Портативный диализный аппарат

Она облегчит жизнь пациентов

В Зеленоградском инновационно-техническом центре завершаются опытно-конструкторские работы по созданию "портативной почки". Изобретение претендует на настоящий прорыв в медицине. Нашим учёным и инженерам удалось создать компактный и мобильный аппарат для гемодиализа.

Всевозможные колбы, трубки и приборы, по сути, имитируют человеческий организм. На нем тестируют портативную "искусственную почку". На лабораторных животных эксперименты уже проведены и признаны успешными, передает ТВ Центр.

"Мешок – это брюшная полость. Заливается литр нашего модельного раствора в эту полость, ставится в термостат. В термостате поддерживается температура 37-38 градусов, как в человеке", – рассказывает научный сотрудник, инженер МИЭТ Анастасия Бакланова.

Первый аппарат для гемодиализа – то есть очистки крови от токсинов – был разработан в далеком 1913-м году в США. Спустя сто лет в Зеленограде ученые создали прорывную технологию на стыке медицины, физики, химии, и программирования. В каждом направлении – не просто шаг, а скачок вперед. Жизненно необходимое устройство теперь может повсюду сопровождать человека с болезнью почек. И помещается прибор в небольшой рюкзак.

В технологическом центре – своеобразная выставка "искусственных почек". Эти массивные аппараты для гемодиализа можно разве что перекатывать на колесах. На контрасте: новое устройство весит около 5 килограммов. Но в идеале, должно быть еще легче.

Состоящий из насосов и клапанов аппарат закачивает диализный раствор в брюшную полость пациента через катетеры. В отличие от прежних устройств жидкость с выведенными токсинами может рециркулировать: её очищает специальный модуль. Устройство управляется через приложение на смартфоне, оно контролирует температуру, давление человека, а также дает тревожный сигнал, если показатели отклоняются от нормы.

"Мы планируем упростить эту систему так, чтобы первое подключение проходило с помощью специалиста как это обычно бывает при домашнем диализе. Когда специалист объясняет пациенту последовательность действий, как он должен обрабатывать руки, чтобы не занести инфекцию. И чтобы после тренировочного курса пациент имел возможность работать с этой системой самостоятельно", – объясняет научный сотрудник Зеленоградского инновационно-технического центра Борис Путря.

Только в Москве, по данным медиков, около 4 с половиной тысяч пациентов нуждаются в регулярном диализе. Кто-то проходит процедуру на протяжении нескольких месяцев в ожидании пересадки почки. Кто-то привязан к аппаратам десятилетиями – каждую неделю под капельницей не менее 12 часов. Специалисты убеждены, изобретение российских ученых, в первую очередь, будет востребовано молодыми работоспособными пациентами.

"Основным страхом которых являются многочасовые лежания и устрашающий вид коробок с диализирующими веществами. Наверное, тот новый пласт пациентов, которые стоят на пороге заместительной почечной терапии, – оптимальное будет внедрение в качестве заместительной почечной терапии вот этих портативных устройств", – говорит врач-нефролог отделения "Искусственная почка" Клиники имени Е.М. Тареева Агунда Кучиева.

Опытно-конструкторские работы над портативной почкой должны завершиться уже в этом году. После этого начнутся клинические испытания. В случае их успеха, аппарат запустят в массовое производство.

Егор Киселёв, Михаил Бахтияров, Никита Филиппов. "ТВ Центр".

Ежегодно от отказа почек умирает больше людей, чем от рака молочной железы или простаты. Чтобы как-то поддержать жизнь людей, страдающих от такого заболевания, сегодня используют технологию гемодиализа. Гемодиализ — это разработанная еще в середине прошлого века медицинская методика, позволяющая очистить организм человека от токсичных веществ без задействования почек. В её основе лежат простые и известные всем со школьного курса процессы диффузии и передачи энергии поточным способом. Сегодня для удаления из кровяного русла токсичных веществ, отходов, солей и избытка жидкости при острой или хронической почечной недостаточности используют специализированные устройства – гемодиализные аппараты, в которых очистка крови происходит при пропускании ее через полупроницаемую пористую мембрану. Эта процедура, выполняемая обычно в больнице, как правило трижды в неделю по нескольку часов, очень утомительна для пациентов и работает только тогда, когда человек подключен к этому аппарату.

В 1960-х годах кардиостимулятор был размером с микроволновую печь, а аппарат для диализа – с холодильник. Сегодня кардиостимулятор по своим размерам похож на таблетку, а аппарат для диализа – все еще на холодильник. Хотя и здесь начались революционные изменения, появились более портативные системы, стали разрабатываться устройства, позволяющие проводить диализ прямо на дому у пациентов. В нашем обзоре мы вкратце расскажем об этих инновациях.

