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Un riñón artificial es el nombre común de toda la máquina de hemodiálisis. Una de sus partes es el dializador. Es un dispositivo sin el cual las personas con insuficiencia renal no podrían vivir. Se inventó hace más de 100 años y se trabaja continuamente para mejorarlo. Los científicos están construyendo dializadores cada vez más eficientes y pequeños. ¿Cómo funciona un riñón artificial y qué tipos de dializadores existen?
Un riñón artificial, o dializador, es un dispositivo cuya función es reemplazar las funciones de este órgano en personas con insuficiencia renal crónica o aguda. Los riñones juegan un papel extremadamente importante en el cuerpo: eliminan el exceso de agua y son un filtro que limpia la sangre de productos metabólicos innecesarios, principalmente urea, creatinina y medicamentos. También mantienen el equilibrio ácido-base y electrolítico, regulan la presión arterial e incluso secretan hormonas (eritropoyetina). Cuando los riñones están enfermos, todo el cuerpo se enferma. Si dejan de funcionar, una persona no podrá sobrevivir durante unos días, porque la concentración de las sustancias tóxicas se volverá cada vez más difícil de soportar, la presión arterial aumentará, la persona quedará ciega, finalmente entrará en coma y morirá. Para vivir, al menos un riñón debe ser funcional.
¿Cómo se descubrió un riñón artificial?
Para los pacientes con insuficiencia renal, un trasplante de riñón ofrece la esperanza de una vida normal. Quienes lo esperan dependen de los llamados riñón artificial. Todo comenzó en 1913 con tres estadounidenses llamados Abel, Rowntree y Turner. Querían construir un dispositivo de filtrado de sangre, pero no tenían el material. No fue descubierto hasta la Segunda Guerra Mundial por un joven médico holandés, Willem Kolff: este material era el celofán, que permitía separar dos sustancias, siempre que una fuera más grande que la otra. Kolff colocó sangre con urea en una bolsa de celofán y la bolsa en una solución acuosa de sal con una concentración similar a la del cuerpo humano. Luego agitó la bolsa y después de 15 minutos revisó el contenido de urea en la sangre. ¡Resultó que toda la urea penetró en la solución de agua salada! Fue un gran descubrimiento que llevó a la construcción de los primeros dializadores. Inicialmente trabajaban a base de prueba y error y no estuvieron exentos de bajas humanas, pero con el tiempo los riñones artificiales se convirtieron en la herramienta básica que salvó la vida de personas en las que sus propios órganos dejaron de funcionar.
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Los dispositivos de hemodiálisis modernos obviamente difieren significativamente de los diseñados por Kolff, pero su principio básico de funcionamiento no ha cambiado. El paciente desarrolla quirúrgicamente una fístula venosoarterial o se coloca un catéter a través del cual se introduce sangre en el aparato. Allí, la presión arterial se estabiliza y se agrega un anticoagulante especial para que la sangre no se coagule. El dializador tiene forma de cilindro, dentro del cual hay aproximadamente 11 mil. capilares finos, es decir, tubos delgados con un diámetro de aproximadamente 200-300 micrómetros, hechos de una película translúcida, por ejemplo, celulosa, pero también de otros materiales. La sangre fluye dentro de ellos (puede contener alrededor de 50 ml a la vez) y afuera hay líquido de diálisis, preparado individualmente para cada paciente.
La urea y la creatinina fluyen de la sangre, donde su concentración es alta, al líquido, donde su concentración es baja (inicialmente cero), mientras que las otras propiedades de la sangre no cambian, por ejemplo, no se pierden proteínas, iones o iones vitales. en primer lugar glóbulos (porque, según el principio de difusión, también deben intentar estar en una solución con una concentración más baja). El agua y los electrolitos pueden viajar a través de las membranas semipermeables en ambas direcciones, por lo que su concentración en sangre permanece sin cambios. También es importante eliminar el exceso de agua del cuerpo. Esto se realiza mediante un fenómeno llamado ultrafiltración. Debido al aumento de presión dentro de los tubos, el agua se expulsa y se elimina.
Finalmente, la sangre purificada regresa al cuerpo del paciente, pero antes de eso, debe estabilizar su temperatura y presión y verificar si hay burbujas de aire. Si se detecta, el sistema sujeta la línea y detiene la bomba. Esto es para prevenir una embolia gaseosa potencialmente mortal. La diálisis dura entre 3 y 5 horas y el paciente debe acudir al centro de diálisis 3 veces por semana. Además, puede llevar una vida, trabajo y estudio casi normales. Viajar puede ser una limitación, aunque también se puede solucionar (el único problema es ubicar una estación de diálisis y planificar el tiempo del procedimiento). Las personas en diálisis también deben seguir una dieta adecuada basada en bajo contenido de agua y sodio.
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El dializador descrito anteriormente se usa para realizar diálisis extracorpórea, es decir, hemodiálisis. Pero también existe el llamado diálisis peritoneal. La membrana peritoneal se usa para filtrar la sangre, la membrana serosa delgada y lisa que recubre la cavidad abdominal y cubre los órganos internos. Usando el catéter Tenckhoff, que se coloca permanentemente en la cavidad abdominal del paciente (más preferiblemente en la parte inferior de la cavidad peritoneal, la llamada cavidad de Douglas), se introduce líquido de diálisis (aproximadamente 2 litros) en la cavidad peritoneal y se deja durante aproximadamente 20-30 minutos. Luego, el líquido contaminado se retira a través del mismo catéter. Lo más importante es que una persona no está inmovilizada y, con una higiene adecuada, la diálisis peritoneal se puede realizar sola, en casa. Sin embargo, a menudo los pacientes luchan con complicaciones molestas, como peritonitis, infecciones en el área del catéter y hernias. Además, la capacidad de filtración de la membrana peritoneal disminuye con el tiempo, y en algún momento tendrás que cambiar a diálisis clásica de todos modos. Por otro lado, la diálisis peritoneal salva los vasos sanguíneos que se necesitarán más adelante cuando se inicie la hemodiálisis.
Riñón artificial portátil y otros dializadores modernos
En Polonia, varios miles de personas (en el mundo son 13 millones) viven y funcionan con normalidad gracias a que varias veces a la semana acuden a un centro de diálisis para un procedimiento. Es tedioso y agotador. También debe agregarse que debido a la creciente prevalencia de diabetes e hipertensión, el número de estas personas sigue creciendo. Por tanto, los científicos están trabajando en la mejora y minimización de los dializadores para mejorar al máximo la calidad de vida de los pacientes. Ya existen dispositivos de este tipo, aunque todavía están en fase de prueba, que puede ponerse como un cinturón de herramientas y caminar con él. Y los científicos de la Universidad de California están trabajando en un riñón artificial de tamaño para ser implantado en el cuerpo humano. Usan células renales vivas, cultivadas y tejidos diseñados en el dispositivo. Desempeñan un papel metabólico y participan en la regulación del equilibrio hídrico y electrolítico. De esta forma, el riñón artificial realiza la misma función que el órgano trasplantado. Todo el proceso es impulsado por la presión de la sangre que fluye por los vasos. No se necesitan bombas adicionales ni fuentes de energía externas. Además, el paciente no está obligado a tomar medicamentos inmunosupresores.Con suerte, un riñón artificial implantable pronto se convertirá en una solución viable para los pacientes con insuficiencia renal.
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