ДИАЛИЗ

ДИАЛИЗ (греч, dialysis разложение, отделение) — метод удаления низкомолекулярных веществ из растворов коллоидных и высокомолекулярных веществ, основанный на свойстве некоторых мембран пропускать низкомолекулярные вещества и ионы и задерживать коллоидные частицы и макромолекулы. Диализ широко применяется в экспериментальной и клинической медицине.

Жидкость, подвергаемую Диализу, отделяют от чистого растворителя соответствующей мембраной, через к-рую молекулы и ионы диффундируют в растворитель и при достаточно частой смене растворителя почти целиком удаляются из диализируемой жидкости. Явление Диализа было впервые описано Грэмом (Т. Graham) в 1862 г.

В качестве мембран для Д. применяют естественные перепонки (бычий или свиной пузырь, плавательный пузырь рыб) и искусственные пленки из нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы, целлофана, купрофана, нефрофана и других материалов. Искусственные мембраны имеют преимущество перед естественными, т. к. их можно готовить с различной и хорошо воспроизводимой проницаемостью. При выборе материала для мембраны часто необходимо принимать во внимание заряд мембраны в том или ином растворителе, который возникает в результате диссоциации самого вещества мембраны или избирательной адсорбции на ней ионов, или неравномерного распределения ионов по обе стороны мембраны (см. Мембранное равновесие). Наличие заряда у мембраны иногда может служить причиной коагуляции (см.) при Д. коллоидных р-ров, частицы которых несут заряд, противоположный по знаку заряду мембраны.

Существует большое разнообразие приборов для проведения Д., называемых диализаторами. Все эти приборы построены по общему принципу: диализируемая жидкость («внутренняя жидкость») находится в сосуде, в к-ром она отделена от воды или другого растворителя («внешняя жидкость») мембраной, проницаемой для низкомолекулярных веществ и не проницаемой для коллоидных частиц и макромолекул. Скорость Д. возрастает с увеличением поверхности мембраны, с повышением температуры, при помешивании диализируемой жидкости и при увеличении разности концентраций низкомолекулярных веществ между внутренней и внешней жидкостями.

Рис. 1. Схематическое изображение диализатора Грэма: 1 — пластмассовый конус (для диализируемой жидкости); 2 — пергамент (мембрана); 3 — сосуд с растворителем.
Рис. 1. Схематическое изображение диализатора Грэма: 1 — пластмассовый конус (для диализируемой жидкости); 2 — пергамент (мембрана); 3 — сосуд с растворителем.
Рис. 2. Схематическое изображение коллодийного мешочка для диализа (прикреплен к воронке): 1 — диализируемая жидкость; 2 — растворитель; 3 — пленка коллодия.
Рис. 2. Схематическое изображение коллодийного мешочка для диализа (прикреплен к воронке): 1 — диализируемая жидкость; 2 — растворитель; 3 — пленка коллодия.

Диализатор Грэма (рис. 1) — стеклянный или пластмассовый конус, нижняя часть к-рого затянута пергаментом или животным пузырем. Диализатор с диализируемой жидкостью погружают в сосуд, заполненный растворителем (часто дист, водой). Низкомолекулярные вещества диффундируют через мембрану в растворитель и удаляются из диализируемой жидкости. В диализаторах Грэма Д. длится неделями и сопряжен с большим расходом внешней жидкости. Д. небольших количеств жидкости удобно проводить в мешочках из коллодия или целлофана, прикрепляемых к воронке с коротким и широким горлом (рис. 2).

Применявшиеся раньше для лабораторных исследований диализаторы Жигмонди — Гейера, Гутбира заменены на диализаторы, в которых используют полупроницаемые мембраны в виде листов, шлангов и капилляров (см. Искусственная почка). Существует ок. 100 различных моделей диализаторов. Если диализируемая жидкость не изменяется при нагревании, то для ускорения Д. ведут при нагревании.

Для ускорения Д. проводят в электрическом поле. Происходящий при этом процесс Д. называют электро-диализом, а применяемые для этой цели приборы — электродиализаторами. Диализируемую жидкость помещают в среднюю камеру между диализационными мембранами. В боковых камерах находится растворитель (дисперсионная среда), в который погружены электроды. При наложении на электроды постоянной разности потенциалов ионы низкомолекулярных веществ из средней камеры переносятся в боковые камеры, а молекулы неэлектролитов удаляются посредством электроосмоса (см.).

Рис. 3. Диализатор Абеля для вивидиффузии: 1— артерия; 2 — вена; 3 — выводная трубка; 4 — вводная трубка; 5 — бюретка для прибавления антикоагулянта; 6 — коллодийные трубки; 7 и 8 — трубки для диализирующей жидкости.
Рис. 3. Диализатор Абеля для вивидиффузии: 1— артерия; 2 — вена; 3 — выводная трубка; 4 — вводная трубка; 5 — бюретка для прибавления антикоагулянта; 6 — коллодийные трубки; 7 и 8 — трубки для диализирующей жидкости.

