2. ???????

33 питанняСтійкість дисперсних систем. Види стійкості колоїдних розчинів: кінетична (седиментаційна), агрегативна та конденсаційна. Чинники стійкості

Стійкість дисперсних систем.

Стійкість дисперсних систем характеризується сталістю дисперсності (розподілу частинок за розмірами) та концентрації дисперсної фази (числом частинок в одиниці об'єму). наиб. складна в теоретич. аспекті і важлива у практич. Відносно проблема стійкості аерозолів і рідких ліофобних Д. с. Розрізняють седиментаційну стійкість та стійкість до коагуляції (агрегативну стійкість). Седиментаційно стійкі колоїдні системи з газовим і рідким дисперсійним середовищем, в яких брало броунівський рух частинок перешкоджає осіданню; грубодисперсні системи з однаковою щільністю складових фаз; системи, швидкістю седиментації в яких брало можна знехтувати через високу в'язкість середовища. У агрегативно стійких Д. с. безпосередньо. контакти між частинками не виникають, частки зберігають свою індивідуальність. За порушення агрегативної стійкості Д. с. частинки, зближуючись у процесі броунівського руху, з'єднуються незворотно або швидкість агрегації стає значно більшою за швидкість дезагрегації. Між твердими частинками виникають безпосередні точкові ("атомні") контакти, які потім можуть перетворитися на фазові (когезійні) контакти, а дотик крапель і бульбашок супроводжується їх коалесценцією і швидким скороченням сумарної площі міжфазної пов-сті. Для таких систем втрата агрегативної стійкості означає також втрату седиментаційної стійкості. У агрегативно стійких системах дисперсний склад може змінюватися внаслідок ізотермічних. перегонки – мовляв. перенесення в-ва дисперсної фази від дрібних частинок до більших. Цей процес обумовлений залежністю тиску насиченої пари (або концентрації насиченого розчину) від кривизни пов-сті розділу фаз (див. Капілярні явища). Агрегативна стійкість та тривале існування ліофобних Д. с. із збереженням їх св-в забезпечується стабілізацією. Для високодисперсних систем з рідким дисперсійним середовищем використовують введення в-в - стабілізаторів (електролітів, ПАР, полімерів). Теоретично стійкості Дерягіна-Ландау-Фервея-Овербека (теорії ДЛФО) осн. роль відводиться іонно-електростатич. фактор стабілізації. Стабілізація забезпечується електростатич. відштовхуванням дифузних частин подвійного електрич. шару, який утворюється при адсорбції іонів електроліту на пов-сті частинок. При деякій відстані між частинками відштовхування дифузних шарів обумовлює наявність мінімуму на потенц. кривий

Чинники стабілізації дисперсних систем.

Розрізняють такі чинники стабілізації чи стійкості дисперсних систем:

електростатичний(Термодинамічний), пов'язані з утворенням подвійного електричного шару (ДЕС) на поверхні частинок. ДЕС призводить не тільки до появи зарядів, але і до зниження поверхневої енергії (поверхневого натягу) на межі розділу;

адсорбційно –сольватаційний(термодинамічний), що полягає у зниженні поверхневої енергії при адсорбції стабілізатора та молекул дисперсного середовища на поверхні частинок;

ентропійний(термодинамічний), що виявляється у прагненні системи до рівномірного розподілу частинок за обсягом;

структурно –механічний(термодинамічний та кінетичний), що полягає в утворенні шарів ПАР та ВМС на поверхні частинок. Завдяки переплетенню молекул ПАР на поверхні частинок, утворюються високов'язкий стабілізуючий прошарок, який перешкоджає злипанню частинок.

Стабілізація реальних дисперсних систем забезпечується, зазвичай, дією кількох чинників одночасно. Кожному фактору стабілізації підбирають метод його стабілізації. Наприклад, електростатичний фактор чутливий до введення електролітів.

Питання

Коагуляція. Види коагуляції: прихована та явна, повільна та швидка. Поріг коагуляції, гранична концентрація. Біологічне значення коагуляції

Коагуляція (від лат. Coagulatio - згортання, згущення)

злипання частинок колоїдної системи при їх зіткненнях у процесі теплового (броунівського) руху, перемішування чи спрямованого переміщення у зовнішньому силовому полі. В результаті До. утворюються агрегати - більші (вторинні) частинки, що складаються з скупчення дрібніших (первинних). Первинні частинки в таких скупченнях з'єднані силами міжмолекулярної взаємодії безпосередньо або через прошарок навколишнього (дисперсійного) середовища. супроводжується прогресуючим укрупненням частинок (збільшенням розміру і маси агрегатів) і зменшенням їх числа в обсязі дисперсійного середовища - рідини або газу.

Розрізняють швидку і повільну До. При швидкій До. майже кожне зіткнення частинок ефективно, тобто призводить до їхнього з'єднання; при повільній До. з'єднується частина частинок, що стикаються. У рідкому середовищі, наприклад при К. золів, укрупнення частинок до певної межі (приблизно до розміру 10 -4 см) не супроводжується їх осіданням чи спливанням. Це прихована До., коли він система зберігає седиментаційну стійкість. Подальше зростання частинок призводить до утворення згустків або пластівців (флокул), що випадають в осад (коагулят, коагель) або вершків, що накопичуються у поверхні; це явна До. У деяких випадках при До. у всьому обсязі дисперсійного середовища виникає пухка просторова сітка (коагуляційна структура) і розшарування системи не відбувається (див. Гелі). Якщо колоїдні частинки - крапельки рідини або бульбашки газу, то К. може завершитися їх злиттям, коалесценцією

Коагуляція- процес злипання (злиття) колоїдних частинок з утворенням більших агрегатів з подальшою втратою кінетичної стійкості.

Загалом під коагуляцією розуміють втрату агрегативної стійкості дисперсної системи.

Прихована стадія коагуляції – дуже швидка – розмір часток збільшується, але осад не випадає – зміна забарвлення, помутніння.

Явна стадія – випадання осаду, виділення двох фаз у розчині. Осад називається коагулят.

Кінцевим результатом коагуляції можуть бути два результати: поділ фаз та утворення об'ємної структури, в якій рівномірно розподілено дисперсійне середовище (концентрування системи). Відповідно до двох різних результатів коагуляції розрізняють і методи їх дослідження (для першого результату – оптичні, наприклад, для другого – реологічні).

Поріг коагуляції, моль/л; іноді Сg - мінімальна концентрація електроліту, що викликає коагуляцію (к).

Поріг коагуляції визначають по помутнінню, зміні забарвлення або початку виділення дисперсної фази в осад.

Подібна інформація.

Купити дешеві ліки від гепатиту С

Сотні постачальників везуть Софосбувір, Даклатасвір та Велпатасвір з Індії до Росії. Але довіряти можна лише небагатьом. Серед них інтернет-аптека з бездоганною репутацією Головне Здоров'я . Позбавтеся вірусу гепатиту С назавжди всього за 12 тижнів. Якісні препарати, швидка доставка, найдешевші ціни.

Головна » Нирки » Фізико-хімічні принципи функціонування штучної нирки

Штучна нирка апарат: фізико-хімічні принципи

Пацієнти, які страждають на гострі або хронічні форми ниркових патологій потребують підтримки нормальної функціональності ниркової системи та нормального виведення сечі з організму. У період порушення сечовиведення відбувається розпад продуктів, внаслідок чого настає інтоксикація і всі життєві системи організму дають збій. Якщо патологія має тривалий і тяжкий характер, а належного лікування пацієнт не отримує, може настати летальний кінець. Для нормального функціонування ниркової системи використовують апарат для очищення плазми штучна нирка. У статті ми розповімо, що таке штучна нирка, розберемо його показання.

