Obecnie Hemodializa to temat, który budzi duże zainteresowanie i generuje debatę w różnych sektorach społeczeństwa. W całej historii Hemodializa był powracającym tematem, do którego podchodzino z różnych perspektyw i ewoluował w czasie. W tym artykule przeanalizujemy różne wymiary Hemodializa i jego wpływ na codzienne życie ludzi. Od swoich początków do chwili obecnej Hemodializa był przedmiotem badań, refleksji i kontrowersji, co pokazuje jego znaczenie w obecnym kontekście. Podobnie zbadamy implikacje Hemodializa w obszarach takich jak polityka, kultura, technologia i ogólnie społeczeństwo.
Urządzenie do hemodializyChory podłączony do „sztucznej nerki”Schemat mechanizmu hemodializy (opis w języku angielskim)
Hemodializa, dializa pozaustrojowa – zabieg stosowany w leczeniu zaawansowanej przewlekłej i ostrej niewydolności nerek, a także niektórych zatruć. Jego celem usunięcie produktów przemiany materii, nadmiaru wody, substancji toksycznych (np. alkoholi niespożywczych, przedawkowanych leków) z krwi pacjenta poprzez sztuczną błonę półprzepuszczalną; zabieg umożliwia także korektę kwasicy metabolicznej oraz zaburzeń elektrolitowych.
Podczas zabiegu krew jest wielokrotnie przepompowywana na zewnątrz ciała do dializatora (krew krąży pomiędzy aparatem („sztuczną nerką”) a pacjentem. Krew jest oczyszczana przepływając przez dializator), który działa jak sztuczna nerka. Hemodializa może być przeprowadzana w domu lub w ośrodku dializ[1]; w Polsce prowadzi się ją wyłącznie w ośrodkach dializ.
Hemodializa może być tymczasowa lub stała. Większość wskazań do hemodializy pokrywa się z ogólnymi wskazaniami do dializoterapii). Mimo braku jednoznacznie lepszych wyników leczenia hemodializa przerywana i pokrewne metody ciągłe są częściej niż dializa otrzewnowa używane w leczeniu pacjentów z ostrym uszkodzeniem nerek[2]. W przypadku pacjentów z przewlekłą niewydolnością nerek hemodializę zwykle wykonuje się trzy razy w tygodniu.
Przygotowanie
W przypadku dostępu czasowego – cewnika – dreny sztucznej nerki są bezpośrednio do niego podłączane; w przypadku wykształconej przetoki tętniczo-żylnej najpierw nakłuwa się żyłę w 2 miejscach, a następnie podłącza dreny. W większości przypadków nakłuwana żyła jest częścią uprzednio przygotowanej metodami chirurgicznymi przetoki dializacyjnej, obecnie najczęściej przetoka Cimino. Przygotowanie dostępu do łożyska naczyniowego (ang. angioaccess) jest skomplikowanym procesem wymagającym zabiegów na żyłach i tętnicach kończyn. Do prowadzenia adekwatnej dializy wymagany jest przepływ krwi przez nakłuwane naczynie co najmniej 200-300 ml/min. Taki przepływ jest możliwy tylko dzięki połączeniu tętnicy z żyłą, czyli wytworzeniu przetoki dializacyjnej.
Przed rozpoczęciem hemodializy konieczne jest ustawienie następujących parametrów:
szybkość przepływu krwi (tzw. obroty) – uzależniona od stanu przetoki lub cewnika, masy ciała pacjenta, czas zabiegu oraz oczekiwanej dawki dializy,
szybkość przepływu dializatu,
ultrafiltracja (UF) – ilość płynu, która zostanie odprowadzona z organizmu w trakcie zabiegu (nie powinna przekraczać 3% masy ciała pacjenta).
Hemodializator
Schemat działania dializatora kapilarowego
Podstawym elementem hemodializatorów, zwanymi też „sztucznymi nerkami”, jest błona półprzepuszczalna o odpowiednim kształcie, która oddziela przepływającą krew od dializatu[4].
Najczęściej stosowane są dializatory kapilarowe, w których błona półprzepuszczalna ma kształt cienkich rurek o średnicy około 200–300 μm i grubości ścianek 5–100 μm. Krew pacjenta przepływa w kapilarach, które są obmywane przez płyn dializacyjny. Typowy dializator o pojemności krwi 300 ml ma powierzchnię wymiany 0,9–1,9 m²[4].
Głównymi zjawiskami, które pozwalają na oczyszczanie krwi, są transport dyfuzyjny i konwekcyjny, w których cząsteczki o średnicach mniejszych niż porowatość błony przemieszczają się do obszaru o mniejszym stężeniu – dializatu[5]. Dializator pozwala także na usuwanie nadmiaru wody poprzez efekt ultrafiltracji, w którym woda porusza się do obszaru o niższym ciśnieniu – wymaga to podwyższenia ciśnienia krwi wchodzącej do dializatora[4].
