати пациентам, причём в длительном испытании будут участвовать только десять из них. Добровольцы станут носить компактную искусственную почку двадцать четыре часа в сутки и ежедневно сдавать кровь на анализ в течение месяца.

«Концепция переносной искусственной почки была разработана с учётом множества данных, – пояснил директор Института Нефрологии при Вашингтонском университете профессор медицины Джонатан Химмельфарб (Jonathan Himmelfarb). – Среди них лабораторные исследования, компьютерное моделирование и результаты тестов на животных. Теперь у нас появятся и некоторые клинические данные».

Более подробно о процессе создания, возможностях и перспективах первой в мире носимой искусственной почки профессор Химмельфарб рассказывает в этом трёхминутном ролике.

Предварительные лабораторные тесты выглядели весьма оптимистично, однако их недостаточно для внедрения прибора в широкую клиническую практику. Прежде, чем он станет привычным устройством для людей с почечной недостаточностью, пройдут десятки исследований и годы наблюдений.

Если текущая серия испытаний окажется успешной, то команда разработчиков начнёт проектировать ещё более лёгкую и компактную версию прибора. Последующие испытания будут направлены на разработку метода постоянной фоновой фильтрации, который смог бы имитировать естественную работу почки. По мнению авторов проекта, это не только обеспечит более физиологичный режим, но и снизит ограничения диеты.

Почки выполняют очень важную функцию в организме, так как с их помощью очищается кровь, выводится переизбыток жидкости, а также нормализуется водно-щелочной баланс. Прекращение функционирования этого органа приводит к интоксикации организма и смерти больного. Чтобы избежать летального исхода и улучшить самочувствие человека до проведения операции по пересадке, применяется аппарат "искусственная почка".

Для чего нужен гемодиализ

Вследствие различных патологий количество функциональной почечной ткани резко уменьшается. Это состояние называется почечной недостаточностью. Существуют определенные факторы, способствующие ее возникновению, в частности, такие как:

• пиелонефрит;
• онкологические заболевания;
• ухудшение обменных процессов;
• болезни органов кроветворения.

Провоцирует интоксикацию организма, приводит к накоплению в крови продуктов метаболизма и токсинов, а также недостаточно хорошему выведению жидкости.

В таком случае показана пересадка этого органа, однако процесс ожидания подходящего донора может занять много времени, поэтому применяется аппарат "искусственная почка". Гемодиализ помогает продлить жизнь больного, дает возможность поддерживать нормальное состояние до проведения пересадки, а также позволяет вести активную жизнь.

Основные виды аппаратов

Проводить гемодиализ можно не только в условиях стационара, но и дома, так как существуют небольшие приборы для домашнего использования или постоянного ношения.

С функциональной точки зрения различается аппарат "искусственная почка" только некоторыми техническими характеристиками и площадью мембраны. Кроме того, большое значение имеет и уровень технологичности, так как в современных устройствах раствор подготавливается самим оборудованием согласно имеющимся показателям.

Система обеспечения мониторинга достаточно хороша и позволяет контролировать уровень изменения давления или гемоглобина, а затем самостоятельно корректировать состав раствора. Однако это может делать только громоздкий аппарат "искусственная почка" Dialog+, а также приборы Gambra, Baxter-1550, использующиеся в условиях стационара. Возможности портативных моделей, особенно тех, которые рассчитаны на ношение на поясе, сильно ограничены.

Аппараты для стационара

Современные медицинские приборы для проведения гемодиализа представляют собой быстродействующий и высокоточный компьютер, предназначенный для качественного и непрерывного мониторинга состояния пациента и анализа показателей. Достаточно хорошим и функциональным устройством считается аппарат "искусственная почка" "Фрезениус". Основным его преимуществом считается то, что разработчики внедрили современное программное обеспечение. Это позволяет избавить медиков от постоянного контроля.

Аппарат "искусственная почка" 4008S может автоматически рассчитать скорость поступления раствора, контролирует дозировку, следит за уровнем гемоглобина, а также измеряет артериальное давление.