Характеристика та пристрій апарату

Апарат штучна нирка виконує функцію очищення та виведення токсинів, шкідливих речовин із крові.

Апарат штучна нирка виконує функцію очищення та виведення токсинів, шкідливих речовин із крові, які утворюються в органі внаслідок його сильного ураження. Як правило, такий стан ниркової системи виникає при гострій чи хронічній нирковій недостатності. В основі функціонування штучної нирки лежить низькомолекулярна речовина, що включає колоїдний розчин. З двох сторін зафіксована напівпроникна целофана мембрана, в якій присутній осмотичний тиск. Завдяки систематичному проходженню курсу очищення за допомогою апарату штучної нирки пацієнт здатний жити нормальним та повноцінним життям, а його внутрішні органи виконувати всі необхідні процеси.

Для інформації! Лікування запущених форм ниркових патологій виконують виключно за допомогою гемодіалізу.

Штучна нирка здатна вивести з організму такі шкідливі речовини:

• зайву рідину;
• продукти метилу та етилу;
• наркотичні та фармакологічні речовини;
• отруйні речовини та їх сполуки (миш'як, ртуть, хлор);
• сечовина та її сполуки;
• креатинін та фінальні продукти хімічних реакцій усередині м'язової тканини.

Варто зазначити, регулярне проведення процедури гемодіаліз потребує суворого дотримання дієтотерапії, водного режиму, вживання лікарських препаратів та своєчасного огляду лікарем. Варіацій штучної нирки досить багато, основний принцип роботи апарату полягає у фізико-хімічному явищі, де через напівпрозору мембрану відбувається процес ультрафільтрації. Апарат має монітор та фільтр обладнання або діалізатор. Завдяки вбудованому перфузійного пристрою виконується постійний рух крові у фільтр обладнання (діалізатор). Додатково апарат забезпечує своєчасну подачу та приготування спеціального розчину, що очищає.

Основний принцип роботи апарату

Діалізатом називають речовини, які проходять через целофанову мембрану пристрою

Діалізат називають речовини, які проходять через целофанову мембрану пристрою. Осмотичний тиск утворюється за допомогою зустрічного потоку діалізуючого розчину і крові, що очищається.

Для інформації! Склад та пропорції діалізуючого розчину підбираються автоматично пристроєм та індивідуально виходячи з показників здоров'я хворого та форми захворювання.

До основних принципів роботи обладнання можна віднести:

• венозна недостатність та тромбофлебіт, дані патології викликають закупорювання великим тромбом просвіт судин;
• порушення процесу фільтрації та виведення зайвої рідини, внаслідок чого утворюється набряклість, завдяки діалізу запобігається набряклість головного мозку;
• відновлення та нормалізація рівня кислотності біологічної рідини;
• при гострій та хронічній недостатності збільшується концентрація азотистих речовин, у кров'яній системі, завдяки осмотичному тиску цей показник приходить у норму.

Для інформації! Гемодіаліз успішно застосовують у лікуванні гострої алкогольної інтоксикації.

Після виконання всіх необхідних процедур на апараті проводять повторне дослідження рівня сечовини та її сполуки у біологічній рідині.

Гемодіаліз

Діаліз є медичним способом штучного очищення крові, методом поділу її на різні хімічні компоненти та речовини.

Діаліз є медичним способом штучного очищення крові, методом поділу її на різні хімічні компоненти та речовини. Перевага даного методу – швидке виведення токсинів та шлаків з організму. Хімічні принципи проведення процедури дозволяють виконати її в умовах стаціонару чи будинку. Апарат для гемодіалізу штучна нирка наповнюється розчином, склад якого регулюється і підбирається лікарем виходячи з фізіологічних та індивідуальних особливостей пацієнта. Розчин потрапляє в апарат з дозатора-резервуару, яке рух йде протилежно від руху крові. Якщо розглядати хімію розчину, його склад, наближений до плазми.

Для інформації! Рівень електролітів у спеціальному розчині регулюють виходячи із потреб хворого.

Варто відзначити, в розчин входить калій, натрій і глюкоза, температура підігрівається до 38 градусів, після чого рідину насичують карбогеном.

Ефективність апарату

Штучна нирка не може замінити фізично анатомічний аналог органу, проте дане обладнання здатне продовжити життя пацієнта і очистити його кров від шлаків і токсинів.

Штучна нирка не може замінити фізично анатомічний аналог органу, проте дане обладнання здатне продовжити життя пацієнта і очистити його кров від шлаків і токсинів. Існують певні критерії та вимоги до обладнання:

• стійкість устаткування відмовити;
• високий рівень очищення;
• простота у використанні;
• безпеку для пацієнта.

Обладнання обов'язково повинно мати сертифікат та всю необхідну документацію щодо керівництва та управління ним.

Для інформації! Згідно з проведеними дослідженнями, нефрологами було доведено, щороку у світі понад 50 тисяч людей потребують проведення гемодіалізу.

При постійному використанні штучної нирки пацієнти дозволяють:

• привести до норми рівень електролітів;
• тримати в нормі водно-сольовий баланс;
• не допускати збільшення рівня креатиніну та сечовини у крові.

Застосування такої сучасної технології здатне зберегти життя та підтримувати нормальний стан здоров'я у хворих з термінальною стадією ниркових патологій, а за хронічної стадії процедуру гемодіалізу виконують протягом декількох років.

Протипоказання та ускладнення

Тривале виконання процедури очищення крові спричиняє різкі стрибки артеріального тиску

Тривале виконання процедури очищення крові спричиняє такі ускладнення:

• відсутність менструального циклу;
• тестикулярну атрофію (загибель тканини яєчок);
• різкі стрибки артеріального тиску;
• зниження кісткової густини;
• порушення обміну кальцію;
• утворення тромбів у венозних шунтах;
• недокрів'я;
• ураження нефронів внаслідок дії тефлону.

З протипоказань варто відзначити надмірне накопичення токсичних речовин і шлаків у крові, які не в змозі переробити печінкову тканину і декомпенсацію печінки і серця.

Показання

Штучну нирку призначають за наявності таких патологій:

• блокування сечових каналів та артерій;
• запалення нирок із повним припиненням відтоку урини;
• одержані тяжкі травми;
• кровотечі;
• припинення кровопостачання;
• пост абортні інфекції.

Детальніше про принцип роботи штучної нирки можна дізнатися з відеоролика

Перед початком виконання гемодіалізу фахівець проводить повне обстеження, призначає лабораторне дослідження та дає оцінку дихальної, серцевої та печінкової систем. Чищення нирок необхідне при:

• водно-електролітне порушення;
• зниження лужного показника у крові до 10 мкэв на 1 літр;
• високої концентрації сечовини;
• високої концентрації сироваткового азоту.

Важливо! Гемодіаліз проводиться в комплексі зі щадною дієтотерапією.

Варто зазначити, процедура гемодіалізу не завжди здатна надати, позитивний ефект, при ускладненнях пацієнту пропонується операція з пересадки нирки. Сучасні технології дозволяють не лише підтримувати життєдіяльність та здоров'я хворого, а й дають можливість зберегти працездатність. При дотриманні всіх рекомендацій та своєчасного виконання процедур хворий із хронічною стадією захворювання може прожити повноцінно до 30 років.

lecheniepochki.ru

Відповіді на Екзаменаційні питання - 2005 рік

№9.5 Властивості розчинів ВМС. Особливості розчинення ВМС як наслідок їхньої структури. Форма макромолекул. Механізм набухання та розчинення ВМС. Залежність величини набухання різних чинників. Аномальна в'язкість розчинів ВМС. Рівняння Штаудінгера. В'язкість крові та інших біологічних рідин. Осмотичний тиск розчинів біополімерів Рівняння Галера. Поліелектроліти. Ізоелектрична точка та методи її визначення. Мембранна рівновага Доннана. Онкотичний тиск плазми та сироватки крові.