Аппараты для гемодиализа

Tablo

Американская компания Outset Medical разработала диализный аппарат, получивший название Tablo, который действует как потребительское устройство, поэтому почти любой человек, пройдя небольшой тренинг, может научиться самостоятельно проводить диализ. Благодаря автоматизации различных процессов, количество отдельных операций, которые пользователь должен осуществить, уменьшено более, чем наполовину, по сравнению с существующими профессиональными системами. Большой сенсорный дисплей имеет интуитивно понятный интерфейс, который с помощью анимации и пошаговых инструкций позволяет пользователю пройти через весь процесс диализа.

При этом нет необходимости использовать дистиллированную воду, поскольку Tablo подключается к водопроводному крану и самостоятельно фильтрует воду до нужной чистоты. Система также производит собственный диализный раствор, еще более упрощая обслуживание и применение устройства.

За счет использования автоматизации на основе сенсоров, беспроводной передачи данных и сенсорного интерфейса, устройство может работать как аппарат на самообслуживании, т.е. пациенты могут включать и контролировать свое лечение самостоятельно, не завися от медицинского персонала. Это позволяет снизить затраты в этой сфере, исторически требующей постоянного участия персонала и использования разнообразного дорогого оборудования

Устройство уже прошло все этапы тестирования и разрешено американским регулятором отрасли к применению в домашних условиях.

AWAK PD

Компания AWAK Technologies выпустила носимую систему перитонеального диализа AWAK Peritoneal Dialysis (AWAK PD), в которой используется собственная запатентованная технология сорбента.

При перитонеальном диализе проводится очистка крови, причем в качестве мембранного фильтра используется брюшина самого пациента. То есть раствор для перитонеального диализа вводят через постоянную трубку в брюшную полость, и там же происходит процесс очистки. Жидкость остается в брюшной полости в течение определенного периода времени, прежде чем она будет слита и утилизирована.

Это первое в мире подобное устройство в значительной мере изменило режим проведения перитонеального диализа. Система AWAK позволяет проводить диализ "на ходу", преодолевая проблему долгих часов терапевтической процедуры и необходимости подключения к крупногабаритным аппаратам диализа.

Преимуществом этой системой является тот факт, что его можно использовать для детей.

AMIA

Еще одна автоматизированная система перитонеального диализа, которую разработала компания Baxter, предназначена для использования на дому у пациента и имеет облегчающее эту процедуру управление, например, голосовые инструкции, сенсорную панель для ввода команд, а также двунаправленные телемедицинские возможности для обеспечения удаленной помощи пациенту. При этом используется облачная телемедицинская платформа Sharesource, с помощью которой врач может отслеживать и управлять проведением процедуры диализа дома у пациента.

В системе применяется диализатор Baxter Revaclear, который использует трехслойную мембрану из полиэфирсульфона и предназначен для лечения хронической и острой почечной недостаточности.

Существует еще несколько аналогичных систем, которые находятся в разной стадии разработки. С ними вы, в частности, можете ознакомиться в обзоре "Цифровые и мобильные технологии в сфере урологии".

Искусственная почка

Носимая искусственная почка

Разработанная еще в 2014 году в Медицинском центре Седарс Синай (США), носимая искусственная почка весит всего 5 кг и носится на уровне талии на поясе. Она в непрерывном режиме очищает кровь от токсинов, обеспечивая пациентов недостижимой ранее свободой от необходимости каждую неделю проводить несколько часов привязанными к гемодиализному устройству.

Носимая искусственная почка, в сущности, представляет собой разобранную традиционную диализную машину, которая переделана таким образом, чтобы ее можно было носить на ремне, надетого вокруг талии. Главное отличие заключается в том, что новая диализная машина включает в себя фильтрующую систему, которая исключает необходимость постоянно добавлять очищенную воду в устройство.

Питание всей системы осуществляется от батарей, что делает ее полностью мобильным терапевтическим устройством.

Носимая искусственная почка уже прошла испытания с участием 7 пациентов и в настоящее время модифицируется с целью прохождения сертификации регулирующих органов.

Сейчас устройство требуется еще несколько доработать, чтобы избежать возникновение пузырей двуокиси углерода, с чем столкнулись во время тестирования. Кроме того, система использует катетер, который, как известно, может быть источником инфекций, и здесь также необходимы дополнительные исследования, хотя разработчики и так используют разные методы, предотвращающие закупорку катетера и появление инфекции.

Имплантируемая искусственная почка

Имплантируемая искусственная почка – является альтернативой гемодиализу и другим внешним носимым устройствам, которые держат пациента "на привязи" или существенно снижают его мобильность. При этом, в отличие от имплантации живой почки, при установке этого устройства пациенту нет необходимости применять иммуноподавляющие лекарства, чтобы предотвратить отторжение.

