История на диализното лечение

1. История на диализното лечение Доц. д-р А. Стоянов Медицински Университет – Варна

2. Хемодиализа – от Томас Греъм до Джак Чимино

3. Томас Греъм „Кръстник” на диализата е шотландския химик Томас Греъм от Универитета в Глазгоу. През 1854 г. той установява, че колоидни и кристалоидни вещества, разтворени в течности, може да бъдат разделени чрез дифузия през полупропусклива мембрана (пергамент). Той нарича това явление „диализа”.

4. Ричард Брайт • Петнадесет години преди Т. Греъм в Единбург Ричард Брайт описва клиничните прояви на бъбречната недостатъчност.

5. През 1914 г.Д. Абел, Л. Раундтрии и Б. Търнър провеждат в Балтимор първата хемодиализа на кучета с апарат „Виви-дифузия“, наречен по-късно „изкуствен бъбрек”. • Като мембрана използват колодий, а като антикоагулант (противосъсирващо вещество) – хирудин, извлечен отпиявици.

6. Джей Маклин • През 1916 г. Джей Маклин, студент по медицина открива хепарина – ново противосъсирващо вещество, което не е токсично и се дозира сравнително лесно. • Маклин работи във физиологичната лаборатория на болницата „ Джон Хопкинс” в Балтимор. Той извлича хепарина от черния дроб на кучета и описва неговите противосъсирващи свойства.

7. Първа хемодиализа при човек – Георг Хаас • През 1924 г. в Университета в Гисен, Германия, Г. Хаас провежда първата хемодиализа на мъж в уремия. Използвана е мембрана от колодий и пречистен хирудин като противосъсирващо вещество. • Поради токсичните свойства на хирудина в по-късните си опити Хаас използва хепарин. • През 1928 г., разочарован от неуспешни резултати, Г. Хаас спира проучванията си. Benedum J.  Pioneer of dialysis, George Haas (1886-1971).  • Med Hist 14:196-217, 1979

8. Вилем Колф • В началото на 1940 г. по време на немската окупация на Холандия в болницата в Кампен работи д-р Вилем Колф. Особен интерес за него представляват болните с остра бъбречна недостатъчност. • През 1943 г. той конструира изкуствен бъбрек с въртящ се барабан и диализна мембрана от целофан.

9. Диализатор на Колф 20 метратръбa от целофан e увитa около барабан, който се върти частично потопен във вана със 70 литра диализен разтвор (физиологичен разтвор). През тръбата протича кръвта на пациента. При тази система през целофановата мембрана често са преминавали частици от кръвта в диализния разтвор и обратно.

10. Диализатор на Колф

11. Начало на лечението с изкуствен бъбрек • Първото съобщение за подобрение на болен след хемодиализа е от Г. Колф и Х. Берк през 1943 г. • Това съобщение може да се приеме като начало на модерното лечение с изкуствен бъбрек – хемодиализа. • През 1946 г. Колф издава своя класически труд „Нови пътища за лечение на уремията”, който става първото в света ръководство за лечение на болни с хемодиализа. Kolff WJ, Berk HTJ.  The artificial kidney: A dialyzer with a great area. Acta Med Scand 117:121-134, 1944

13. Развитие на хемодиализата • През 1947 г. Нилс Олвал (Лунд, Швеция) разработва вертикален стационарен барабанен диализатор с циркулиращ около мембраните диализен разтвор. • През 1948 г. Скегс-Леонардс разработва плосък диализатор с успоредни мембрани и прилага принципа на противоток (кръв – диализен разтвор). Alwall N.  Therapeutic and diagnostic problems in severe renal failure. Stockholm: Scandanavian University Books, 1963, 2, 11.

14. Диализатор на Нилс Олвал

15. Плосък диализатор на Скегс-Леонардс с успоредни мембрани

16. След Втората световна война хемодиализата започва постепенно да се прилага по-широко при остра бъбречна недостатъчност, особено в Съединените щати и Западна Европа. • По време на войната в Корея (1952 г.) широко се използват апаратите на Колф – Бригам (Kolff-Brigham). Военният лекар полковник Пол Тешан провежда чести диализи на тежко ранени войници с хиперкалиемия след масивни кръвопреливания. Приложението на хемодиализата се оказва успешно.

17. Изкуствен бъбрек на Колф – Бригам

19. Развитие на хемодиализата Kolff & Graham: 1956 По-късно Колф разработва диализатор, при който мембраната под форма на тънка тръбичка е увита като бобина около твърда сърцевина (coil dialyzer).