Біополімери – природні високомолекулярні сполуки (ВМС).

Розчини ВМС характеризуються термодинамічні властивості, це пов'язано з гнучкістю ланцюгів макромолекул, великою кількістю конформацій. У розчинах ВМС можливі асоціації макромолекул.

ВМС можуть перебувати в аморфному та кристалічному стані.

Набухання та розчинення ВМС. При контакті полімеру (ВМС) та розчинника (НМС) відбувається набухання і потім розчинення полімеру.

Набуханням називається проникнення розчинника в полімерну речовину, що супроводжується збільшенням обсягу та маси зразка. Кількісно набухання вимірюється ступенем набухання: ат = (m - m0) / m0 де m0 - початкова маса; Vo - початковий обсяг зразка полімеру; т – маса; V - обсяг набряклого зразка.

Ступінь набухання залежить від жорсткості полімерних ланцюгів. У жорстких полімерів з великою кількістю поперечних зв'язків між ланцюгами ступінь набухання невелика. (Каучуки (гуми) обмежено набухають у бензині. Додавання бензолу до натурального каучуку призводить до необмеженого набухання полімерів).

Залежність набухання від факторів:

Ступінь набухання полімеру залежить від його природи та природи розчинника. Полімер набухає краще у розчиннику, молекулярні взаємодії якого з макромолекулами великі. Полярні полімери набухають у полярних рідинах (білок у воді), неполярні – у неполярних (каучук у бензолі). Обмежене набухання аналогічно до обмеженої розчинності. В результаті утворюються колодці.

Окрім природи розчинника набухання ВМС впливають присутність електролітів, рН середовища, температура.

Ступінь набухання зменшується із збільшенням жорсткості кислот-катіонів у ряду: Cs – Rb – K – Na – Li; I - Br - Cl-F.

В'язкість (внутрішнє тертя) - міра опору середовища руху. Цю величину характеризують коефіцієнтом в'язкості η.

Ньютон для ламінарного (пошарового) перебігу рідини встановив залежність: де Р-напруга, Па; η – коефіцієнт динамічної в'язкості Па.с. dy/dt – швидкість відносної деформації.

Розчини полімерів не підпорядковуються закону Ньютона.

Для невеликих інтервалів концентрацій існує проста залежність

ηпр. = а + bс

де а, - постійні коефіцієнти.

Величина визначається експериментально і називається характеристичної в'язкістю полімеру.

Характеристична в'язкість пов'язана з молярною масою полімеру формулою Штаудінгера:

де К - коефіцієнт пропорційності, а - показник ступеня.

Формула Штаудінгера використовується при експериментальному вимірі молекулярної маси ВМС.

Осмотичний тиск л розчинів ВМС визначається теоретично рівнянням Вант-Гоффа π = cRT де - концентрація розчину.

Кожна макромолекула поводиться як сукупність кількох молекул меншого розміру. Це і проявляється у збільшенні осмотичного тиску. Для розрахунку осмотичного тиску розчинів ВМС Галлер запропонував рівняння дес - концентрація розчину ВМС, г/л; М – молярна маса ВМС г/моль; β - коефіцієнт, що враховує гнучкість та форму макромолекули в розчині.

Якщо ланка полімерного ланцюга містить іоногенну групу, полімер називають поліелектролітом. Вони розчиняються в полімерних розчинниках, електропровідні, і на їх властивостях сильно відбивається кулонівська взаємодія зарядів.

До класу синтетичних поліелектролітів, що мають широку сферу застосування, відносяться поліамфоліти. У сильнолужних середовищах (високі рН) молекули поліамфолітів набувають сумарного негативного заряду. При деякому проміжному значенні кислотності (3

Ізоелектрична точка може бути виміряна однозначно за допомогою електрофорезу, може бути використані дані набухання поліамфолітів в р-рах з разл.pH.

Онкотичний тиск – частина осмотичного тиску крові π(ВМС), створювана у ній білками(альбумін, глобулін).

Мембранна рівновага Доннана – рівність електрохімічних потенціалів частинок у лівій та правій частинах.

№9.6 Стійкість розчинів біополімерів. Висолення біополімерів з розчину. Коацервація та її роль у біологічних системах. Застуднівання розчинів ВМС. Властивості холодців: синерезис та тиксотропія.

Застуднівання. Внаслідок обмеженого набухання ВМС або часткового випаровування розчинника з розчину ВМС утворюються колодні. Студень можна розглядати як обмежено набряклий полімер або концентрований розчин полімеру.

Висолення ВМС. Ліотропний ряд іонів, :Cs - Rb - K - Na - Li; I – Br – Cl-F. характеризує вплив іонів на набухання

ВМС, має зворотну послідовність за своєю дії, що висолює.

Під висолення розуміють виділення ВМС з розчину при введенні іонів або неелектролітів.

Найменший ефект, що висолює, виявлятимуть м'які основи-аніони I і NCS - слабо гідратуються і добре адсорбуються на молекулах ВМС.

Зниження стійкості розчину ВМС спостерігається за зменшення ліофільності полімеру.

Коацервація. При порушенні стійкості розчину ВМС можливе утворення коацервату – нової рідкої фази, збагаченої полімером. Коацерват може бути у вихідному розчині у вигляді крапель або утворити суцільний шар.

Коацервація відбувається при зміні температури або складу розчину та зумовлена ​​зниженням взаємної розчинності компонентів розчину. Коацервацію використовують при капсулюванні ліків.

Студні- це гомогенні системи. При старінні гомогенність холодців порушується внаслідок синьорезису - поступового стиснення полімерної сітки (матриці) та виділення рідкої фази. Синерезис супроводжується ущільненням просторової структурної сітки та зменшенням обсягу колодця. Приклад синьорезису – відділення сироватки при згортанні крові.

На відміну від гелів холодцю не мають тиксотропію - здатність відновлювати свою структуру в часі після її механічного руйнування. У драглі, як і в розчинах, можуть протікати хімічні реакції. Швидкість дифузії іонів і молекул у колодцях залежить від концентрації колодця.

№10.1 Титриметричний аналіз. Хімічний еквівалент речовини. Молярна концентрація еквівалента речовини. Закон еквівалентів. Точка еквівалентності та способи її фіксування. Способи титрування: пряме, зворотне, опосередковане. Ацидиметрія та алкаліметрія: титранти, їх стандартизація; індикатори. Розрахунок маси та масової частки визначається речовини за даними титриметричного аналізу. Використання титриметричних методів у медицині та в біології.

Хімічні методи засновані на проведенні реакцій між зразком, що вивчається, і спеціально підібраними і приготовленими реактивами. По кількості витрачених реактивів або кількості отриманих продуктів реакції розраховують склад аналізованого зразка.

Титриметричний аналіз полягає в точному визначенні об'єму розчину хімічного реактиву з відомою концентрацією, який необхідний для повного перебігу реакції з об'ємом аналізованого розчину. Титриметричний аналіз широко застосовують у клінічних та санітарно-гігієнічних лабораторіях для аналізу крові, шлункового соку, сечі, харчових продуктів, питних та стічних вод.

Фізико-хімічні методи аналізу ґрунтуються на кількісному вивченні залежності складу – фізичні властивості об'єкта. Фізико-хімічні методи аналізу пов'язані із застосуванням складної та чутливої ​​апаратури. Перевагами цих методів є їх об'єктивність, можливість автоматизації та швидкість отримання результатів, що дає істотне підвищення продуктивності праці та розширює можливості дослідження.

Прикладом фізико-хімічного методу аналізу є визначення потенціометричного рН розчину за допомогою вимірювальних приладів потенціометрів.