Американские исследователи Калифорнийского университета из Сан-Франциско и университета Вандербильта разработали имплантат iHemo размером с кофейную чашку, который способен выполнять функции почки и стать великолепным решением для пациентов с хроническим заболеванием почек.

Имплантат состоит из двух компонентов – фильтров, которые разделяют различные субстанции в крови, и "биореактора", который переносит их либо опять в кровь, либо в мочевой пузырь для удаления из тела. Эти устройства помещены в прочный корпус, покрытый пленкой из материала, который безопасен для использования внутри нашего тела. Имплантат соединен трубками с расположенными рядом венами и мочевым пузырем. Питание устройство получает за счет давления крови пациента и этот прибор не требует использования внешних трубок или кабелей, которые сегодня ассоциируются с носимой искусственной почкой.

Искусственная почка сначала пропускает кровь через многослойный силиконовый фильтр, который удаляет отходы, а затем через "биореактор", сделанный из выращенных в лаборатории клеток почки. Эта система возвращает в кровь полезные соли, сахар и воду примерно так же, как это делает настоящая почка.

Очищенная кровь возвращается в систему кровообращения через вены, подключенные к имплантату, а отходы перемещаются в мочевой пузырь через соответствующую трубочку.

Первые испытания эффективности и работоспособности этой системы на людях должны начаться в ближайшее время. Планируется, что они продлятся порядка двух лет, после чего можно ждать сертификации регуляторов и вывода устройства на рынок.

Еще одна компания, Qidni Labs, создает полностью имплантируемую искусственную почку, которая использует систему нанофильтрации для имитации функции органа. Разработанный специалистами фирмы прототип уже хорошо зарекомендовал себя при имплантации в свиней.

Фильтр устройства изготавливается из ультратонких мембран кристаллического кремния, которые покрываются биосовместимым материалом, чтобы не провоцировать иммунную реакцию. Сегодня такие кремниевые мембраны могут производиться в массовом порядке с размерами пор от 5 до 20 нанометров – достаточно большими, чтобы пропускать частицы отходов, но слишком маленькими для кровяных клеток.

По утверждению разработчиков это устройство будет непрерывно фильтровать кровь пациента в течение многих лет, не требуя обслуживания и очистки, что позволит навсегда освободить пациента от аппаратов диализа.

На базе этой технологии компания также планирует выпустить носимый миниатюрный диализный аппарат, который, по видимости, появится на рынке раньше имплантируемого устройства.

В настоящее время Qidni Labs тестирует свои устройства и, если все пойдет по плану, разработчики ожидают, что эти приборы выйдут на рынок через четыре-пять лет.

Сейчас проект находится на доклинической стадии. Первые тесты планируется завершить в середине следующего года, после чего начнется процесс тестирования на людях.

Гемодиализ на дому – это возможность проведения процедуры очистки крови с применением специальных переносных или портативных аппаратов именно в домашних условиях. Любой аппарат для выполнения гемодиализа сконструирован и функционирует по системе “искусственная почка”, в том числе и аппарат для проведения самого гемодиализа на дому. Однако с помощью последнего очищение крови выполняется в удобных и комфортных условиях для больных, что, безусловно, облегчает им необходимость лечения.

В чём плюсы выполнения данной процедуры на дому

Гемодиализ в домашних условиях – это оптимальное решение для пациента, когда проведения очистки крови представляют собой постоянную необходимость для поддержания здоровья и даже жизни пациента, особенно когда это связано с хронической почечной недостаточностью либо при развитии самой острой почечной недостаточности. При данных состояниях лишь аппараты “искусственная почка” способны помочь в этом.

Конечно, когда речь идёт об острой почечной недостаточности, то есть необходимость находиться в условиях именно больницы под наблюдением врачей и выполнять все назначаемые процедуры, в основе которых лежит очищение крови. Но при хронической почечной недостаточности такое очищение крови необходимо выполнять от 1 до 3 раз в 1 неделю и даже до 5-7 раз в 1 неделю. И это конечно сказывается на возможность самих больных работать и проводить своё свободное время так, как им удобно.

В связи с этим и выпускают специальные портативные аппараты или система “искусственная почка”, которые дают возможность проведения данной процедуры и всего лечения не в медицинском центре, а у себя дома.

Для большинства больных это не только позволяет экономить время на дорогу до больницы и обратно, но также и даёт возможность не отрываться от своего графика работы, так как длительность данной процедуры по очистке крови составляет порою до нескольких часов. К тому же для пациента намного уютнее проводить этот этап лечения почки дома, это не заставляет нервничать и волноваться. К тому же после процедуры диализа необходимо некоторое время опять же находиться в центре.

Гемодиализ дома: есть ли минусы

И в действительности всё не так просто и гладко в отношении данной процедуры лечения при выполнении её в домашних условиях.

