人工腎臓（透析器）：それはどのように機能しますか？ダイアライザーの種類

人工腎臓は、血液透析装置全体の共通名です。その部品の1つは透析装置です。これは、腎不全の人がいなければ生活できない装置です。それは100年以上前に発明され、それを改善するための作業が継続的に行われています。科学者たちはこれまで以上に効率的で小型の透析装置を構築しています。人工腎臓はどのように機能し、どのタイプの透析装置がありますか？

人工腎臓、つまり透析器は、慢性または急性腎不全の人の臓器の機能を置き換えることを目的としたデバイスです。腎臓は体内で非常に重要な役割を果たします。腎臓は過剰な水分を取り除き、不要な代謝産物、主に尿素、クレアチニン、薬物を血液から取り除くフィルターです。また、酸塩基と電解質のバランスを維持し、血圧を調整し、ホルモン（エリスロポエチン）を分泌します。腎臓が病気になると、全身が病気になります。彼らが仕事をやめると、有毒物質の濃度がますます耐え難くなるので、人は数日間生き残ることができなくなり、血圧が上昇し、人は失明し、最終的に昏睡状態に陥り、死亡します。生きるためには、少なくとも1つの腎臓が機能している必要があります。

人工腎臓はどのようにして発見されましたか？

腎不全患者にとって、腎移植は正常な生活に希望をもたらします。彼を待っている人々はいわゆる人工腎臓。それはすべて、1913年に3人のアメリカ人、アベル、ラウンツリー、ターナーという名前で始まりました。彼らは血液フィルター装置を作りたかったが、材料を持っていなかった。それは第二次世界大戦中に若いオランダ人医師、ウィレムコルフによって発見されただけです。コルフは尿素を含む血液をセロハンバッグに入れ、バッグを人体と同じ濃度の塩水溶液に入れました。それから彼はバッグを振って、15分後に彼は血中の尿素含有量をチェックしました。すべての尿素が塩水溶液に浸透したことがわかりました！最初の透析装置の建設から始まったのは画期的な発見でした。当初、彼らは試行錯誤に基づいて作業し、人的被害はなくはなりませんでしたが、時間の経過とともに人工腎臓は、自分の臓器が機能しなくなった人々の命を救う基本的なツールになりました。

人工腎臓はどのように機能しますか？

現代の血液透析装置は、Kolffが設計したものとは明らかに大きく異なりますが、基本的な動作原理は変わっていません。患者は、静脈動脈瘻を外科的に発生させるか、カテーテルを挿入して、そこから血液を装置に導入します。そこで、血圧が安定し、血液が凝固しないように特別な抗凝固剤が追加されます。ダイアライザーはシリンダーの形をしており、その中に約11,000個あります。セルロースなどの半透明のフィルムでできているが、他の材料でもできている、細い毛細管、つまり直径が約200〜300マイクロメートルの細い管。内部には血流があり（一度に約50 mlを保持できます）、外部には患者ごとに個別に準備された透析液があります。

尿素とクレアチニンは、それらの濃度が高い血液から、それらの濃度が低い（最初はゼロ）流体に流れますが、血液の他の特性は変化しません。たとえば、重要なタンパク質、イオン、イオンは失われません。まず第一に、血液細胞（拡散の原理によれば、それらはまた、より低い濃度の溶液中に存在するように試みる必要があるためです）。水と電解質は半透膜を両方向に通過できるため、血中濃度は変化しません。体から余分な水分を取り除くことも重要です。これは限外ろ過と呼ばれる現象によって行われます。チューブ内の圧力が上昇したため、水が押し出されて除去されます。

最後に、浄化された血液は患者の体に戻りますが、その前に、温度と圧力を安定させて気泡を確認する必要があります。検出された場合、システムはラインをクランプし、ポンプを停止します。これは生命を脅かす空気塞栓症を防ぐためです。透析には約3〜5時間かかり、患者は週3回、透析センターに報告する必要があります。その上、彼はほぼ通常の生活、仕事、勉強をすることができます。旅行も制限になる可能性がありますが、これでも対処できます（唯一の問題は、透析ステーションの場所の特定と手順の時間の計画です）。透析中の人々はまた、水分とナトリウムの含有量が少ないことに基づいた適切な食事療法に従う必要があります。

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腹膜透析

上記の透析装置は、体外透析、すなわち血液透析を行うために使用される。しかし、いわゆる腹膜透析。腹膜は、血液を濾過するために使用されます-腹腔を裏打ちし、その中の臓器を覆う薄くて滑らかな漿液性の膜。患者の腹腔に永久的に配置されたテンコフカテーテル（最も好ましくは腹腔の底部、いわゆるダグラス腔）を使用して、透析液（約2リットル）が腹腔に導入され、約20〜30分間放置されます。次に、汚染された流体は同じカテーテルを通して取り除かれます。最も重要なことは、人は固定されておらず、適切な衛生状態で、自宅で腹膜透析を単独で行うことができます。しかしながら、しばしば、患者は腹膜炎、カテーテル領域の感染症およびヘルニアなどの厄介な合併症に苦しんでいます。さらに、腹膜のろ過能力は時間の経過とともに減少し、いずれにしても、とにかく古典的な透析に切り替える必要があります。一方、腹膜透析は、血液透析を開始したときに後で必要となる血管を節約します。

ポータブル人工腎臓およびその他の最新の透析装置

ポーランドでは、数千人（世界では1300万人）が生活し、正常に機能しています。これは、週に数回、透析センターに処置を依頼するためです。退屈で疲れ果てています。また、糖尿病や高血圧の有病率の増加により、そのような人々の数は依然として増加していることも付け加えておきます。したがって、科学者は、患者の生活の質を可能な限り改善するために、透析装置の改善と最小化に取り組んでいます。まだテスト段階ではありますが、ツールベルトのように装着して歩くことができるデバイスがすでに存在します。カリフォルニア大学の科学者たちは、人体に埋め込むことができるサイズの人工腎臓に取り組んでいます。彼らは生きた腎臓細胞を使用し、成長させ、組織を装置に組み込んだ。それらは代謝の役割を果たし、水と電解質のバランスの調節に参加します。このようにして、人工腎臓は移植された臓器と同じ機能を果たします。プロセス全体は、血管を流れる血液の圧力によって駆動されます。追加のポンプや外部エネルギー源は必要ありません。さらに、患者は免疫抑制薬の服用を強制されません。うまくいけば、移植可能な人工腎臓は腎不全患者にとって実行可能な解決策となるでしょう。

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