У кількісному аналізі використовують різні оптичні методи. Вимірюють поглинання видимих, ультрафіолетових, інфрачервоних променів і за інтенсивністю поглинання визначають концентрацію відповідної речовини.

Хімічний еквівалент речовини - реальна або умовна частка речовини, що обмінює (приєднує) 1 однозарядний іон, або 1/2 двозарядного іона, або 1/3 тризарядного іона і т. д., або бере участь у переносі 1 електрона. Еквівалент позначається формулою 1/z X, де 1/z - фактор еквівалентності, а число z дорівнює сумарному

заряду іонів одного знака, що обмінюються структурною одиницею речовини, або числу електронів, що приймаються або віддаються структурною одиницею.

Сенс введення поняття еквівалент полягає в тому, що, за визначенням, у реакції бере участь рівна кількість еквівалентів кислоти та основи, окислювача та відновника тощо.

Закон еквівалентів - у хімічній р-ції бере участь рівна кількість речовини еквівалента речовин: n(1/z1X1) = n(1/z2X2)

Молярна концентрація еквівалента в-ва з (моль/л) – відношення кількості речовини до об'єму розчину С(1/zX) =n(1/zX)/V

Точка еквівалентності - стан системи, в якому кількість речовини еквівалента, що визначається в-ва = кількості в-ва еквівалента реагенту в доданому обсязі титранта. При досягненні точки еквівалентності титрування закінчують. Якщо точку еквівалентності досягнуто, вона виявляється різкою зміною будь-якого св-ва розчину. (Напр. Забарвлення).

Способи титрування:

1. Пряме титрування - до розчину визначається речовини безпосередньо додають титрант. Працюючи за цим методом визначення лугу необхідний стандартний розчин кислоти, визначення відновника - стандартний розчин окислювача тощо.

2. зворотне титрування - речовина спочатку реагує з точно відомою кількістю деякого реагенту, взятого в надлишку. Надлишок реагенту, що не вступив у реакцію, титрують, і результатом титрування визначається кількість реагенту, що прореагував з аналізованою речовиною.

3. замісне (непряме) титрування - проводять реакцію визначуваної речовини з деяким реагентом, взятим у не контрольованому надлишку, а потім титрують продукт реакції, який «замістив» аналізовану речовину. Зазвичай це роблять із застосування хорошої титриметричної реакції. Розрахунки у замісному титруванні проводять за звичайною формулою закону еквівалентів.

Ацидиметрія – визначення речовин (титрування) із застосуванням стандартних розчинів кислот. Можна визначати основи та солі, що вступають у незворотну взаємодію з сильними кислотами. Титрант - р-р HCl

Алкаліметрія – визначення речовин (титрування) із застосуванням стандартних розчинів лугів. Можна визначати кислоти та гідролізуючі солі. Титрант – розчин NaOH.

Стандартизація титранта – використання допоміжного титрування, визначення точної концентрації титранта. Для розчину HCl використовують декагідрат карбонату Na. Для розчину NaOH – дигідрат щавлевої к-ти.

Індикатори - метилоранж (при титрі слабкої основи сильною кислотою), ф/ф (при титрі слабкої кислоти сильною основою).

studfiles.net

Що таке штучна нирка і коли потрібна трансплантація нирки

Штучна нирка - обладнання для очищення кровоносного русла від токсинів, що утворюються внаслідок порушення обміну речовини при нирковій недостатності (гострій або хронічній). Створення обладнання для очищення крові стало справжньою революцією у медицині.

Техніка дозволила врятувати життя багатьом пацієнтам із нирковою недостатністю. Крім того, гемодіаліз проводиться за кілька місяців до того, як пацієнту здійснюється трансплантація нирки (пересадка).

Штучна нирка – огляд технології

Нирка штучна – технологія заснована на принципі гемодіалізу. Очищення низькомолекулярних токсинів крові при пропусканні через апарат відбувається за рахунок різниці між осмотичним тиском по обидва боки спеціальних фільтрів апарату.

Напівпроникна целофанова мембрана дозволяє деяким мікроелементам та мінералам (хлор, кальцій, фосфор, залізо) легко виходити назовні. Більші молекули (бактерії, білок, формені елементи крові не можуть подолати напівнепроникну мембрану. Вони залишаються в крові.

Класифікація «штучної нирки» за механізмом дії:

• Устаткування із пластинчастими мембранами;
• Апарати із комплексом трубок (до 35 мм у діаметрі).

Найдешевшим варіантом є російська технологія, заснована на системі целофанових мембран.

Після підключення пристрою кров надходить у діалізатор за допомогою насоса. Місткий бак на 110 літрів закріплюється на стіні. При русі діалізатором кров очищається за допомогою двох пластинчастих мембран і стикається з діалізуючим розчином. Потім кров направляється до інших відділень штучної нирки (вимірювач продуктивності, додаткові фільтри) і повертається по катетеру у венозну систему пацієнта.

Діалізуюча рідина повинна мати стандартизований склад:

1. Мікроелементи (натрій, калій);
2. Глюкозу.

Суміш автоматично підігрівається до температури 38 градусів Цельсія і насичується карбогеном. У цьому її кислотно-основний стан вирівнюється до 7,4. Кліренс очищення крові – у середньому близько 140 мл на хвилину (оцінюється сечовиною в сироватці).

Підключення штучної нирки здійснюється 2 способами - за допомогою артеріо-венозного або вено-венозного шунта. У першій ситуації оголюється променева артерія і до неї підключається апарат. Взяття крові проводиться через катетер.

При застосуванні 2-го методу здійснюється оголення стегнової вени. Назад кров надходить у ліктьову вену.

При необхідності багаторазового застосування штучної нирки раціональніше накласти постійний шунт, що є протезом судини. Накладається пристрій між променевою артерією та веною.

Застосування штучної нирки в медицині та її ефективність

Штучна нирка не замінює анатомічний аналог. Вона лише дозволяє продовжити життя людині або очищати кров доти, доки не буде проведено пересадження нирки (трансплантація). Застосування медичного діалізу має більш ніж вікову історію, тому виділено обов'язкові умови для обладнання:

• Безпека та простота;
• Висока ефективність очищення;
• Відмовостійкість.

Будь-яке медичне обладнання має проходити обов'язкову сертифікацію, але щодо нирки штучної вимоги досить жорсткі.

Найефективнішими апаратами вважаються моделі Кіля та Колфа. Вони мають невелику вартість, портативні, але забезпечують якісне очищення крові.

Застосування штучної нирки у медицині виправдовує себе. На третьому конгресі нефрологів публічності була доведена інформація про те, що щорічно у світі 50 тисяч людей потребує проведення діалізу (на 100 мільйонів населення).

Використання штучної нирки у людей із недостатністю нирок 2 рази на тиждень дозволяє:

1. Зберегти на порогових цифрах сечовину та креатинін крові;
2. Підтримати водно-сольовий баланс;
3. Нормалізувати кількість електролітів.

Застосування технології дозволяє врятувати життя пацієнтів у термінальній стадії захворювання. За хронічної недостатності процедура виконується протягом кількох років.

Ускладнення та протипоказання до штучної нирки

Ускладнення тривалого застосування штучної нирки:

• Тромби в артеріо-венозних шунтах (сполуках);
• Використання тефлону може спровокувати периферичну нейропатію (ураження нервів);
• Остеопороз (зниження кісткової щільності) та кальцифікація (відкладення солей кальцію) на фоні порушення обміну кальцію;
• Гіпертонія (підвищений тиск) та інфекція;
• Аменорея (відсутність менструацій) у жінок та тестикулярна атрофія у чоловіків (загибель тканини яєчок);
• Тяжка анемія (малокровість) при руйнуванні еритроцитів у трубках та мембранах апарату.