20. Съдов достъп • Основен проблем за провеждане на хемодиализа като дълготрайно лечение се оказва липсата на постоянен съдов достъп при всяка диализа се налага да се пунктират (бодат) периферна артерия и вена. • Дългосрочна диализа поради хронична бъбречна недостатъчност е била невъзможна. Ако пациентът не показвал признаци на възстановяване, диализата е била прекъсвана.

21. Съдов достъп • През 1948 г. Нилс Олвал тества стъклени канюли (тръбички) за свързване на артерията и вената между сеансите на хемодиализа. Опитите са преустановени, защото кръвта в канюлите често се съсирвала, а при използването на хепарин като антикоагулант имало случаи на кървене. Друг проблем е била инфекцията около канюлите. • През петдесетте години на XX век Франк Парсънс и Кристофър Благ пробват пластмасови канюли, но отново неуспешно (съсирване и кървене).

22. Шънт на Скрибнер Успешен съдов достъп, годен за многократно използване (артерио-венозен шънт от тефлон), за пръв път е приложен на 9 март 1960 г. в Университетската болница „Вашингтон” в Сиатъл от Белдинг Скрибнер и Уейн Куинтън. Този съдов достъп е известен като шънт на Скрибнер. Quinton W, Dillard D, Scribner BH.  Cannulation of blood vessels for prolonged hemodialysis.  Trans ASAIO 6:104-107, 1960

23. Шънт на Скрибнер • Първият пациент, при който е приложен артерио-венозен шънт (AV-шънт) от тефлон, е 39-годишният Клайд Шийлдс. Той е първият пациент с хронична бъбречна недостатъчност и продължава да провежда хронична хемодиализа още 11 години. • AV-шънтът по-късно е подобрен, като за материал е използван силикон (Silastic).

24. Хронична хемодиализа • Вторият болен на хронична хемодиализа е Харви Гентри (23 г.). AV-шънтът е имплантиран също през месец март 1960 г. • Осем години по-късно на пациента е трансплантиран бъбрек от майка му. Умира след 27 години (1987 г.) от сърдечен инфаркт, докато играе голф.

25. Диализатор на Киил Недостатъците на диализатора на Колф включват: голям обем на запълване, трудно сглобяване, изтичане на кръв по време на хемодиализата. Тези проблеми са решени от д-р Фредерик Киил от университетската клиника в Осло.

26. Диализатор на Киил • През 1960 г. Ф. Киил внедрява изкуствен бъбрек, който е подобен на диализатора на Скегс-Леонардс. • Устройството притежава по-голяма работна повърхност, по-малък обем на запълване и се обслужва сравнително лесно. • За пръв път е въведена мембрана от купрофан с по-добри качества от използваните дотогава материали. Kiil F.  Development of a parallel flow artificial kidney in plastics.  Acta Chir Scand Suppl 253: 140-142, 1960

27. Диализатор на Киил

28. Диализен апарат от средата на 60-те години Апарат Drake Willock с диализатор на Киил

29. Развитие на диализаторите • В средата на 50-те на XX век години фирмата „ Гамбро” започва в Европа производство на плоски диализатори с успоредни мембрани за еднократна употреба. Днес тези модели диализатори не се използват.

30. Развитие на диализаторите • По съвършените и широко разпространени сега капилярни диализатори са разработени в САЩ още през 1956 г. Те се отличават с малък вътрешен обем и голяма повърхност на мембраните. Капилярен диализатор от 1964 г.

31. Съвременни капилярни диализатори за еднократна употреба

32. Артерио-венозна фистула • През 1964 г. е следващият голям пробив в областта на съдовия достъп за хронична хемодиализа. Джек Чимино заедно с Майк Бреша и Кен Aпeл конструират хирургично артерио-венозна фистула (AV-фистула) и провеждат първата диализа с такъв съдов достъп. Brescia M, Cimino JE, Appel K, Hurwich BJ. Chronic hemodialysis using venipuncture and a surgically created arteriovenous fistula. N Engl J Med 275:1089–1092, 1966 Д. Чимино, К. Aпел и М. Бреша 

33. Артерио-венозна фистула

34. Артерио-венозна фистула • Артерио-венозната фистула значително намалява усложненията, характерни за AV-шънтовете, и до днесостава основен съдов достъп при болните на хронична хемодиализа.

35. Развитие на хемодиализата – диализни апарати

36. Всяка година броят на пациентите на диализа нараства с около 7 %. • В световен мащаб решаването на проблемите на тези пациенти е както медицинско, така и социално предизвикателство.

