7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
1/26
Inginerie tisulara si
medicina regenerativa
An II Bioingineria Reabilitarii
CURS 5
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
2/26
Rinichiul uman:
Reprezinta aprox 0.5% din greutatea totala a
corpului,
primeste 2025% din sangele arterial pompat de
inima.Fiecare rinichi contine 1-2milioane nefroni.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
3/26
Nefronul
Nefronul este un tub, inchis la un capat si deschis la celalalt. Este compus din:
capsula lui Bowman. Aflata la capatul deschis, peretele nefronului formeaza o camera
cu pereti dubli.
Glomerulul. O retea de capilare in capsula lui Bowman. Sangele din glomerul
trece intr-o reta capilara secundara care
inconjoara
Tubulu proximal.
Spiralat si legat de celule
Ansa Henle.Tubulul distal,
puternic spiralat si inconjurat de capilare.
Tubulul colector.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
4/26
Ce secreta?
Urea - 30 g/zi Creatinina - 2 g/ zi
Saruri - 15 g/ zi
Uric Acid - 0.7 g/ zi
Apa - 1500 mL/ zi
Alte substante
Degradare rinichi
Acumulare reziduuri
acidoze, edeme, hipertensiune, coma
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
5/26
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
6/26
L/zi mL/min
Filtrare 170 120
Resorptie 168.5 119
Excretie
Urina
1.5 1
Filtrare si resorbtie de apa
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
7/26
Secretie hormoniSecretie hormoni
Renina secretata de rinichi rol in formarea
de aldosteron reglare balanta apa-saruri
Eritropoietina stimuleaza producerea de
celule cand concentratia in oxigen este mica
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
8/26
Sisteme de asistare a rinichiului. Dializoare
1.Sistem cu rezervor cilindricEste constituit dintr-un tub de celofan (acetat de celuloza), care este o
membran semipermeabil, prin care curge sngele. Tubul este
nfurat de-a lungul unui cilindru care se rotete ntr-o incint
staionar de dializat. Curarea sngelui are loc de-a lungul
membranei.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
9/26
2.Dializoare cu plci paralele
Acest tip de dializoare este constituit din plci tubulare de celofan,
dispuse pe straturi (plci) de umplutur. Sngele curge prin tuburile decelofan, iar dializatul prin umplutur, n contracurent.
Principalele dezavantaje ale acestor dializoare sunt:
- curgerea are loc cu presiune mic:- apar dificulti de sterilizare ntre tratamente.
Pentru a elimina aceste dezavantaje s-au creat versiuni mai mici i cu
sisteme nlocuibile care nu necesit sterilizare. Formarea unor
adncituri pe plcile de umplutur determin curgerea turbulent a
dializatului, mbuntind astfel curarea sngelui.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
10/26
3.Dializoare bobin
Acest tip de dializor const din tuburi de celofan care formeaz
membrane semipermeabile ntinse ntre structuri tip plas, cu rol de
suport. Membranele sunt dispuse concentric n jurul unei zone
centrale. Sngele circul prin tuburile de celofan, iar dializatul este
pompat prin exterior.
Dezavantaje:- presiunea n tuburi este mare- apare riscul de rupere al
membrane i exist un risc ridicat de contaminare n vasul de dializ.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
11/26
4.Dializa modern cu rinichi artificial cu fibre cu lumen
Acest dispozitiv este constituit dintr-un cilindru n care se gsesc pn la
11000 de fibre celulozice cu lumen formnd membrane. Diametrul internal fibrelor este de aproximativ 200-300.
Sngele curge prin lumen, dializatul curge n contracurent nafara fibrelor
sau perpendicular pe fibre.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
12/26
Avantajele sistemului sunt:
- necesitatea unui volum de alimentare mic, nu apar astfel
complicaii la donator;
- rezisten redus la curgere;
- utilizarea unic;
- sunt ieftine;
- compartimentele de dializ pot fi presterilizate i curate;- nu apar infecii;
- eficien bun;
- membranele celulozice sunt rezistente.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
13/26
5. Hemodializa utiliznd rinichiul artificial cu fibre cu lumenPrincipalele caracteristici sunt:- toxinele sunt ndeprtate prin difuzia solutului prin porii membranei, n special prin
meninerea unui gradient de concentraie ntre snge i dializat;
- dializatul nlocuiete continuu produsele toxice prin pstrarea unui gradient de
concentraie i prin viteza de difuzie;
- dializatul conine substane ionice ale sngelui, n concentraie mare, ionii n exces
difuznd spre concentraiile reduse, pn la stabilirea unui echilibru;
-proteinele i celulele din snge nu pot traversa membrana;
- viteza de curare de substane cu dimensiuni mici este ridicat;
- fluidul n exces se ndeprteaz prin ultrafiltrare- gradientul de presiune hidrostatic
de-a lungul membranei foreaz fluidul din snge ctre dializat, care are gradient de
concentraie n solut mai mare;
-hemofiltrarea utilizeaz membrane cu pori mari care favorozeaz ndeprtarea
moleculelor cu dimensiuni medii prin convecie- gradientul de presiune foreaz apa s
treac nafara sngelui, iar apa trage dup sine i moleculele cu dimensiuni medii.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
14/26
O curare rapid are loc prin hemodiafiltrare, procedeu care combin
hemodializa i hemofiltrarea, utiliznd membrane cu pori mari i mici
pentru ndeprtarea avansat a moleculelor mici prin hemodializ ipentru o bun curare de molecule medii prin hemofiltrare
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
15/26
Componentele mainii de dializ- circuitul extracorporeal
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
16/26
Tuburile pentru snge
-sunt din PVC flexibil i prelucrabil prin adaos de plastifiani;
-tuburile sunt prelucrate astfel nct s aib o suprafa intern neted i
tratate cu silicon pentru a minimiza coagularea sngelui(important n
special n segmentul pompei);
-reprezint linia arterial care conduce sngele dela arter la dializor,
linia venoas care ntoarce sngele la pacient.