Протипоказанням до виконання діалізу є декомпенсація серця та печінки, коли в крові постійно накопичуються токсини, які не встигають переробляти печінкову тканину.

Показання до штучної нирки

Показання до встановлення штучної нирки такі:

• Колапс кровопостачання (припинення);
• Кровотечі;
• Тяжкі травми;
• Постабортна інфекція (після абортів);
• Ануричний гломерулонефрит (запалення нирок із припиненням відтоку сечі);
• Еклюзія сечових артерій (блокада).

При хронічній нирковій недостатності неодноразово застосовується гемодіаліз, що дозволяє покращити функціональність нирок.

Перед визначенням показань до проведення діалізу лікарі оцінюють стан органів дихання, серця, печінки. Крім того, обов'язкове виконання лабораторних аналізів крові.

Коли потрібне очищення нирок:

1. При збільшенні крові сироваткового азоту до 200 мг;
2. Перевищення концентрації сечовини до 400 мг;
3. Збільшення рівня калію – до 7 мекв/л;
4. Зменшення лужного резерву крові до 10 мекв на літр;
5. Водно-електролітні порушення.

Гемодіаліз не завжди дає змогу нормалізувати стан крові. Іноді після його застосування стає очевидною гостра необхідність у пересадці правої або лівої нирки.

Що таке трансплантація нирки і коли вона потрібна

Трансплантація нирки (пересадка) необхідна тоді, коли інші консервативні процедури не дозволяють утримати нормальний склад крові та сечі. При нирковій недостатності скупчення сечовини призведе до уремічної коми та загибелі організму без нормалізації детоксикаційної функції.

Щоправда, трансплантація нирки – складна процедура. Щоб її провести, необхідно ретельно підібрати орган. Пересадка можлива за таких умов:

• При сумісності донора та реципієнта;
• Збіг за HLA-системою (гістосумісність).

Вищеописані показники мають бути визначені як у донора, так і у реципієнта. Після збігу показників потрібно провести додаткові тести на сумісність нирки з тканинами пацієнта, адже за недостатньої сумісності виникне реакція відторгнення, що призведе до смерті.

Чому не можна пересадити будь-яку здорову нирку

Будь-яку здорову нирку пацієнту з нирковою патологією пересадити не можна з наступних причин:

• Негайне відторгнення виникає за годину після трансплантації;
• Гостро відторгнення з'являється через (5-21 день) після пересадки. Реакція пов'язані з тим, що у організмі виробляються антитіла, які захищають від чужорідних тканин. На жаль, трансплантована нирка може стати стороннім об'єктом;
• Хронічне відторгнення – поступове знищення нової нирки протягом кількох років.

Через наявність таких ускладнень трансплантація нирки (пересадка) не може бути проведена до виконання перехресної проби.

Що таке перехресний тест перед трансплантацією нирок

Перехресний текст перед трансплантацією проводиться визначення сумісності нирки і імунної системи реципієнта. На жаль, його не можна виконати безпосередньо перед пересадкою. Тільки після того, як нирка почне функціонувати і переробляти кров людини, можливе проведення дослідження. Позитивний результат проби може спостерігатися через 1, 2, 4 тижні та через 3 місяці. При виявленні антитіл хоча б на одному з цих термінів можна стверджувати, що нова нирка починає відторгатися.

Яка трансплантація краща

Трансплантація ділиться залежно від донора: трупний чи живий. Живий донор – особа, яка добровільно готова віддати орган іншій людині. Трупний донор – померла особа, яка вчасно видаляла орган для пересадки.

Більше переваг при живому донорстві:

• Менше реакцій відторгнення;
• Більш щадна імуносупресія (пригнічення імунних функцій);
• Можливість виконання операції у плановому порядку.

Пояснимо, що таке імуносупресія. Процедура проводиться задля придушення активності антитіл, які знищують чужорідні тканини. При цьому підвищується схильність до бактеріальних та вірусних інфекцій.

Коли протипоказана трансплантація нирки

Протипоказана трансплантація нирки у таких випадках:

• Хвороби сечостатевих органів;
• декомпенсовані стани серцевої системи;
• Злоякісні пухлини;
• Освіта тромбів;
• Цукровий діабет;
• Психічні та системні хвороби.

Існують деякі обмеження донорства нирки. Процедура можлива лише за наявності другої здорової нирки.

Протипоказано донорство за наявності гепатитів, бактеріального сепсису, ВІЛ. Вилучення органу можливе лише після того, як буде констатовано смерть головного мозку.

Трансплантація нирки є єдиним способом урятувати життя людині з термінальною фазою ниркової недостатності. Клінічні дослідження та деякі наукові розробки довели, що ризик смерті після пересадки органу високий протягом перших 100 днів після операції. Потім упродовж кількох років він зменшується на 1/2. Таких показників не можна досягти за допомогою консервативних процедур. Пересадка перед медикаментозними методами лікування більш пріоритетно.

vnormu.ru

8. Фізико-хімія поверхневих явищ

8.1. Адсорбційні рівноваги та процеси на рухомому кордоні розділу фаз. Поверхнева енергія Гіббса та поверхневий натяг. Адсорбція. Рівняння Гіббса. Поверхнево-активні та поверхнево-неактивні речовини. Зміна поверхневої активності у гомологічних рядах (правило Траубе). Ізотерма адсорбції. Орієнтація молекул у поверхневому шарі та структура біомембран.

8.2. Адсорбційні рівноваги на нерухомих межах розділу фаз. Фізична адсорбція та хемосорбція. Адсорбція із розчинів. Рівняння Ленгмюр. Залежність величини адсорбції різних чинників. Правило вирівнювання полярностей. Виборча адсорбція. Значення адсорбційних процесів для життєдіяльності. Фізико-хімічні засади адсорбційної терапії, гемосорбції, застосування в медицині іонітів.

9. Фізико-хімія дисперсних систем та розчинів ВМС

9.1. Класифікація дисперсних систем за ступенем дисперсності; за агрегатним станом фаз; за силою міжмолекулярної взаємодії між дисперсною фазою та дисперсійним середовищем. Природа колоїдного стану.

9.2. Отримання та властивості дисперсних систем.

Одержання суспензій, емульсій, колоїдних розчинів. Діаліз, електродіаліз, ультрафільтрація. Фізико-хімічні засади функціонування штучної нирки. Молекулярно-кінетичні властивості колоїдно-дисперсних систем: броунівський рух, дифузія, осмотичний тиск, седиментаційна рівновага. Оптичні властивості: розсіювання світла (закон Релея). Електрокінетичні властивості: електрофорез та електроосмос; потенціал течії та потенціал седиментації. Будова подвійного електричного шару.

Електрокінетичний потенціал та його залежність від різних факторів.

9.3. Стійкість дисперсних систем. Седиментаційна, агрегативна та конденсаційна стійкість ліозолей. Чинники, що впливають на стійкість ліозолей. Коагуляція. Поріг коагуляції та її визначення. Правило Шульце Гарді. Явище звикання. Взаємна коагуляція. Поняття про сучасні теорії коагуляції. Колоїдний захист та пептизація.

9.4. Колоїдні ПАР. Біологічно важливі колоїдні ПАР (мила, детергенти, жовчні кислоти). Міцелоутворення в розчинах ПАР. Визначення критичної концентрації міцелоутворення. Ліпосоми.

9.5. Властивості розчинів ВМС. Особливості розчинення ВМС як наслідок їхньої структури. Форма макромолекул. Механізм набухання та розчинення ВМС. Залежність величини набухання різних чинників. Аномальна в'язкість розчинів ВМС. Рівняння Штаудінгера. В'язкість крові та інших біологічних рідин. Осмотичний тиск розчинів біополімерів Рівняння Галера. Поліелектроліти. Ізоелектрична точка та методи її визначення. Мембранна рівновага Доннана. Онкотичний тиск плазми та сироватки крові.