1. Необходим специальный портативный аппарат или система для гемодиализа, система очистки воды, установленная в доме, и кресло, где пациент имеет возможность находиться во время диализа. Также важно заметить, что такие аппараты стоят достаточно дорого и во многих странах СНГ они не зарегистрированы, а это означает, что очищение крови именно на дому проводить запрещено.
2. Перед тем, как осуществлять такое очищение крови самостоятельно в домашних условиях необходимо пройти подробный курс обучения этому, который проводит врач, ознакомиться с правилами хранения всех ёмкостей, диализата (диализирующий раствор), средств для диализа (специальные мембраны, фильтр и др.), шприцев и многих других материалов
3. Первоначально важно, чтобы кто-то из медицинских работников присутствовал, контролировал и при необходимости помогал выполнять гемодиализ в домашних условиях
4. Необходимо очень строго и чётко следить за расходными материалами, инструментами и при любых вопросах вовремя их решать. Как правило, если аппараты “искусственная почка” применяют дома, то у больных должна быть тесная связь с докторами и целой командой экспертов по данному оборудованию.

Аппараты для домашнего гемодиализа

В приведенной здесь таблице можно ознакомиться с наиболее изученными и прошедшими проверку временем аппаратами “искусственная почка”, которые применяют для лечения больных с хронической почечной недостаточностью непосредственно в условиях дома.

Название фирмы производителя	Название аппарата “искусственная почка”	Его приблизительная стоимость,$	Особенности проведения процедуры диализа с данным аппаратом
Fresenius Medical Care	5008S CorDiax	15-20 тыс.	Для работы необходимо иметь установку: система очистки воды
Outset Medical	Tablo	15-20 тыс.	Эти аппараты подключаются к водопроводному крану, обеспечивают пропускание воды через свой фильтр, выполняют производство диализата (диализирующий раствор)
NxStage Medical	NxStage System One	15-20 тыс.	Небольшие размеры, также позволяет использование обычной воды и не применять специальный фильтр

Как мы видим из таблицы, стоимость аппаратуры для того, чтобы очистить поток нашей крови, не маленькая. И, как уже отмечалось выше, гемодиализ проводят непосредственно в домашних условиях не во всех странах мира, больше всё же пока отдаётся предпочтение выполнению их в профильном центре. Однако, безусловно, преимущества ситуаций проведения данной процедуры дома для пациента безгранично высока.

Как работает такой аппарат в домашних условиях

Аппараты для глубокого очищения крови от различных вредных веществ, токсинов, позволяющие поддерживать нормальное состояние повреждённой почки, например, после отравлений, острой почечной недостаточности, работают точно также, как и портативные или переносные приборы для применения на дому.

Их принцип основан на способности диализата (это специальный диализирующий раствор, с помощью которого удаётся освобождать почки и очищать раствор крови от вредных веществ и избытка жидкости) как бы вытягивать все нежелательные продукты обмена. Состав диализата (диализирующий раствор) подбирает для каждого пациента врач индивидуально, а система сама производит диализирующий раствор из воды и специального концентрата.

Таким образом, поток или раствор крови поступает через специально установленный катетер в аппарат “искусственная почка” и очищается с помощью применения мембраны. Эти специально произведённые мембраны работают, как фильтр: с одной её стороны течёт поток жидкости или диализата (диализирующий раствор), а с другой – поток крови самого пациента.

В результате процедуры лечения приводят в норму уровень белка, диализирующий раствор снижает уровень мочевины в самой крови, нормализует содержание электролитов. Также процедуры гемодиализа приводят в норму уровень ph нашей крови, удаляют излишки жидкости и предотвращает возможность формирования тромбов.

Схема как проводится гемодиализ дома

Сразу же стоит отметить, что портативная система “искусственная почка” позволяет возможность разрабатывать индивидуальный график прохождения данной процедуры для больных, делая его достаточно гибким и удобным.

Стандартный гемодиализ в центре проводят три раза в неделю, к тому же время процедуры по очистки крови от различных вредных и ненужных веществ составляет около четырёх часов. Переносные аппараты приводят к возможности сократить необходимость длительной очистки крови до 1-3 часов в день, но участить до 5-6 раз в неделю.

Есть возможность выполнять гемодиализ крови у пациента каждый день, но сократив время до 1-3 раз в неделю. Также порою для удобства больных врач может рекомендовать ночной гемодиализ. Он позволяет проводить данные процедуры лечения 1 раз в сутки на протяжении от 8 до 10 часов. Частоту выполнения процедуры также устанавливает врач.

Необходимо обязательно оценивать успешность очистки крови, которую выполняет врач, назначая определить уровень мочевины в крови пациента. Если данный уровень снижается на 65%, то курс лечения эффективный при частоте три раза в неделю. Если же гемодиализ проводят два раза в неделю, то и уровень таких веществ, как мочевина, должен снизиться до 90% от первоначального.