Monitorizarea presiunii arteriale
-este necesar pentru a indica deconectarea sau obstrucionarea
tubulaturii, controlnd ndeprtarea fluidului din snge prin gradient de
presiune;-traductorul de alimentare amplific i convertete semnalul n unul
electric;
-alarmele nregistreaz trecerea presiunii nafara limitelor i dac pompa
de snge este nchis
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
17/26
Pompa de snge
-are rolul de a fora sngele s curg de-a lungul tubului;
-pompa se adapteaz la diferite dimensiuni ale tuburilor corespunz-
toare diferitelor dimensiuni ale pacienilor;-hemoliza minim are loc la viteze reduse ale sngelui.
Pompa de heparin
-uzual se utilizeaz pomp tip sering, dar pot fi utilizate i pompe
rotative;-heparina se introduce deasupra pompei de snge, utilizarea unui punct
de alimentare sub pompa de snge putnd conduce la complicaii
(embolii), ca urmare a faptului c n zona respectiv presiunea este
subatmosferic.
Opional-pomp de solut
Dializorul-unul cu fibre cu lumen
Monitorizarea presiunii venoase-aceeai metod ca i n cazul
monitorizrii presiunii arteriale
Detectorul de aer- monitorizeaz scurgerile de aer
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
18/26
Componentele mainii de dializ
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
19/26
Inclzitor de ap i monitor temperatur
-este un schimbtor de cldur sau element de nclzire cu imersie;
-elementele de nclzire sunt din oel inox pasivat, nu pe baza de Cusau Al pentru a evita ptrunderea acestora n organism i a preveni
intoxicaiile;
-de preferin, doar apa se nclzete nainte de a fi amestecate cu
concentratul aflat la temperatura camerie, pentru a reduce riscul de
coroziune a elementelor de nclzire;-temperatura apei este de cca. 36oC-42oC;
-senzorii d etemperatur detect fluctuaiile n fluid i ajusteaz
elementul de nclzire;
-mecanismul de biofeedback msoar temperatura pacientului(sau
temperatura specificat);-dac dializatul are temperatur mult mai mare se deschide o valv de
bypass pentru a preveni intrarea fluidului n dializor;
-se poate utiliza ap cald dezinfectat( temperatura de 85oC)
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
20/26
Deaerarea dializatului
In apa de preparare poate exista aer. Pentru ndeprtare, apa este nclzit
la temperatura fiziologic, se creaz diferen de presiune si elimin
aerul.Deaerarea poate fi realizat i prin nclzire la 85oC, urmat de
rcire la temperatura fiziologic, cu schimbtoare de cldur.
Celula de conductivitate
-are rolul de a msura conductivitatea, pentru a asigura un raport corect
ap-concentrat;
-conductivitatea dializatului
se modific cu concentraiile
ionilor;
-dializatul parcurge celulacare conine un electrod;
-dac conductivitatea difer
se recurge la bypass.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
21/26
Monitorizarea scurgerilor de snge
Aceasta este necesar deoarece indic dac au aprut fisuri la nivelul
membranei. Pentru aceasta se utilizeaz un dispozitiv foto-optic, care
face apel la lumina vizibil i spectrul n lumin albastr- msoarmodificarea transmisiei optice a dializatului(dat de deviaiile induse de
hemoglobina coninut n celulele roii).In momentul apariiei unor
scurgeri, pompa de snge se nchide. Camera optic previne falsele
alarme date de bulele de aer.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
22/26
Flowmetrul
Transportul de-a lungul membranei este influenat de viteza de curgere
a dializatului. Dou flowmetre calibrate se localizeaz, unul nainte iunul dup dializor. Viteza de curgere nu este totui critic pentru
sigurana pacientului.
Monitorizarea presiunii transmembranare
Are loc pentru a asigura volumul corect de fluid ndeprtat i pentru apreveni excesul de presiune n compartimentul dializatului, fa de
presiunea din compartimentul cu snge.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
23/26
Rinichi artificial implantabil
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
24/26
Membrane
MEMS (sistem microelectromecanic)-Silicon membrane
filtreza saruri si molecule organice mici
Filtrele sunt inlocuite anual
Fiecare dispozitiv cel putin 100 filtre
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
25/26
Rinichi artificial sistem in 2 etape. Filtrele indeparteaza toxinele din
sange, BioCartridge (celule din tubul renal) metabolism si rolul de
pastrare balantei apei in rinichiul uman.
7/24/2019 Medicina Regenerativa5 [Compagfhgfhtibility Mode]
26/26
Rinichi artificiali din celule stem
2011 obtinut in laborator cu ajutorul celulelorstem o pereche de rinichi artificiali.
Rinichii au fost creati in laborator intr-un mediu
care includea lichid amniotic uman in care au
fost introduse celule stem de origine animala.
Organele au o lungime de 5 milimetri fiecare,fiind la fel de mari ca rinichii unui fetus.
Se urmareste cresterea de organe in marime
naturala, care vor putea fi transplantate la
pacientii afectati de boli renale.
Top Related