9.6. Стійкість розчинів біополімерів. Висолення біополімерів з розчину. Коацервація та її роль у біологічних системах. Застуднівання розчинів ВМС. Властивості холодців: синерезис та тиксотропія.

10. Хімічні та фізико-хімічні методи дослідження в медицині та біології

10.1. Титриметричний аналіз. Хімічний еквівалент речовини. Молярна концентрація еквівалента речовини. Закон еквівалентів. Точка еквівалентності та способи її фіксування. Способи титрування: пряме, зворотне, опосередковане. Ацидиметрія та алкаліметрія: титранти, їх стандартизація; індикатори. Розрахунок маси та масової частки визначається речовини за даними титриметричного аналізу. Використання титриметричних методів у медицині та в біології.

10.2. Потенціометрія. Оборотні електроди першого і другого роду. Вимірювання електродних потенціалів. Електроди порівняння: водневий, хлорсрібний. Іоноселективні електроди на основі твердих та рідких мембран; їх використання для вимірювання концентрації іонів водню (скляний електрод), калію, кальцію, натрію у біорідинах. Потенціометричне титрування.

10.3. Хроматографія. Класифікація хроматографічних методів за домінуючим механізмом поділу речовин. Ідентифікація речовин на хроматограмах та їх кількісне визначення. Застосування тонкошарової, паперової, газо-рідинної, високоефективної рідинної, молекулярно-ситової хроматографії у медико-біологічних дослідженнях.

10.4. Вибрані методи аналізу. Уявлення про застосування в медицині та біології ебуліометрії, кріометрії, осмометрії, електрофорезу, кондуктометрії, віскозиметрії.

studfiles.net

Source: www.belinfomed.com

Найцікавіше:

ДЕШЕВІ ЛІКИ ВІД ГЕПАТИТУ З

Сотні постачальників везуть ліки від гепатиту С з Індії до Росії, але тільки компанія IMMCO допоможе вам купити софозбувір та даклатасвір (а також велпатасвір та ледіпасвір) з Індії за найвигіднішою ціною та з індивідуальним підходом до кожного пацієнта!

Гостра або хронічна ниркова недостатність може призвести до смерті. Стан вкрай небезпечний і вимагає негайного оперативного втручання, створення апарату – «штучна нирка» – стало єдиним порятунком для хворих із подібним діагнозом. Не змінюючи об'єм крові в організмі, гемодіалізний прилад забезпечує виведення токсичних сполук, при цьому здійснює нормалізацію водно-сольового обміну і блокує виникнення артеріальної гіпертензії.

Що являє собою установка

Медичні фахівці зазначають, що при виявленні ниркової недостатності у гострій стадії, набряку легень або обширній інтоксикації організму проводиться очищення через спеціальний фільтр, який імітує справжню мембрану нирок.

Застосування апарату виправдано, якщо нирки перестали справлятися з функцією переробки крові та виведенням шкідливих речовин із організму. При цьому кількість токсинів у тілі людини підвищується, що спричиняє загибель мозкових клітин. Відбувається це через недостатність постачання головного мозку киснем.

Кров, проходячи через апаратуру, очищається від шкідливих речовин:

• сечовина та її сполуки;
• креатинін (продукт хімічних сполук у м'язах);
• отруйні сполуки грибів та рослин;
• лікарські та наркотичні засоби;
• спиртові сполуки (метил та етил);
• зайва рідина.

Частота та тривалість процедури залежить від стадії розвитку захворювання, наскільки воно запущене. Як правило, пацієнту потрібно 2-3 сеанси на тиждень, які займають приблизно 4-5 годин. За цей час концентрація сечовини в організмі знижується на 70%, покращується стан людини загалом.

Процедура гемодіалізу

Для проведення процедури гемодіалізу за допомогою портативного апарату або стаціонарного обладнання у клініці необхідно провести попередню підготовку пацієнта. Справа в тому, що багатогодинне викачування та закачування рідини по судинах пацієнта може суттєво зіпсувати їхній стан. Як правило, кровоносні судини у таких пацієнтів вже нездорові, пристрій підвищить їх знос в рази.

Для вирішення цієї проблеми, якщо судини людини не дозволяють підключити апаратуру без шкоди для них, є кілька виходів:

• створення отвору в тілі (його формують з артерії та вени, місце розташування його зазвичай на передпліччі);
• вшивання катетера (зазвичай у пахвинній ділянці, операція проводиться під місцевим знеболюючим).

Після проведення тієї чи іншої процедури пацієнту категорично заборонені фізичні перенапруги та підняття важких предметів. Перевагою катетера, що вшитий у тіла, вважають можливість негайного його використання.

Вимірювання пульсу та тиску вважають необхідними процедурами, без яких не підключають до встановлення. Нові портативні апарати та медичне обладнання здатні зняти показання самостійно. Також людина повинна виміряти свою вагу для оцінки лікарем набряклості тканин і приблизного вимірювання об'єму рідини, що викачується.

Шлакові забруднення та токсини витісняються з організму за допомогою створення в судинах надлишкового гідростатичного тиску. Видавлюючи рідину через напівнепроникний фільтр, апарат повністю її очищає і повертає назад у судини, здорової.

Портативний апарат оснащений невеликою насосною станцією, яка постачає кров у ємність із фільтром. Вона надходить у резервуар, проходить очищення спеціальним розчином і повертається у венозну систему без шкідливих домішок. Через кілька годин роботи апарату кров пацієнта стає чистою. Повторення процедури часто проводиться через 2-3 дня. Це забезпечує нормальну життєдіяльність людини, яка страждає на ниркові захворювання.

Процедура очищення нирок за допомогою гемодіалізу призначається пацієнту, якщо органи втратили свою функціональність і працюють лише на 10-15%. Підтвердженням порушення стають прояви неприємних симптомів (блювання, нудота, швидка втома, набряклість). Апарат здатний забрати на себе частину функцій нирок, контролюючи при цьому артеріальний тиск людини та нормалізуючи водно-сольовий баланс. Виділяють ряд станів, коли необхідний гемодіаліз:

• припинення кровопостачання;
• сильні крововтрати;
• тяжкі травми;
• інфекції після абортів;
• запалення нирок із припиненням відтоку сечі;
• блокада сечових артерій.

Перед проведенням очищення лікар оцінює самопочуття пацієнта, визначає функціональність нирок, стан органів дихання, печінки, серця. Обов'язковою умовою є виконання лабораторних досліджень крові.

Принцип роботи

Апарат для гемодіалізу очищає венозну кров пацієнта від токсинів і шлаків, що накопичилися. Для цього обладнання потрібно підключити до системи вен та артерій пацієнта. За допомогою вбудованого насоса кров поступово переміщається до мембрани, зі зворотного боку надходить діалізний розчин для очищення. Відбувається прочищення крові за допомогою розчину від шкідливих речовин і вже здорова, вона надходить назад в систему.

Заправка діалізатом апаратури відбувається перед процедурою. Розчин готується наперед з урахуванням індивідуальних особливостей пацієнта. Пристрій створює склад із дистильованої води та концентрованого засобу самостійно. Після проведення процедури дію препарату оцінюють медичні фахівці за декількома показниками.

Різновиди апаратури

Прагнення покращити якість життя та не «випадати» із загального ритму, рухає всіма пацієнтами, ураженими захворюваннями нирок. Їм хочеться працювати, займатися сім'єю та домашніми турботами, не відволікаючись надовго. Для цього виробники створили пристрій - штучна портативна нирка. За допомогою цього приладу хворий проводить очищення у звичній обстановці власного будинку самостійно, вибравши потрібний час.

Проте, вартість даної апаратури висока і неприйнятна великого відсотка людей. Тому в арсеналі лікарів є ще різновиди пристроїв, що використовуються в умовах стаціонару.