Д. применяют в следующих случаях. 1. Для установления наличия коллоидов и высокомолекулярных веществ в жидкостях. 2. Для очистки коллоидных р-ров и р-ров высокомолекулярных веществ (напр., белков) от примесей низкомолекулярных веществ. 3. Для приготовления ряда лекарственных препаратов. 4. Для определения концентрации низкомолекулярных веществ, находящихся в коллоидном р-ре в свободном, не связанном с коллоидом состоянии. Такого рода определения производят с помощью компенсационного Д., сущность к-рого заключается в том, что жидкость в диализаторе смывается не чистым растворителем (напр., водой), а р-рами с различными концентрациями определяемого вещества. Напр., свободный сахар в сыворотке крови, не связанный сывороточными белками, определяют путем Д. сыворотки против изотонического р-ра хлорида натрия, к к-рому прибавляют различные количества сахара. Концентрация сахара в солевом р-ре не меняется при Д. лишь в том случае, когда она равна концентрации свободного сахара в сыворотке. При определении компенсационным Д. концентрации свободных электролитов в коллоидных р-рах необходимо учитывать неравномерное распределение электролита по обе стороны мембраны вследствие установления мембранного равновесия (см.). 5. Для извлечения низкомолекулярных веществ из биологических жидкостей. Так, например, Абель (J. J. Abel) с сотр. (1913) применил для извлечения низкомолекулярных веществ из циркулирующей крови животных Д., названный ими вивидиффузией. На рисунке 3 дана схема диализатора для вивидиффузии. В стеклянном цилиндре находится несколько (до 32 и более) трубочек из коллодия диам. 8 мм и длиной 20 см. Концы трубочек соединены с рядом V-образных стеклянных трубок, припаянных к вводной и выводной трубкам, проходящим через резиновые пробки, запирающие концы стеклянного цилиндра. После наполнения трубок и цилиндра изотоническим р-ром хлорида натрия вводную трубку соединяют с сонной артерией животного, а выводную — с веной; жидкость, омывающую коллодийные трубки, поддерживают на уровне температуры крови при помощи термостата. Для предотвращения свертывания к крови добавляют гирудин. Т. о., кровь животного может длительное время проходить через диализатор без нарушения нормального хода кровообращения. В наружный физиол, р-р диффундируют из крови растворенные в ней низкомолекулярные вещества, которые могут быть определены качественно и количественно. Метод вивидиффузии применяют для внепочечного очищения крови (см. Гемодиализ) с целью удаления из нее токсических веществ.

Применение диализа в клинической практике

С 40-х гг. 20 в. принцип Д. начал широко использоваться как в экспериментальной, так и в клин, медицине. Впервые доказательства леч. возможностей Д. представили Абель и соавт., создавшие первый прототип аппарата, названный ими «искусственная почка». Перфузируя кровь животных через систему полупроницаемых трубок, омываемых диализирующим р-ром, они установили, что при этом удается удалять из нее метаболиты и токсические вещества экзогенного происхождения. На принципе Д. основан ряд современных леч. вмешательств, объединяемых термином «виводиализ».

Основными показателями к применению методов Д. в клинике являются интоксикации эндогенного (острая и хрон, почечная недостаточность) и экзогенного (отравление ядами, которые могут быть выведены с помощью Д.) происхождения.

Все методы виводиализа принято разделять на две группы: экстракорпоральный и интракорпоральный Д. Первая группа объединяет все методы, где очищение организма осуществляется экстракорпорально, для чего биол, среда, подлежащая обработке (кровь, лимфа и др.), выводится из организма и очищается с помощью специальных устройств; вторая — методы, при которых используются полупроницаемые свойства предсуществующих естественных мембран в самом организме.

Экстракорпоральный Д. включает гемодиализ, лимфодиализ и легочный диализ (с использованием экстракорпорально подключенного легкого). Наиболее широкое применение в клинике нашел гемодиализ (см.) с помощью аппаратов искусственная почка (см.). Гемодиализ — наиболее мощное из всех средств внепочечного очищения. Внедренный в леч. практику после создания в 1943 г. У. Колффом первого пригодного для клин, применения аппарата и в 1946 г. Н. Альваллем аппарата для ультрафильтрации, он обеспечил значительное снижение летальности при острой почечной недостаточности и позволил на протяжении длительного времени (до 10 лет и более) поддерживать жизнь больных, у которых удалены почки или их функция отсутствует, а также выводить яды при остром отравлении. Гемодиализ — основной метод подготовки больных к трансплантации почки и в случае необходимости поддержания их жизни в посттрансплантационном периоде. Как метод, так и аппаратура для гемодиализа постоянно совершенствуются. Одно из наиболее важных направлений — разработка системы, к-рую больной мог бы носить при себе. Возможным решением такой задачи является создание «искусственной почки», к-рая могла бы работать при минимальном количестве диализирующего р-ра. Другое перспективное направление — разработка устройства, принцип действия к-рого будет приближаться к механизму работы естественной почки (использование активной ультрафильтрации перфузируемой крови с последующей компенсацией перешедших в ультрафильтрат необходимых больному компонентов плазмы).