Портативная домашняя техника

Сейчас широко выпускают устройства, предназначенные для домашнего использования. Производители аппаратов "искусственная почка" с каждым годом все более совершенствуют свои изделия, и самые современные из них надеваются на пояс и весят всего 4-7 килограмм. В таком случае гемодиализ проводится ежедневно, а продолжительность процедуры составляет 2-4 часа. Многие доктора считают такой метод наиболее результативным, поэтому в европейских странах он очень распространен. Несмотря на то что цена аппарата "искусственная почка" для домашнего использования достаточно высокая (от 5 тыс. долларов), многие предпочитают использовать именно этот вид изделия.

К основным преимуществам такого метода относится безопасность, а также легкость применения. Однако существуют и некоторые минусы устройства, к которым можно отнести высокую стоимость, а также надобность в наблюдении медицинского работника, особенно в первое время.

Функция искусственной почки

Аппарат "искусственная почка" применяется в том случае, если собственный орган теряет свою функциональность на 85-90 %. Этот аппарат помогает:

• удалить из крови мочевину;
• улучшить обменные процессы;
• вывести переизбыток жидкости;
• контролировать кислотно-щелочной баланс;
• предотвратить образование тромбов.

Кроме того, он помогает насытить кровь воздухом, что позволяет улучшить самочувствие больного. Благодаря современной портативной технике можно проводить гемодиализ в любое удобное время, не выходя из дома.

Как устроен аппарат

Принцип работы аппарата "искусственная почка" основан на том, что прибор принимает кровь от больного, очищает ее и возвращает обратно. Состоит устройство из 3 основных блоков, выполняющих различную функцию. Блок обработки крови состоит из насосов для ее транспортировки, системы удаления воздуха, а также датчиков, позволяющих следить за уровнем давления в венах и артериях. Блок для создания раствора включает в себя систему смешивания воды и концентрата. Также сюда входит система контролирования уровня фильтрации и обнаружения крови в растворе. Диализатор включает в себя мембрану, предназначенную для проведения гемодиализа.

По своему строению устройство может быть пластинчатым или капиллярным. Пластинчатые приборы характеризуются тем, что с их помощью очень удобно контролировать уровень фильтрации крови, а также они снижают риск образования тромбоза.

Капиллярные приборы характеризуются тем, что в них применяется мембрана, через которую кровь подается в одном направлении, а возвращается раствор диализата, готовый для длительного применения.

Группа ученых в 2010 году разработала аппарат, имплантируемый в организм больного, и успешно применила его на практике. Подобное устройство отличается компактностью и не доставляет неудобств. Работает оно за счет интенсивного давления крови и не требует электроснабжения.

Принцип работы аппарата

Принцип действия аппарата "искусственная почка" основывается на том, что он подключается к кровеносной системе человека, кровь из венозной системы начинает перемещаться к мембране. С другой стороны поступает диализный раствор для очищения. В результате происходит избавление крови от токсинов. Затем очищенная кровь поступает обратно в венозную систему.

Диализат готовится заранее, с учетом особенностей пациента и его физического состояния. Система устройства самостоятельно создает раствор, используя для этого дистиллированную воду и концентрированное средство согласно имеющимся параметрам. После проведенной процедуры оценивается ее результативность по нескольким параметрам.

Проведение гемодиализа на аппарате "искусственная почка"

Очистка крови в основном проводится 2-4 раз в неделю. При протекании острой формы заболевания показано ее ежедневное осуществление. Сам процесс контролируется доктором-нефрологом или реаниматологом и может занимать по времени от 2 до 7 часов.

Гемодиализ проводится в условиях стационара или амбулаторно в клинике. Перед процедурой нужно взвесить пациента, чтобы определить количество лишней жидкости, которую необходимо вывести из организма, а также измерить пульс и давление. Затем пациент садится в кресло, доктор вставляет в вену катетер и подключает его к аппарату. Кровь всасывается в камеру диализатора, затем проходит через систему фильтрации и возвращается в очищенном виде обратно в организм. Состав раствора и его концентрация определяются индивидуально для каждого пациента.

Во время гемодиализа больной обязательно должен быть в спокойном состоянии и лежать неподвижно. После этого измеряют уровень содержания мочевины.