Первый  же аппарат «искусственная почка», пригодный для широкого клинического применения, был создан в 1943 году В.Колффом  и X.Берком. Затем эти аппараты усовершенствовались. При этом развитие технической мысли  в этой области вначале касалось в большей степени именно модификации  диализаторов и лишь в последние  годы стало затрагивать в значительной мере собственно аппараты. В результате появилось два основных типа диализатора. Так называемых катушечных, где использовали трубки из целлофана, и плоскопараллельных, в которых применялись плоские  мембраны.

    В 1960 году Ф.Киил сконструировал весьма удачный вариант плоскопараллельного  диализатора с пластинами из полипропилена, и в течение ряда лет этот тип  диализатора и его модификации  распространились по всему миру, заняв  ведущее место среди всех других видов диализаторов. Затем процесс  создания более эффективных гемодиализаторов и упрощения техники гемодиализа  развивался в двух основных направлениях. Конструирование самого диализатора, причем доминирующее положение со временем заняли диализаторы однократного применения, и использование в качестве полупроницаемой  мембраны новых материалов. Диализатор — сердце «искусственной почки», и  поэтому основные усилия химиков  и инженеров были всегда направлены на совершенствование именно этого  звена в сложной системе аппарата в целом. Однако, техническая мысль  не оставляла без внимания и аппарат  как таковой.

    В 1960-х годах возникла идея применения так называемых центральных систем, то есть аппаратов «искусственная почка», в которых диализат готовили из концентрата  — смеси солей, концентрация которых  в 30—34 раза превышала концентрацию их в крови больного.

    Комбинация  диализа «на слив» и техники  рециркуляции была использована в ряде аппаратов «искусственная почка», например американской фирмой «Travenol». В этом случае около 8 литров диализата с  большой скоростью циркулировало  в отдельной емкости, в которую  был помещен диализатор, и в  которую каждую минуту добавляли  по 250 миллилитров свежего раствора и столько же выбрасывали в  канализацию.

    На  первых порах для гемодиализа  использовали простую водопроводную  воду, потом из-за ее загрязненности, в частности микроорганизмами, пробовали  применять дистиллированную воду, но это оказалось очень дорогим  и малопроизводительным делом. Радикально вопрос был решен после создания специальных систем по подготовке водопроводной  воды, куда входят фильтры для ее очистки от механических загрязнений, железа и его окислов, кремния  и других элементов, ионообменные смолы для устранения жесткости воды и установки так называемого «обратного» осмоса.

    Много усилий было затрачено на совершенствование  мониторных систем аппаратов «искусственная почка». Так, кроме постоянного слежения за температурой диализата, стали постоянно  наблюдать с помощью специальных  датчиков и за химическим составом диализата, ориентируясь на общую электропроводность диализата, которая меняется при  снижении концентрации солей и повышается при увеличении таковой. После этого  в аппаратах «искусственная почка» стали применять ионо-селективные  проточные датчики, которые постоянно  следили бы за ионной концентрацией. Компьютер же позволил управлять  процессом, вводя из дополнительных емкостей недостающие элементы, или  менять их соотношение, используя принцип  обратной связи.

    Величина  ультрафильтрации в ходе диализа  зависит не только от качества мембраны, во всех случаях решающим фактором является трансмембранное давление. Поэтому в мониторах стали  широко применять датчики давления: степень разрежения по диализату, величина давления на входе и выходе диализатора. Современная техника, использующая компьютеры, позволяет программировать  процесс ультрафильтрации. Выходя из диализатора, кровь попадает в вену больного через воздушную ловушку, что позволяет судить на глаз о  приблизительной величине кровотока, склонности крови к свертыванию. Для предупреждения воздушной эмболии  эти ловушки снабжают воздуховодами, с помощью которых регулируют в них уровень крови. В настоящее  время во многих аппаратах на воздушные  ловушки надевают ультразвуковые или  фотоэлектрические детекторы, которые  автоматически перекрывают венозную магистраль при падении в ловушке  уровня крови ниже заданного.

    Для некоторых больных единственным способом продлить жизнь является лечение  аппаратом «искусственная почка». Искусственная  почка представляет собой машину весом около 80 кг, которая работает как насос, принимая кровь от больного и после очистки возвращая  ее обратно.

    Очистка производится при прохождении крови  через специальное устройство - диализатор. Принцип работы диализатора заключается в следующем. Диализатор состоит из большого количества трубочек (капиллярный тип), по которым протекает кровь больного, снаружи эти трубочки омывает специальный диализирующий раствор. Стенка этих трубочек состоит из полупроницаемой мембраны, через которую методом осмоса и диффузии в диализирующий раствор поступают вредные вещества и избыток микроэлементов из крови.

    После этого диализирующий раствор  сливается и непрерывно заменяется новым.

    Процедура гемодиализа (название одной из распространенных методик очистки крови) обычно занимает от 3 до 5-7 часов, а иногда и более.

    Если  больной страдает ХПН (хронической  почечной недостаточностью), то обычно процедура гемодиализа проводится 2-4 раза в неделю постоянно. Если у  больного развилась ОПН (острая почечная недостаточность), то процедуры могут  проводиться даже ежедневно до ликвидации явлений интоксикации и восстановления самостоятельного функционирования почек.

    Процедуры гемодиализа проводятся в специальных  отделениях и центрах нефрологии и гемодиализа. Выполняет процедуру  врач-нефролог, иногда реаниматолог. Тщательно  осуществляется отбор больных для  лечения на аппарате «искусственная почка».