Transport
Transport substancji w dializatorze można opisać za pomocą klirensu, tj. szybkości usuwania substancji z krwi, znormalizowanej do stężenia tej substancji[6].
Gdzie: Q - przepływ krwi; C - stężenie usuwanej substancji, Bi - krew na wejściu do urządzenia, B0 krew wychodząca z urządzenia
Dializat może być używany wielokrotnie, ponieważ w najgorszym wypadku nie zajdzie żaden transport cząstek. Ponowne używanie dializatu sprawia jednak, że transport substancji jest wolniejszy. Prędkość transportu opisuje wzór na dializans[6]:
Gdzie CDi - stężenie substancji w dializacie wpływającym do urządzenia[4].
Błona półprzepuszczalna
Błona półprzepuszczalna wykonana jest z materiału mającego otwory wielkości od 3 do 9 nm. Pierwsze membrany powstawały z celulozy i są stosowane do dzisiaj. Innymi materiałami są celuloza modyfikowana (trójoctan celulozy), a także materiały półsyntetyczne i syntetyczne – poliakrylonitryl, poliamid, polisulfon itp.[7]
Błony półprzepuszczalne stosowane w hemodializie nie są w stanie przepuszczać cząstek o dużych rozmiarach - komórek krwi, dużych białek, a także bakterii i wirusów. W celu usunięcia cząstek o większych rozmiarach stosuje się technologie pochodne hemodializy - hemofiltrację, dializę kaskadową, separację osocza, sorbenty, plazmaferezę lub aferezę. Technologie te stosowane są częściej w leczeniu innych chorób niż wspomaganiu lub zastępowaniu pracy nerek[7][8].
Kto może być leczony hemodializą?
Prawie wszyscy pacjenci z niewydolnością nerek mogą być leczeni hemodializą. Najważniejsze jest utworzenie skutecznego dostępu do krążenia krwi pacjenta w postaci tętniczo-żylnej i cewnika do hemodializy. Jeśli pacjent ma żyły, które są zbyt wąskie lub słabe, wykorzystuje się protezę naczyniową. Konieczne jest, aby pacjent był zdolny do tolerowania zmian w ciśnieniu oraz stężeń toksycznych produktów przemiany materii krwi[9].
Powikłania
Do powikłań leczenia nerkozastępczego metodą hemodializy lub hemodiafiltracji należą[10]:
Zespół niewyrównania (ang. dialysis disequilibrium syndrome[14][15] ) - termin określający szeroki zbiór neurologicznych objawów podmiotowych (takich jak nudności, wymioty, uczucie pobudzenia, dezorientacji, zawrotów głowy, skurczy i drżeń mięśni ) i przedmiotowych (ilościowe zaburzenia świadomości) występujących w trakcie lub krótko po procedurze dializy, najczęściej podczas rozpoczęcia leczenia przy wysokiej osmoralności wyjściowej[14]. Objawy powstają prawdopodobnie w wyniku nagłego spadku osmolarności osocza, prowadzącego do wzrostu objętości płynu tkankowego mózgowia, prowadzące do obrzęku mózgu i wzrostu ciśnienia śródczaszkowego[16].
Powikłania związane z system dializacyjnym
zwężenie dostępu naczyniowego, zablokowanie przez zakrzep, osłonkę włóknisto-nabłonkową [17], zakażenie ujścia cewnika lub zakażenie otrzewnej ( w przypadku dializ otrzewnowych)[18], wycieki płynu dializacyjnego[19]
Zespół pierwszego użycia dializatora (ang. first use syndrome[20]) - zespół objawów o charakterze nadwrażliwości na materiały używane do produkcji i sterylizacji dializatorów. Nazwa "zespół pierwszego użycia" odwołuje się do faktu, że objawy rozwijały się znacznie częściej podczas użycia nowego dializatora po raz pierwszy niż w przypadku korzystania z zregenerowanych dializatorów. Obecnie ze względów higienicznych odchodzi się od regeneracji dializatorów, zastępując je systemami jednorazowymi. Zespół bywa dzielony na dwa typy[21]:
typ A (zależne od IgE) - objawy zwykle w ciągu pierwszych 20-30 minut zabiegu; typowo świąd, pokrzywka, duszność (skurcz oskrzeli), nieżyt nosa, spadek ciśnienia tętniczego, wymioty;
typ B (zależne od układu dopełniacza) - objawy występujące później, o mniejszym nasileniu; typowo ból w klatce piersiowej lub pleców, ból brzucha
Hemodializa u dzieci
Nie ma osobnych wskazań pozwalających na zastosowanie hemodializy u dzieci o masie ciała poniżej 15 kg[22]. Brakuje też urządzeń do jej prowadzenia u noworodków i niemowląt mimo znacznej poprawy w technologii i w samym przeprowadzaniu hemodializy[22][23]. W 2014 C. Ronco i wsp. opublikowali pracę, w której opisali badania prowadzone nad urządzeniem (nazwanym po ang.cardio-renal pediatric dialysis emergency machine, w skrócie CARPEDIEM) mającym służyć do hemodializowania szczególnie małych pacjentów[22][24]. Miałoby ono służyć dzieciom np. z ostrym uszkodzeniem nerek[24].
