Искусственная почка построена по образцу, данному природой. Создать подходящую модель, разумеется, было нелегко. Основная задача заключалась в том, чтобы получить возможность освобождать кровь от вредных веществ, не нанося вреда ей самой. Надо было выводить кровь из ее русла, освобождать от мочевины и других вредных веществ, а затем снова направлять по руслу. Ведь кровь должна была и далее обращаться в теле и доставлять органам, прежде всего головному мозгу и сердцу, вещества, необходимые для жизни, не свертываясь в этой искусственной почке и не образуя сгустков.
Исходя из этих основные требований, ученые приступили к созданию искусственной почки. Это произошло уже несколько десятков лет назад. Еще в 1913 году Эйбел, Раунтри и Тернер проводили опыты на животных и испытывали построенные ими аппараты. Вскоре после этого в 1928 году Хаас применил подобную модель на человеке. Удовлетворительные результаты удалось получить, когда этой проблемой занялись французские ученые.
В знаменитой парижской больнице «Отель Дье» они применили снабженный барабаном аппарат, который во время второй мировой войны построил голландец В. Колфф.[19] Он состоит из эмалированного металлического сосуда емкостью в сто литров. В нем вращается деревянный цилиндр, обмотанный трубочками, общая длина которых 40 метров. Трубки сделаны из целлофана, и надо сказать, что к решению проблемы искусственной почки можно было подойти только после того, как появился целлофан. Это материал, пригодный для изготовления мембран: он непроницаем для жидкостей и проницаем для солей почти в такой же мере, как и естественные мембраны, как капиллярные кровеносные сосуды и почечные канальцы, как брюшина животных и человека, которую одно время пытались использовать для создания искусственной почки.
Во всех новейших моделях искусственной почки применяется целлофан. В модели, построенной американцами Шацем и Бергманом, врачами из Сент-Луиса, есть тонкая целлофановая трубка длиной больше 20 метров и емкостью около 0,75 литра. Эта трубка обвита вокруг проволочного цилиндра с мелкими петлями. Цилиндр погружен в сосуд из пластмассы, наполненный раствором солей и Сахаров, предназначаемых для замены ядовитых веществ, содержащихся в крови. Кровь обычно извлекают из крупных вен бедра и с помощью насоса перегоняют в целлофановую трубку, а потом снова вводят в вену руки больного. Вся процедура очищения крови длится около десяти минут.
Для предотвращения свертывания к крови прибавляют гепарин — вещество, добываемое из печени.
В диффузионный раствор прибавляют также и немного сахара, чтобы он переходил в кровь, когда ядовитые вещества будут через мельчайшие поры в целлофане выходить из крови. Этот обмен происходит до тех пор, пока по обеим сторонам мембраны, то есть в крови и в диффузионной жидкости, не установится одинаковая концентрация солей и сахара.
Обойтись одной процедурой такого обмена удается лишь редко; в большинстве случаев для освобождения крови от ядов необходимо несколько процедур.
Далее, важно, чтобы клеточным элементам крови не наносилось повреждений красные кровяные шарики весьма чувствительны, легко склеиваются в кучки или же просто разрушаются. Практика показала, что целлофановые трубки не разрушают эритроцитов. В промывной жидкости, помимо сахара, разумеется, должны содержаться также соли натрия, калия, кальция и другие. При несоблюдении этого условия кровь обеднела бы солями, так как сущность диализа в том, что по обеим сторонам мембраны достигается одинаковая концентрация солей.