key: cord-0006013-54l8wt0l authors: Günthert, Ernst-Albrecht; Bluemle, Lewis W. title: Die „künstliche Niere“: Indikation und praktische Anwendung date: 1956 journal: Klin Wochenschr DOI: 10.1007/bf01485543 sha: 9c058568a8d2c78df7bccf0b7d3ec1ccb0da95c1 doc_id: 6013 cord_uid: 54l8wt0l Mit der künstlichen Niere wurde die moderne Medizin mit einem Apparat bereichert, „which might tide over a dangerous crisis“ (Abel). Sie kann jedoch keinesfalls als vollwertiger Ersatz für ein menschliches Organ angesehen werden. Obwohl die Möglichkeiten der künstlichen Niere sowie auch ihre Grenzen allgemein bekannt sind, blieben viele Gebiete ihrer Anwendung unerforscht. Hier bietet sie ein lohnendes Betätigungsfeld für den klinischen Wissenschaftler. Erfahrungen in der gesamten Welt, besonders in Amerika, Schweden und Frankreich haben den hohen Wert der „künstlichen Niere“ in der modernen Therapie bestätigt. Ihre Anwendung ist für viele Menschen lebensrettend. Ihre Entwicklung läßt das Problem besonders der akuten Niereninsuffizienz in einem neuen, hoffnungsvolleren Licht erscheinen. verwendet. Den Autoren gelar~g es mit ihrem Apparat in 3--5sttindigen Dialysebehandlungen bis zu 700 mg Harnstoffstickstoff aus dem Blur yon nephrektomierten ttunden zu entfernen. Die erste erfolgreich am Mensehen angewandte ,,ktinst-]iehe Niere" wurde 1944 yon KOLFF ~ in Holland entwiekelt. 1947 folgten, unabh~ngig voneinander, .4JhWALL ~ in Schweden Abb. 1. Dialyseappara~ Bach ABEL und MU~AY ss in Kanada mit yon der KoL~'Fschen ,,Niere" abweiehenden Xonstruktionen, die auch zur Ultrafiltration verwendet werden k6nnen. SKEGGS und LEONA~DS ~5 beschrleben 1 Jahr sparer eine weitere ,,kfinstliehe Niere", die ebenfal]s zur L~trafiltration geeignet ist. Mm~E~D und t~EtD benfitzten eine Anordnung, in der dam Blut S~.nlen yon Auionen-und Kationenaustauschern passiert, die Harnstoff und andere gelSste Stoffe adsorbieren. 1953 entwickelten I~ovxE und E~GELBSgG ~7 einen DiMysierapparat, der durch seine Einfachheit auffallt. Endlich soll noch die ,,Twin coil-Niere" yon Konss ~s erwahnt werden, die auf das Grundprinzip yon IxouY~ ~7 zuriiekgeht. Mit beiden ist Ultrafiltration mSglieh. Die yon ABEL und Mitarbeiter~ 1913 beschriebenen Grundelemente einer ,,ktinstlichen Niere" werdcn auch heute noch in den meisten in Gebrauch befindlichen Apparaten unver-~ndert angewandt. Eine selektiv permeable Membran ahmt die Capillarwand des Glomerulus Bach, w~hrend die Aul?enfliissigkeit bis zu einem gewissen Grade die tubulgre Funktion der Niere ersetzt. Weitere Elemente einer klinisch brauchbaren ,,k~dnstlichen Niere" k6nnen yon Model] zu Modell versehieden sein, sie mtissen jedoch ein sicheres und wirksames Anticoagutans, Temperaturregelung, Fallen fiir Luft-bt~schen und Blutgerinnsel trod m6glicherweise eine Pumpe nmfassen. Eine billige und leicht erh~itliche selektiv pe1~meable 5~embra.n, die heute ftir diesen Zweek allgemein angewandt wird, wurde in dem k~uflichen Cellophan, wie es bei der Lebensmittelverpackung gebra.ueht wird, gefunden. Es besteht au~s railer Cellulose, die mit Glycerin oder einem ~.hnlichen Stoff als ~eiehmaeher versetzt ist. Urn das Cellophan zum Gebrauch als Dialysiermembran vorzubereiten, mug es mi~ ~Vasser zur doppelten St~rke gequollen werden, wobei gleichzeitig das Glycerin entzogen wird. Die erforderliehe Quellung kann leicht durch Koehen und Spiilen in Leitungswasser erreicht werden. Nur in diesem Zustand weist das 1~18 ERNsT-ALBRECHT Gi~NTHERT und L~w~s W. BLVE~nE jr. : Die ,,kiinstliche Niere" Klinische Wochenschrif$ Um den Verlust yon wiehtigen Plasmabestandteilen wie Na +, HC0~ und C1-zu verhindern, sollte die Augenfliissigkeit diese Substanzen in normaler Konzentration enthMten. Da nut die freien Ca ++ -und Mg++-Ionen diffusionsf~hig sind, sollte die Augenfliissigkeit nur deren Konzentration enthalten und nicht die Calcium-und Magnesiumkonzentration des Gesamtplasmas. Der pu-Wert der AuBenfliissigkeit soil dam Normalwart yon 7,4 so nahe wie m6glieh kommen. Um dieses zu erreiehen wird am besten ein Biearbonat-Kohlenskure-Puffersystem verwendet. Man kann dieses durch S/~ttigung der Biearbonat enthaltenden Augenfliissigkeit mit einem CO 2-Luftgemiseh (5--10 % COs) erhalten. Obwohl die Phosphatsalze bessere Puffer w~ren, ist ihre Anwendung in der AuBenftiissigkeit nicht geeignet, da der urgmisehe Patient gew6hnlieh einen erhOhten Blutphosphatspiegel hat, dessen Senkung yon dam Konzentrationsgradienten Blut-Augenfliissigkeit abhgngt. Die Zusammensetzung der Augenfliissigkeit, wie sie zur DiMysebehandlung im Hospital of the University of Pennsylvania verwendet wird, geht aus Tabelle 2 hervor. Nach Betrachtnng der chemisch-physikalischen Probleme mug der teehniseh-meehanisehen Seite der ,,kiinstliehen Niere" gMehe Bedeutung beigemessen warden. Wiederum sind noah heute die yon Am~L angegebenen Prinzipien fiir die Xonstruktion einer ,,kiinstliehen Niere" giiltig. IdeMerweise sollte das Blur Ms d'a~ner Film mit grSBtmSglieher Oberfii~che der DiMyse unterworfen werden. Beseh~digungen der 3/Iembran und daraus entstehende Undichtigkeiten miissen peinlichst vermieden warden. Eventuetle Reparaturen sollen w/~hrend der DiMysebehandlung ohne allzu grote Schwierigkeiten ausfiihrbar sein. Da Cellophan fiir Bakterien und Virus undurehlgssig ist, kann naeh Sterilisation der Blutseite die Augenfliissigkeit ohne Infektionsgefahr gehandhabt warden. Der Blutstrom soil gleiehm/i, Big sein, nm einer Stauung und damit der Gefahr der Blutgerinnung vorzubeugen. Da Glas und Metall die Gerinnnng des Blutes f6rdern, ist die Verwendung yon Kunststoffen oder Glas mit Silikonfiberzug angezeigt. Von den heute verwendeten ,,kSnstliehen Nieren", die sieh dnrch ihren meehanisehen Aufbau grnnds~tzlich -con- Dagegen ist jedoch die Anwendung der,,kfinstliehen Niere" grundsatzlieh angezeigt, wenn im Verlaufe yon akuter Niereninsuffizienz rapide Ver~nderungen in der Elektrolytzusammensetzung des Blutes, verbunden mit fortsehreitender kliniseher Versehleehterung, Korea oder zunehmende Aeidose sich einstellen. Ebenso ist Dialysebehandlung unbedingt indiziert in l~iereninsnffizienz, wenn akute I-Iyperkal~mie ~ mit Plasmawerten von fiber 7 m~/1 auftritt, besonders wenn verbunden mit Veranderung im