Своеобразный вариант экстракорпорального Д.— так наз. диалогический парабиоз, или перекрестный Д. Предпосылкой для разработки метода послужило предположение, что т. о. будет создана возможность обеспечить обмен между Аналитическими партнерами таких веществ, которые удаляются в диализирующий р-р или недостаток которых имеется у больного и не может быть пополнен при обычном гемодиализе. Суть его заключается в том, что вместо диализирующего р-ра в аппарате циркулирует кровь диалитического партнера или один и тот же диализирующий р-р перемещается через оба диализатора диализных партнеров. Партнерами могут быть животные одного или различных видов (напр., свинья — свинья, собака — коза). Сделаны попытки использовать Аналитический парабиоз и в клинике (человек — овца). Метод, однако, не вышел из стадии экспериментального изучения. Одна из возможных опасностей при использовании парабионтов различных видов связана с доказанной теперь возможностью перехода небольших количеств гетерогенного белка через мембрану диализатора.

Метод лимфодиализа основан на сборе лимфы (содержащей метаболиты практически в такой же концентрации, как и плазма) с последующей очисткой с помощью Д. и воз-вращением ее больному. Лимфу получают с помощью фистулы грудного протока,

Эффективность очищения при этом лимитируется небольшим количеством лимфы, к-рое можно получить,— как правило, не выше 10 л в сутки (при гемодиализе примерно 1 л крови за 5 мин.). Недостаток метода — относительная непродолжительность функции фистулы (обычно не более нескольких месяцев). Поскольку в лимфе клеточные формы представлены в основном лимфоцитами, предпринимались попытки использовать метод одновременно и для иммунол, подготовки к трансплантации почки (за счет удаления содержащихся в лимфе лимфоцитов и создания искусственной лимфопении в качестве фона, облегчающего последующую трансплантацию).

Подключение аллогенных или ксеногенных легких в эксперименте также использовали в виде одного из вариантов экстракорпорального Д. Методически этот вид Д. производят путем подключения сосудистой системы изолированных легких (через магистральные сосуды) к сосудистой системе реципиента. Помещаемые в специальную камеру легкие заполняют через бронхи диализирующим р-ром, который периодически заменяют на свежий. В эксперименте с помощью такого приема удавалось получить существенное снижение концентрации метаболитов (мочевины). Были отдельные попытки применить этот метод больным почечной недостаточностью.

К данной группе методов следует отнести и очищение с помощью Д. асцитической жидкости. В асцитической жидкости нередко содержится значительное количество полноценного белка (до 2,5%, реже более) и других необходимых организму веществ (аминокислот, гормонов и т. д.). Асцитическую жидкость можно удалять с помощью введенного в брюшную полость катетера, позволяющего многократно и атравматично осуществлять эту манипуляцию. После освобождения от шлаков асцитической жидкости с помощью Д. ее снова возвращают больному (внутривенно). Для уменьшения объема вводимой жидкости ее в случае необходимости подвергают ультрафильтрации (см.).

Интракорпоральный Д. включает перитонеальный, легочный, плевральный, жел.-киш. и др. Наиболее эффективен из перечисленной группы методов — перитонеальный диализ (см.), предложенный впервые Гантером (G. Ganter, 1923). Он заключается во введении в брюшную полость диализирующего р-ра, в который на основе диалитического взаимодействия могут переходить продукты метаболизма и токсические агенты. Этот вид Д. используют либо как фракционный (введение на установленное время определенного объема диализирующего р-ра с последующим его выведением и заменой новой порцией), либо как проточный (непрерывная перфузия р-ра через брюшную полость). По показателям очищения он примерно в 3—4 раза уступает гемодиализу. Применяют его для лечения больных с острой почечной недостаточностью и острыми отравлениями. Для лечения больных с хрон, почечной недостаточностью перитонеальный Д. применяют редко. Для атравматичного многократного подключения используют специальный катетер, созданы и применяются автоматизированные системы для приготовления и введения диализирующего р-ра по намеченной программе.