38. Перитонеална диализа -основоположници

39. През 1740 г. д-р Кристофър Уоруик и преподобният Стивън Хейлс описват пред Кралското медицинско общество в Лондон лечение на пациентка с асцит (излив в коремната кухина). Те вливат през кожена тръба смес от Бристолска вода и червено вино в корема на болната. Процедурата е била проведена два пъти и преустановена поради тежката реакция на пациентката.

40. През 1877 г. Г. Вегнер съобщава за перитонеален лаваж (промиване на коремната кухина с течност) и за установена способност на перитонеума да абсорбира различни вещества. През 1895г. Е. Старлинг и  A. Тюби първи описват способността на различни осмотични разтвори да извличат течности от коремната кухина. М. Розенбург през 1919 г. установява, че течността в перитонеалната кухина съдържа еднакво с кръвта количество урея.

41. Ученият, допринесъл изключително много за теорията и практиката на перитонеалната диализа, е Георг Гантер (Германия). През 1923 г. той публикува първите си проучвания при опитни животни и отбелязва благопрятното повлияване при тях от проведените диализи.

42. Георг Гантер • Основната част от проучванията си Гантер извършва във Вюрцбург. Той търси начин за провеждане на диализа в коремната кухина на пациента, без да използва противосъсирващо вещество (тогава е бил използван токсичния хирудин, извлечен от пиявици).

43. Георг Гантер • Гантер провежда първата перитонеална диализа (ПД) при пациентка с бъбречна недостатъчност след раждане. • През игла и гумена тръба той вкарва в коремната кухина 1 – 3 литра физиологичен разтвор, който престоява от 30 минути до 3 часа. Биохимичните показатели на болната показват значително подобрение.

44. Гантер формулира основни правила при лечение с перитонеална дализа, които са валидни и днес: • Необходим е добър достъп до коремната кухина (с игла вливането на разтвори е сравнително лесно, но трудно се източва влятата течност). • Необходими са стерилни разтвори за избягване на инфекции. • Извличането на течности от организма става чрез добавяне на глюкоза в диализния разтвор. • Количеството на влятия разтвор и времето на престоя му в коремната кухина, определят степента на очистване на организма от отпадните вещества. 

45. Трейси Путнам • Също през 1923г. д-р Путнам, асистент – патолог в болницата „Джон Хопкинс”, Балтимор, публикува задълбочени изследвания върху опитни животни за свойствата на перитонеума като диализна мембрана. • Путнам измерва дифузията на различни вещества от кръвта през перитонеума към диализния разтвор в коремната кухина. • Най-вероятно никой от двамата учени не е знаел за проучванията на другия. • Т. Путнам впоследствие преустановява проучванията си за перитонеалната диализа и започва да се занимава с болести на нервната система.

46. Голям стимул за използването на диализа при уремия е работата на В. Колф и неговия първи изкуствен бъбрек, конструиран през 1943 г. Много изследователи започват да търсят и други алтернативни на методи на диализа.

47. П. С. Коп • П. С. Коп е сътрудник на Вилем Колф в Холандия през средата на 40-те години. Коп насочва вниманието си към перитонеалната диализа. Той създава система, която използва гравитацията за вливане на диализния разтвор в перитонеалната кухина на пациента. Използва части, удобни за стерилизация: порцеланови контейнери за диализния разтвор, тръбички от латекс и голям стъклен перитонеален катетър. Екипът на Коп лекува 21 пациенти с остра бъбречна недостатъчност, от които 10 напълно се възстановяват.

48. Х. Франк, А. Селигман и Д. Файн Х. Франк, А. Селигман и Д. Файн от болницата „Бет Израел” в Бостън, съобщават за успешно използване на перитонеален лаваж при пациенти с остра бъбречна недостатъчност. Те използват система подобна на тази на П. Коп – големи бутилки със стерилен разтвор, който вливат и дренират през два катетъра.

49. Х. Франк, А. Селигман и Д. Файн • През 1946 г. те описват перитонеална диализа на жена с остра бъбречна недостатъчност след прием на сулфонамиди. Лечението е успешно и пациентката се възстановява. • До 1948 г. са лекувани общо 18 пациенти, но от тях оцеляват само 4.

50. Артър Гролман През 1952 г. А. Гролман извършва перитонеална диализа на опитни животни (кучета). Той използва еднолитрови банки с диализен разтвор, свързани с гъвкави тръбички и полиетиленови перитонеални катетри. Катетрите са със странични дупчици за по-добро оттичане на диализния разтвор. Подобен дизайн и досега се ползва при перитонеалните катетри.