    Данный  метод лечения является революционным  в лечении ХПН, однако далеко не у  всех больных жизнь на гемодиализе  безоблачная. Пожизненная привязанность  к аппарату и лекарствам, тяжесть  сопутствующей патологии, а также  появление новых осложнений, связанных  с гемодиализом, создает иногда серьезные  проблемы качества жизни этих больных.

    Часто они становятся изгоями не только в своем окружении, но и среди  некоторых врачей различных специальностей, которые из-за уникальности патологии  и метода лечения не всегда информированы  об особенностях лечения этих больных.

    Больной, страдающий ХПН, получая регулярные процедуры гемодиализа, готовится  к трансплантации почки - операции пересадки ему донорской почки. В настоящее время при пересадке используются либо почки человека, который умер, либо почки близких родственников больного.

    В первом случае забор почки осуществляется в соответствии с законом о  трансплантации, у лица, только что  умершего, при этом регистрируется так называемая мозговая смерть. Т.е. забор органа разрешен только у трупа  при необратимой смерти его головного  мозга. При этом почки, как и многие другие органы, еще живы и способны вернуться к выполнению своих  функций в организме другого  человека. Недостаточно найти донорскую  почку, ее необходимо пересадить в кратчайшие сроки больному, но не каждому больному она может подойти. Необходимо соблюдение ряда условий.

    Почка должна принадлежать человеку, группа крови, резус-фактор и другие антигены крови которого должны совпадать  с таковыми у больного (реципиента), которому собираются эту почку пересадить.

    Необходимо  также соответствие по целому ряду иммунологических факторов. После того, как в условиях операционной осуществлена пересадка почки, больному назначается  большой объем лекарственной терапии.

    Основу  лечения составляют препараты, резко  подавляющие иммунную (защитную) систему  больного, так называемые иммуносупрессанты. Они назначаются для того, чтобы  не произошло отторжения трансплантированной  почки. Ведь в организме каждого  человека существует система распознавания  чужих органов и тканей. Если ее не подавить, то трансплантат отторгнется  и перестанет функционировать.

    Как долго принимаются иммуносупрессанты? Пожизненно. Столько, сколько живет  трансплантат в организме больного.

    Как Вы можете понять из всего выше написанного, «искусственная почка», или гемодиализ, в некотором роде заменитель наших  родных почек (врачи прибегают к  этому методу, когда почки не хотят  работать), но постоянная жизнь с  зависимостью от этой процедуры очень  тяжела и несёт очень много  проблем для человека. То же можно  сказать о людях, перенесших трансплантацию.

    Аппараты  «Искусственная почка» работают уже  довольно давно и успешно применяются  медиками. Еще в 1837 году, изучая процессы движения растворов через полупроницаемые  мембраны, Т. Грехен впервые применил и ввел в употребление термин «диализ» (от греческого dialisis — отделение). Но лишь в 1912 году на основе этого метода в США был сконструирован аппарат, с помощью которого его авторы проводили в эксперименте удаление салицилатов из крови животных. В  аппарате, названном ими «искусственная почка», в качестве полупроницаемой  мембраны были использованы трубочки из коллодия, по которым текла кровь  животного, а снаружи они омывались  изотоническим раствором хлорида  натрия. Впрочем, коллодий, примененный  Дж. Абелем, оказался довольно хрупким  материалом и в дальнейшем другие авторы для диализа пробовали  иные материалы, такие как кишечник птиц, плавательный пузырь рыб, брюшину  телят, тростник, бумагу…

    Для предотвращения свертывания крови  использовали гирудин — полипептид, содержащийся в секрете слюнных  желез медицинской пиявки. Эти  два открытия и явились прототипом всех последующих разработок в области  внепочечного очищения.

    Каковы  бы не были усовершенствования в этой области, принцип пока остается одним  и тем же.

    Для предотвращения свертывания крови  используют антикоагулянты — лекарственные  вещества, уменьшающие свертываемость крови. В этом случае происходит выравнивание концентраций низкомолекулярных соединений ионов, мочевины, креатинина, глюкозы, других веществ с малой молекулярной массой.

    При увеличении пористости мембраны возникает  перемещение веществ с большей  молекулярной массой. Если же к этому  процессу добавить избыточное гидростатическое давление со стороны крови или  отрицательное давление со стороны  омывающего раствора, то процесс переноса будет сопровождаться и перемещением воды — конвекционный массообмен.

Искусственное легкое или оксигенатор

    «Искусственное  легкое» представляет собой пульсирующий насос, который подает воздух порциями с частотой 40—50 раз в минуту. Обычный  поршень для этого не подходит, в ток воздуха могут попасть  частички материала его трущихся частей или уплотнителя. Здесь, и  в других подобных устройствах используют мехи из гофрированного металла или  пластика — сильфоны. Очищенный и доведенный до требуемой температуры воздух подается непосредственно в бронхи.

     Искусственное легкое или оксигенатор - устройство, временно заменяющее функция  легких человека. Оксигенатор вместе с насосом, перекачивающим кровь, является основным компонентом аппарата искусственного кровообращения.

     Первые оксигенаторы, которые использовались в пятидесятых годах двадцатого века, были сделаны из стекла и стали, использовались многократно и работали на принципе прямого смешения крови  и кислорода. Все это приводило  к существенным повреждениям крови  и развитию осложнений.

     Современные оксигенаторы, подобно  нормальным легким, разделяют кровь  и воздух при помощи мембраны. Эти  одноразовые устройства предельно  надежны и обеспечивают полную безопасность пациентам.

    Применяется совместно с насосами, которые  поддерживают кровообращение в организме  больного во время операций на открытом сердце с помощью аппарата искусственного кровообращения, или для улучшения кровообращения в организме больного, страдающего заболеваниями сердца или лёгких, при которых содержание кислорода в крови значительно снижается.