Портативний апарат

Переносна штучна нирка розроблялася західними вченими і була показана світу лише 10 років тому. Головною перевагою пристрою вважають її вагу в 3,8 кг та портативну роботу від батарейок. Апаратура працює в домашній обстановці, займає 4 години і людина почувається набагато комфортніше, ніж у лікарні.

Алгоритм дії цієї установки не відрізняється від принципу роботи стаціонарної апаратури. Кров очищається через мембрану за допомогою розчину. Під'єднання відбувається через фістулу або катетер і не триває багато часу. Очищення за потреби проводиться в цілодобовому режимі.

Скільки коштує такий апарат? Сьогодні переносний пристрій ще дуже дорогий і дозволити собі купити його може не кожен.

Імплантований апарат

Незабаром імплантати стануть буденністю, зважаючи на широке застосування для пацієнтів з нирковою недостатністю, що перейшла в хронічну форму. Установка для діалізу особливо затребувана через брак донорських органів і випадків відторгнення «живих» органів, що почастішали, власними клітинами пацієнта. Це порятунок для людей, які страждають на невиліковні патології нирок.

Сьогодні американська фірма-розробник проводить дослідження обладнання за умов професійних лабораторій. Компактний пристрій виконуватиме фільтраційні функції, очищаючи нирки від шкідливих речовин, токсинів та шлаків. При цьому необхідна для роботи пристрою енергія вироблятиметься за рахунок перебігу потоку крові. Інформація про те, скільки коштуватиме подібна установка, поки не повідомляється.

Пересадка донорського органу

Хронічна ниркова недостатність лікується шляхом пересадки донорського органу від іншої здорової людини. Це хірургічне втручання, коли видаляється власний орган пацієнта, і його замінюють на нирку, що функціонує.
Як правило, замісну терапію використовують на останніх стадіях наступних захворювань:

Пересадка донорського органу здатна надовго продовжити життя пацієнта, покращити якість. Це життєво необхідна операція для дітей із вродженими проблемами нирок, оскільки постійний гемодіаліз гальмує розвиток малюка.

Оперативне втручання проводиться лише у випадках, якщо донорський орган підходить за показниками хворого. Сьогодні вкрай великий відсоток органів, що не прижилися, тому розробку штучних імплантатів вважають відкриттям, яке дозволить медицині вийти на новий рівень.

Протипоказання щодо процедури

Гемодіаліз – це необхідна процедура для підтримки життя та нормального існування великої кількості людей, які страждають на тяжкі захворювання нирок. Але використання апарату дозволено не кожному пацієнту, що виділяють ряд протипоказань:

• тяжка артеріальна гіпертензія;
• вірусні та бактеріальні інфекції у гострій формі;
• порушення згортання крові;
• туберкульоз у відкритій формі.

За умови, що захворювання загрожує життю хворого, апарат штучної нирки все одно підключається, незважаючи на одне чи відразу кілька протипоказань. Таке рішення ухвалюється, щоб продовжити життя пацієнту.

Електроніка, що носиться, не тільки полегшує виконання повсякденних завдань і відкриває нові перспективи у сфері розваг. Її внесок у розвиток медицини стає реально відчутним із появою біонічних протезів та портативних установок для гемодіалізу. Цієї осені в Сіетлі на базі Вашингтонського університету пройдуть клінічні випробування WAK - першого в світі апарату класу «штучна нирка».

Проект створено під керівництвом доктора Віктора Гура (Victor Gura) з Медичного центру Сідарс-Сінай. Втілити його допомагали співробітники Школи медицини імені Девіда Геффена за Каліфорнійського університету. Цей мініатюрний діалізний апарат досить малий та легкий, щоб носити його на ремені. Він підключається до пацієнта за допомогою катетера, дозволяючи йому рухатися і навіть працювати з мінімальними обмеженнями.

WAK - прототип штучної нирки, що носиться (фото: Stephen Brashear / hsnewsbeat.uw.edu).

Традиційно гемодіаліз виконується у стаціонарі та збирає черги на багато днів. Процедура триває до чотирьох годин, а пацієнт під час неї лежить чи сидить практично нерухомо. Безліч проблем створює брак апаратів, їхня висока вартість і великі габарити. Їх потрібно одночасно підключати до електромережі та систем подачі очищеної води, тому навіть мобільна версія має розміри з БФП. Її можна лише перевести на візку з однієї обладнаної палати до іншої, але не можна забрати додому. Показань до гемодіалізу налічується досить багато, а людям із важкими формами ниркової недостатності повторювати його доводиться регулярно.

Носіма версія WAK (wearable artificial kidney), звичайно, поступається за потужністю фільтраційних установок розміром з шафу, але і тактика її застосування пропонується зовсім інша. Компактний прилад масою всього чотири з половиною кілограми розроблявся як персональний. Він працює лише з одним пацієнтом, тому не так жорстко обмежений за часом використання. Фільтрація виконується у фоновому режимі, постійно підтримуючи безпечний рівень токсичних метаболітів у крові.

"Наша команда винайшла пристрій, який відв'яже пацієнтів від громіздких діалізних апаратів", - написав Віктор Гура на сайті університету. Радикальне зменшення габаритів стало можливим за рахунок використання нових матеріалів, гнучкої електроніки та літієвих батарей з високою густиною зберігання енергії, нещодавно випущених компанією Inspired Energy. Однак головним новаторством стала фільтраційна мембрана, структура якої дозволила знизити витрати води на порядки.

Якісь деталі її пристрою поки що не повідомляються. Відомо тільки, що вона складається з двох блоків: основного фільтра у вигляді трубки посередині пристрою і секції з трьох додаткових елементів округлої форми, що закріплюється зліва. Усі фільтри змінюються щодня із дотриманням правил асептики. Основна відмінність у об'ємах. Звичайні апарати витрачають одну процедуру гемодіалізу близько ста п'ятдесяти літрів води. Носимо версія обходиться скромним об'ємом в половину літра. Така кількість рідини вже цілком можна носити із собою.

На рівні концепції прилад було представлено ще 2009 року. Весь цей час розробники чекали на дозвіл від Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів та медикаментів США (FDA). Справа зрушила з мертвої точки лише після того, як розробники виграли конкурс медичних інновацій, влаштований самим Управлінням. Комісія визнала WAK найперспективнішим приладом серед усіх розробок, запропонованих у 32 номінаціях.

Не обійшлося в цій історії без особистих знайомств. Один із співавторів розробки професор Ларрі Кесслер (Larry Kessler) у минулому працював у FDA. Саме він допоміг команді подолати бюрократичні заслони… лише за п'ять років.

«Дослідна група працювала у тісній співпраці з FDA, щоб довести WAK до сучасного стану та підготувати його до досліджень ефективності за участю добровольців», – прокоментував доктор Кесслер.

Прискорення процедури схвалення відбулося і тому, що європейська влада виявилася більш зацікавленою у приладі. Не чекаючи офіційного схвалення на тестування приладу на батьківщині, вони дозволили провести обмежені клінічні випробування спершу в Італії, а потім і у Великобританії.

На жаль, поки що йдеться про дуже малу вибірку. На першому етапі прилади видадуть шістнадцяти пацієнтам, причому у тривалому випробуванні братимуть участь лише десять із них. Добровольці носитимуть компактну штучну нирку двадцять чотири години на добу і щодня здаватимуть кров на аналіз протягом місяця.

«Концепція переносної штучної нирки була розроблена з урахуванням багатьох даних, – пояснив директор Інституту Нефрології при Вашингтонському університеті професор медицини Джонатан Хіммельфарб (Jonathan Himmelfarb). – Серед них лабораторні дослідження, комп'ютерне моделювання та результати тестів на тваринах. Тепер у нас з'являться деякі клінічні дані».