Elektrokardiogramm, wie z. B. Erh6hung der T-Zacke, Ausdehnung des QRS-Segments und eventnellem Versehwinden der P-Zacke. In den letztgenannten Fallen ist nach MER~Ln s4 die Anwendung der ,,kfinstliehen Niere" nieht nur ,,unbedingt n6tig", sondern oft lebensrettend. TESC~A~s 4s VerSffentliehung seiner Erfahrungen im Krieg in Korea stellen einen wiehtigen Beitrag zur Bedeutung der ,,kfinstlichen Niere" dar. Er fund, dab die Mortalit~t bei konservativ behandelter akuter Niereninsuffizienz hier 80--90% war und ffihrt dies auf die wiederholten Transfusionen mit 2--3 Vqoehen altem konserviertem Blur and besonders auf die ausgepragte GewebszerstSrung, wie sie mit schweren Oberfl~ehenverletzungen einhergeht, zurfick. Beide Faktoren erhShen die Ansammlung yon Kalium und yon Endprodukten des EiweiBstoffweehsels im Blut. Naeh Einriehtung eines ,,Renal-Insufficiency-Centers" mit einer ,,kfinstlichen Niere" war TESC~A~ ~s in der Lage, die Sterbliehkeit bei akuter Niereninsuffizienz in Fallen yon schwerer Verwundung auf 53% herabzusetzen. SCmCEI~E~ ~ berichtet fiber erfolgreiche Anwendung der ,,kfinstlichen Niere" bei akuter Niereninsnffizienz post partum. Bei 52 Dialysebehandlungen mit einem Apparat nach SK~GGs-L~,o~A~DS im ,,Hospital of the University of Pennsylvania" w~hrend der Ietzten 4 Jahre konnten auch wir den hohen therapeutischen Weft der,,kfinstlichen Niere" in Ubereinstimmung mit den Erfahrungen anderer ,,Nieren Zentren" besi~tigen. Abb. 6 zeigt die chemische Veranderung im Blute wAhrend einer 6stiindigen Dialysebehandlung in einem nnserer Falle. Blutungsneigung, besonders mit Bhtungen im Gastrointestinaltrakt, mug als st~rkste Kontraindikation ffir die Anwendung der ,,kfinstlichen Niere" emgesehen werden. Wg.hrend Heparin allein selten Blutungen hervorrt~f~, hat es erfahrungsgem~g die Neigung, bestehende leiehte Sickerblutungen zu verschlimmern. Dies kann zu abundanten Blutungen Iiit~'en. Operationswunden wie z.B. solohe zur Gefagfreilegung, sind gewShnlieh leieht zu beherrsehen, d~, sie in den meisten Fallen durch Anlegung yon Druckverbanden kontroIliert werden k5nnen. Ebenso kann die Anwendung der ,,kiinst]iehen Niere" bei fraglichen intrakraniellen t~lutungen zu weiteren Komplikationen ffihren. Da wi~hrend Dialysebehandlung Blutdruckschwankungen vorkommen kSnnen, ist die Anwendung der ,,kiinstliehen Niere" auch in Fallen yon frisehem Myokardinfarkt gegenindiziert. Hohes Fieber w~,hrend oder unmittelbar nach Dialysebehandlung (oft ohne nachweisb&re bakterie]le Infektion) ist~ mehrmals beobachtet worden. Vorfibergehende ErhShung des Blutdrucks wi~hrend Dialysebehandlung win'de ~rfiher auf ungeniigende VorbehandNng des Cellophans zur[iekgefiihrt. Diese Ansieht wurde jedoeh bald fallengelassen und far die BlutdruekerhShung die erhShte Herzteistung wahrend der Dialysebehandlung verantwortlieh gemaeht. Hypotension und Sehoekzustande kSnnen ebenfalls auftreten; sie erfordern in manehen FNlen die Anwendung -con Medikamenten zur ErhShung der Vasoconstriction. Eine Infektion der ,,kfinstlichen Niere" oder der Operationswunden zur Gefagfreilegung kann zu allgemeiner Sepsis und