W pierwszych 20 lat XXI w. dzieci skorzystały na znacznej poprawie zarówno technologii, jak i klinicznego zarządzania dializami. Zachorowalność podczas sesji dializy zmniejszyła się, drgawki są wyjątkowe, a epizody hipotensyjne rzadkie. Ból i dyskomfort zostały zmniejszone dzięki zastosowaniu przewlekłych cewników do żył szyjnych wewnętrznych i kremów znieczulających do nakłuwania przetoki. Nowsze urządzenia zapewniają bardziej precyzyjną kontrolę ultrafiltracji poprzez ocenę objętościową i ciągłe monitorowanie objętości krwi podczas sesji dializy. Buforowane roztwory wodorowęglanów są obecnie standardem, a dla małych niemowląt opracowano bardziej biokompatybilne błony syntetyczne oraz specjalne dializatory i rurki o małych rozmiarach. Niedawno opracowano koncepcję "ultraczystego" dializatu, tj. wolnego od zanieczyszczeń mikrobiologicznych i endotoksyn. Umożliwi to zastosowanie hemodiafiltracji, zwłaszcza z opcją on-line, która ma wiele teoretycznych zalet i powinna być brana pod uwagę w przypadku maksymalnego/niedokładnego dializatu. U dzieci hemodializa musi być zindywidualizowana i postrzegana jako "terapia zintegrowana", biorąc pod uwagę ich długotrwałe narażenie na leczenie przewlekłej niewydolności nerek. Dializa jest postrzegana jedynie jako środek tymczasowy dla dzieci w porównaniu z przeszczepem nerki[25].
↑ abcdBolesławB.RutkowskiBolesławB., AndrzejA.ChamieniaAndrzejA., ZbigniewZ.ZdrojewskiZbigniewZ., Sztuczna nerka, MarekM.Darowski, MaciejM.Nałęcz (red.), Sztuczne narządy, Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000, Warszawa: Exit, przy współpr. Polskiego Towarzystwa Inżynierii Biomedycznej, 2001, s. 226-227, ISBN 978-83-87674-25-0.
↑AnetaA.Frączek-SzczyptaAnetaA. i inni, Dializa i techniki dializacyjne, EwaE.Stodolak (red.), Laboratorium z przedmiotu implanty i sztuczne narządy, Akademia Górniczo Hutnicza, 2009, s. 140.
↑ abAndrzejA.WeryńskiAndrzejA., JacekJ.WaniewskiJacekJ., Teoretyczny opis działania membranowych wymienników masy, MaciejM.Nałęcz, MarekM.Darowski (red.), Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000., t. 3. Sztuczne narządy., 2001, s. 248-250, ISBN 83-87674-25-7(pol.).
↑ abYukihikoY.NoséYukihikoY., HisashiH.OkuboHisashiH., Blood purification, Gary E.G.E.Wnek, Gary L.G.L.Bowlin (red.), Encyclopedia of Biomaterials and Biomedical Engineering, wyd. 2, t. 1, CRC Press, 2008, s. 378 - 391, ISBN 978-1-4987-6143-7(ang.).
↑AnnaA.CiechanowskaAnnaA., DorotaD.LewińskaDorotaD., Jan M.J.M.WójcickiJan M.J.M., Plazmafereza i afereza. Zastosowanie filtrów membranowych i sorbentów., MarekM.Darowski, MaciejM.Nałęcz (red.), Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna, t. 3. Sztuczne Narządy, Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000 / pod red. Macieja Nałęcza, Warszawa: "Exit" : przy współpr. Polskiego Towarzystwa Inżynierii Biomedycznej, 2001, s. 323 - 332, ISBN 978-83-87674-25-0(pol.).
↑ abcClaudioC.RoncoClaudioC. i inni, Continuous renal replacement therapy in neonates and small infants: development and first-in-human use of a miniaturised machine (CARPEDIEM), „The Lancet”, 383 (9931), 2014, s. 1807–1813, DOI: 10.1016/S0140-6736(14)60799-6, PMID: 24856026.