Більш докладно про процес створення, можливості і перспективи першої в світі штучної нирки, що носиться, професор Хіммельфарб розповідає в цьому трихвилинному ролику.

Попередні лабораторні тести виглядали досить оптимістично, проте їх недостатньо для впровадження приладу у широку клінічну практику. Перш, ніж він стане звичним пристроєм для людей із нирковою недостатністю, пройдуть десятки досліджень та роки спостережень.

Якщо поточна серія випробувань виявиться успішною, команда розробників почне проектувати ще більш легку і компактну версію приладу. Наступні випробування будуть спрямовані на розробку методу постійної фонової фільтрації, який міг би імітувати природну роботу нирки. На думку авторів проекту, це не лише забезпечить більш фізіологічний режим, а й знизить обмеження дієти.

Нирки виконують дуже важливу функцію в організмі, тому що з їх допомогою очищається кров, виводиться надлишок рідини, а також нормалізується водно-лужний баланс. Припинення функціонування цього органу призводить до інтоксикації організму та смерті хворого. Щоб уникнути летального результату та покращити самопочуття людини до проведення операції з пересадки, застосовується апарат "штучна нирка".

Для чого потрібний гемодіаліз

Внаслідок різних патологій кількість функціональної ниркової тканини різко зменшується. Цей стан називається нирковою недостатністю. Існують певні фактори, що сприяють її виникненню, зокрема такі як:

• пієлонефрит;
• онкологічне захворювання;
• погіршення обмінних процесів;
• хвороби органів кровотворення

Провокує інтоксикацію організму, призводить до накопичення в крові продуктів метаболізму та токсинів, а також недостатньо гарного виведення рідини.

У такому випадку показано пересадку цього органу, проте процес очікування відповідного донора може зайняти багато часу, тому застосовується апарат "штучна нирка". Гемодіаліз допомагає продовжити життя хворого, дає можливість підтримувати нормальний стан до проведення пересадки, а також вести активне життя.

Основні види апаратів

Проводити гемодіаліз можна не тільки в умовах стаціонару, а й удома, тому що існують невеликі прилади для домашнього використання чи постійного носіння.

З функціональної точки зору відрізняється апарат "штучна нирка" лише деякими технічними характеристиками та площею мембрани. Крім того, велике значення має і рівень технологічності, тому що в сучасних пристроях розчин готується самим обладнанням згідно з наявними показниками.

Система забезпечення моніторингу досить хороша і дозволяє контролювати рівень зміни тиску чи гемоглобіну, та був самостійно коригувати склад розчину. Однак це може робити лише громіздкий апарат "штучна нирка" Dialog+, а також прилади Gambra, Baxter-1550, що використовуються в умовах стаціонару. Можливості портативних моделей, особливо тих, що розраховані на носіння на поясі, дуже обмежені.

Апарати для стаціонару

Сучасні медичні прилади для проведення гемодіалізу являють собою швидкодіючий та високоточний комп'ютер, призначений для якісного та безперервного моніторингу стану пацієнта та аналізу показників. Досить хорошим та функціональним пристроєм вважається апарат "штучна нирка" "Фрезеніус". Основною його перевагою є те, що розробники впровадили сучасне програмне забезпечення. Це дозволяє позбавити медиків постійного контролю.

Апарат "штучна нирка" 4008S може автоматично розрахувати швидкість надходження розчину, контролює дозування, стежить за рівнем гемоглобіну, а також вимірює артеріальний тиск.

Портативна побутова техніка

На даний момент широко випускають пристрої, призначені для домашнього використання. Виробники апаратів "штучна нирка" з кожним роком все більш удосконалюють свої вироби, і найсучасніші з них надягають на пояс і важать лише 4-7 кілограмів. У такому разі гемодіаліз проводиться щоденно, а тривалість процедури становить 2-4 години. Багато лікарів вважають такий метод найрезультативнішим, тому в європейських країнах він дуже поширений. Незважаючи на те, що ціна апарату "штучна нирка" для домашнього використання досить висока (від 5 тис. доларів), багато хто воліє використовувати саме цей вид виробу.

До основним переваг такого методу відноситься безпека, а також легкість застосування. Однак існують і деякі мінуси пристрою, до яких можна віднести високу вартість, а також потребу в спостереженні медичного працівника, особливо спочатку.

Функція штучної нирки

Апарат "штучна нирка" застосовується у тому випадку, якщо власний орган втрачає свою функціональність на 85-90%. Цей апарат допомагає:

• видалити із крові сечовину;
• покращити обмінні процеси;
• вивести надлишок рідини;
• контролювати кислотно-лужний баланс;
• запобігти утворенню тромбів.

Крім того, він допомагає наситити кров повітрям, що дозволяє покращити самопочуття хворого. Завдяки сучасній портативній техніці можна проводити гемодіаліз у будь-який зручний час, не виходячи з дому.

Як влаштований апарат

Принцип роботи апарату "штучна нирка" ґрунтується на тому, що прилад приймає кров від хворого, очищає її та повертає назад. Складається пристрій із 3 основних блоків, що виконують різну функцію. Блок обробки крові складається з насосів для її транспортування, системи видалення повітря, а також датчиків, що дозволяють стежити за рівнем тиску у венах та артеріях. Блок для створення розчину включає систему змішування води і концентрату. Також сюди входить система контролю рівня фільтрації та виявлення крові у розчині. Діалізатор включає мембрану, призначену для проведення гемодіалізу.

За своєю будовою пристрій може бути пластинчастим або капілярним. Пластинчасті прилади характеризуються тим, що з допомогою дуже зручно контролювати рівень фільтрації крові, і навіть вони знижують ризик утворення тромбозу.

Капілярні прилади характеризуються тим, що в них застосовується мембрана, через яку кров подається в одному напрямку, а розчин повертається діалізату, готовий для тривалого застосування.

Група вчених у 2010 році розробила апарат, що імплантується в організм хворого, і успішно застосувала його на практиці. Подібний пристрій відрізняється компактністю та не завдає незручностей. Працює воно за рахунок інтенсивного тиску крові та не вимагає електропостачання.

Принцип роботи апарату

Принцип дії апарату "штучна нирка" полягає в тому, що він підключається до кровоносної системи людини, кров із венозної системи починає переміщатися до мембрани. З іншого боку, надходить діалізний розчин для очищення. В результаті відбувається звільнення крові від токсинів. Потім очищена кров надходить назад у венозну систему.

Діалізат готується заздалегідь, з урахуванням особливостей пацієнта та його фізичного стану. Система пристрою самостійно створює розчин, використовуючи для цього дистильовану воду та концентрований засіб згідно з наявними параметрами. Після проведеної процедури оцінюється її результативність за кількома параметрами.

Проведення гемодіалізу на апараті "штучна нирка"

Очищення крові в основному проводиться 2-4 рази на тиждень. При перебігу гострої форми захворювання показано її щоденне здійснення. Сам процес контролюється доктором-нефрологом або реаніматологом і може тривати за часом від 2 до 7 годин.

Гемодіаліз проводиться в умовах стаціонару або амбулаторно у клініці. Перед процедурою необхідно зважити пацієнта, щоб визначити кількість зайвої рідини, яку необхідно вивести з організму, а також виміряти пульс та тиск. Потім пацієнт сідає у крісло, лікар вставляє у вену катетер і підключає його до апарату. Кров всмоктується в камеру діалізатора, потім проходить через систему фільтрації та повертається у очищеному вигляді назад в організм. Склад розчину та його концентрація визначаються індивідуально для кожного пацієнта.

Під час гемодіалізу хворий обов'язково має бути у спокійному стані та лежати нерухомо. Після цього вимірюють рівень вмісту сечовини.