anderen sehweren Komplikationen fiihren. Die Gefahren der DiMysebehandlung bei digitMisierten Patienten mit Hyperkalamie miissen besonders betont werden. Des Blutkalium hat bekanntlieh einen schiitzenden Ettekt gegen DigitMisintoxikation. Seine pl6tzliehe Entziehung kann zu ernsten und oft tOdliehen StOrungen im lgeizleJtungssystem des Herzens fiihren. Dialysebehandlung eines solehen Patienfen ist auBerst sehwierig und verlangt standige Beobachtung Klin. Wschr., 34. Jahrg. des Elektrokardiogramms. In diesen Fallen erscheint die Anwendung der,,kiinstliehen Niere" naeh SKEOOS und LEOSrn~Ds besonders giinstig, d~ sie leiehte trod augenbliekliehe Veranderung des Kaliumgehaltes in der Aul]enfl[issigkeit zulagt. Zuletzt sei noch die MSglichkeit einer rapiden Ausblutung des Patienten erwahnt, wenn in einem Apparat mit einer relativ dehnbaren Bhtkammer eine Un{erbreehung des Blut-s~romes am distalen Ende eintreten sollte. Eine erfolgreiehe Anwendung der kiinstlichen Niere hangt yon einer geihe versehiedener Faktoren ab, denen gMehe Bedeutung beigemessen werden muB. Es muB weiterhin mit aller Dringliehkeit betont werden, dab eine Dialysebehandlung kein Sprechstundenverfahren ist und niemals sein kann. IdeMerweise sollte die MSgliehkeit zur Behandlung mit der ,,kiinstliehen Niere" in einer zentral geIegenen IgAinik gegeben Es dart nicht vergessen werden, da~ die Einrichtung und der Betrieb ciner kiinstlichen l~iere mit gewissen Unkosten verbunden sled, die nur schwerlich aus dem normalen Krankenhausetat gedeckt werden khnnen. Es ist weiterhin offensichtlich, da~ eine ,kiinsttiche Niere" nicht optimal ~unktionieren kann, wenn sic nut ein-oder zweimal im Jahr angewandt wird. Es wiirde einerseits den finanzieHen Aufwand nicht recht~ertigen, zum anderen diirfte es schwierig selL, ein eriahrcnes ,,Team" zusammenzuhalten, wenn Dialysebehandtungen nut selten durchgefiihrt werden. Der Behandlungserfolg einer ,,kfmstlichen Niere" h~ngt nicht nur yon der Dialysebehandlung selbst ab. Der Behandlung des Patienten vorund Each der Dialyse ist dieselbe, wenn nicht eine noch grht~ere Bedeutung beizumessen. Sie sollte nach Mhglichkeit demselben ,,Team" obliegen und erfordert Geduld, Sorg~alt, Gesehickliehkeit und eine gute Urtcilsfi~higkeit. Die kritisehcn Punkte seien hier nnr kurz aufgefiihrt: geschickte Fliissigkeitseinschr~nknng ~, ~, ~t, a~, ~ ; eiwei~freic Erni~hrung in der oligurischen Phase ~, ~s, ~0, a~; adequate Calorien-und Vitaminzu~uhr ~, is, ~, at, ~, t~ ; vorsichtiger Ausgleich yon Elektrolytverlusten in der diuretischen Phase 13,15, 34, 46, 47. Es karm jedoch nicht Aufgabe dieses ~bersiehtsberichtes sein, auf die Ein~lheiten der konservativen Behandlung der Niereninsuifizienz einzugehen. Dafiir sei ant die ausgezeichneten I)arstellungen der klinischen Behandlung akuter und chronischer IX~iereninsuffizicnz yon MERR~L a~, ELKI~ON -I)A~OWSK~ 1~ oder STRAUSS-RA~SZ ~s hingewiesen. Es ist uns ein besonderes Anliegen, hier nochmals die Wichtigkeit sorgfiiltiger Krankenpflege in den Tagen und Wochen nach der Dialysebehandlung zu betonen. Fortschreitende Besserung und die endgiiltige Wiederherstellung hanger in betrachtlichem MaBe davon ab. Axzte und Pflegepersonal, die Patienten mit akuter oder chronischer Niereninsuffizienz betreut babeL, wissen, da2 diese besonders empfanglich fiir bestimmte Komplikationen sind. Lungenatelektasen, lastige Mundhhhlenentziindungen oder die Mhglichkeit yon Decubitusgeschwtiren seien nur als Beispiele erwi~hnt. Es ist deshalb nnerlal~lich z.B. dutch haufiges Wenden des Kranken, stiindliche Atemiibungen, mhglicherweise sogar tracheale Aspiration mittels einer Saugpumpe ned peinlichste Mundpflege diesel Komplikationen vorzubeugen. Die kiinstliche Niere, ihre Indikation und praktische Anwendung sollten jedoch nicht erhrtert werden, ohne, wenigstens kurz, auf andere Methoden der Dialyse hinzuweisen. Peritoneale Spiilung ~, ~ zum Entzug yon Elektrolyten oder khrperfremden Gfften aus dem Bht ist seit 1938 bekannt und wird heute besonders in Frankreich angewcndet. In der Tatsache, dab kein Anticoagulans nhtig ist, scheint ihr Ifaupt-vorleiI zu liegen. Ihre .~wendung kann fii~ den Patienten sehr unbequem und sogar schmerzhaft selL. Da die t~atur des Verfahrens eine genaue Kontrolle wahrend der Behandlung verbietet, sind die Ergebnisse wechse]nd. An die Gefahr yon Peritonitis mull bei diesem Ver~ahrcn bcsonders gedacht werdcn. Es ist natiirlich kontraindiziert nach abdominellen Operationen oder z. B. in Fallen yon Lebercirrhose mit einhergehendem Ascites. Dickdarmspiilungen als Diatyseverfahren wurden ebenfalls hauptsachlich in Frankreich angewandt. Da jedoch die Darmschleimhaut fahig ist Wasser aktiv zu absorbieren, bringt diese Methode verst~ndliche Gefahren mit sich. Es herrscht al]gemeine ~bereinstimmung, dab Dekapsutation der Niere in akuter Niereninsuffizienz yon nur sehr geringem Wert, wenn nicht sogar kontraindiziert ist, da die zugrunde liegende Sthrung davon iiberhaupt nicht beriihrt wird und der chirurgische Eingriff an sich bei diesen Patienten nicht ungefi~hrlich ist. Mit der ki~nstlichen Niere wurde die moderne IvIedizin mit einem Apparat bereichert, ,,which might tide over a dangerous crisis" (ABEL). Sie kann jedoch keinesfatls als vollwertiger Ersatz ffir eJn menschliches Organ angesehen werden. Obwohl die Mhglichkeiten der ktinstlichen Niere sowie anch ihre Grenzen allgemein bekannt sind, blieben vide Gebiete ihrer Anwcndung unerforscht. Hier bietet sic ein lohnendes Be-t~tigungsfeld fiir den klinischen Wissenschaftler. Erfahrungen in der gesamten Welt, besonders in Amerika, Schweden and Frankreich babeL den hohen ~¥ert der ,,k~nstlichen ]~iere" in der modernen Therapie best~tigt: Ihre Anwendung ist fdr viele Menschen lebensrettend. Ihre Entwicklung l~$t das Problem besonders der akuten Niereninsuffizienz in einem Rouen, hoffnungsvollcren Licht erscheinen. Triangel 1 The Body Fluids. Baltimore: The Williams & Wilkins Company Chemical Anatomy, Physiology and Pathology of extracellular fluid TheTreatment of Fenal Failure. New York u. London: Grune & Stratton 1955. --a~ 5~Eag~LL a~ SARRn, If.: Dtsch. reed. Wsehr. 1956, Nr Die Messung der Muskeldurchblutung am Mensehen 1223 Clinical Management of Renal Failure