Легочный Д., предложенный Ван-Гемертом (A. G. М. van Gemert) с сотр. (1957), состоит в периодическом заполнении диализирующим р-ром собственного легкого или его доли. Экспериментальными исследованиями установлено, что легочный Д. позволяет удалять как продукты метаболизма, так и токсические агенты экзогенного происхождения (барбитураты, Тиоцианаты).

При плевральном Д., впервые предложенном Гантером, в качестве полупроницаемой мембраны используют плевру. В плевральную полость вводятся дренажи, через которые она периодически орошается диализирующим раствором. Применение этого вида Д. позволило увеличить сроки переживания собак с экспериментальной уремией, однако по показателям очищения он уступает перитонеальному Д. В литературе имеются сообщения о нескольких случаях применения плеврального Д. при почечной недостаточности, когда использование других методов внепочечного очищения оказалось невозможным. Первые попытки применения его при эмпиеме плевры в послеоперационном периоде у раненных в грудь оказались эффективными, поэтому и этот вид Д. входит в клин, практику.

Жел.-киш. (гастроинтестинальный) Д. подразделяется на несколько разновидностей в зависимости от используемого участка жел.-киш. тракта и особенностей методики. Желудочный Д. (гастродиализ, гастральный лаваж) при обычной технике его применения (периодическое заполнение диализирующим р-ром полости желудка с последующим его удалением) может привести к нежелательным сдвигам, связанным с выведением вместе с р-ром значительного количества желудочного секрета, в частности электролитов. Для предотвращения этого предложено введение в полость желудка баллона из полупроницаемой мембраны, заполненного диализирующим р-ром. Устраняя возможность нарушения водно-электролитного равновесия, эта техника уменьшает эффективность очищения. Интестинальный Д. (перфузия тонкого кишечника) обычно осуществляется с помощью специальных зондов для введения и удаления диализирующего р-ра. Д. через толстый кишечник проводится обычно через прямую кишку. Иногда для этой цели применяют фистулу аппендикса. Разработаны также методы Д. практически всего кишечника, при которых диализирующий р-р вводится в желудок или в тонкую кишку и выводится через прямую кишку. Последний метод требует, однако, особенно тщательного контроля как за состоянием больного, так и за параметрами перфузии. Особый вариант кишечного Д.— перфузия диализирующим р-ром выведенного через переднюю брюшную стенку изолированного участка тонкой кишки (1,8—2,5 м) Из-за недостаточной скорости очищения и осложнений данный метод непригоден для длительного использования и поэтому практически не применяется. Все разновидности гастроинтестинального Д. (особенно Д. толстого кишечника) характеризуются низкими показателями очищения и заметно уступают перитонеальному Д. и особенно гемодиализу. В связи с этим они, как правило, могут использоваться лишь в качестве временной меры, когда по тем или иным причинам нельзя применить более эффективные приемы внепочечного очищения. При проведении Д. следует обращать особое внимание на правильность составления диализирующего р-ра, что обеспечивает нужную коррекцию электролитного состава плазмы. Регуляция водного баланса достигается путем варьирования осмотического давления р-ра. Необходимо также учитывать, что различные отделы жел.-киш. тракта характеризуются неодинаковой скоростью перехода азотсодержащих метаболитов, электролитов и воды в просвет кишечника. Преимущество большинства методов этой группы — их относительная простота.

Попытки использовать для Д. слизистую оболочку матки и мочевого пузыря путем перфузии соответствующих полостей выявили их очень низкую эффективность, в связи с чем они детально не изучались. При клин, применении рассмотренных способов Д. выбор того или иного метода определяется особенностями больного и условиями, в которых проводится терапия. В ряде случаев по ходу лечения целесообразным оказывается смена метода (напр., замена перитонеального Д. гемодиализом и т. п.). Все используемые в клинике варианты Д. следует рассматривать как составную, хотя нередко и решающую, часть комплексного лечения больного.



Библиография: Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии, с. 10, 255, М., 1975, библиогр.; Голигорский С. Д. и Терехов H. Т. Острая почечная недостаточность, Киев, 1972, библиогр.; Дерябин И. И. и Лизанец М. Н. Перитонеальный диализ, М., 1977; Лопаткин Н. А. и Кучинский И. Н. Лечение острой и хронической почечной недостаточности, М., 1972, библиогр.; Путилова И.Н. Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии, М., 1961; Пытель А. Я. и др. Искусственная почка и ее клиническое применение, М., 1961, библиогр.; Хроническая почечная недостаточность, под ред. С. И. Рябовой, Л., 1976; Clinical aspect of uremia and dialysis, ed. by S. G. Massry a. A. L. Sellers, Springfield, 1976, bibliogr.; Praxis der Dialysebehandlung, hrsg. v. H. E. Franz, Stuttgart, 1973, Bibliogr.



Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание