Algumas máquinas de Diálise
do passado
(Fotografias por Jim Curtis;
descrição da Baxter)
(http://www.homedialysis.org/)
Primeira máquina
de Diálise - 1943: Cilindro rotativo de Kolff
O primeiro rim artificial
prático foi desenvolvido durante a segunda guerra
mundial pelo médico holandês Willem Kolff.
O rim de Kolff usou um tubo de 20 metros de comprimento
de papel de celofane como membrana dialisadora. O tubo foi
envolvido em torno de um cilindro de madeira. O cilindro
rodava num tanque cheio com a solução dialisante,
impulsionado por um motor eléctrico. O sangue do
paciente era extraído através do tubo de celofane
pela gravidade, enquanto o cilindro rodava. As moléculas
tóxicas no sangue diluiam-se através do tubo
na solução dialisante. A diálise completa
demorava cerca de 6 horas. O rim de Kolff removia eficazmente
as toxinas do sangue, mas como trabalhava com pressão
baixa, era incapaz de remover o líquido em excesso
do sangue do paciente. As máquinas de diálise
modernas são projectadas para retirar o líquido
em excesso, ao mesmo tempo que limpam o sangue de desperdícios.
O sangue era escoado para um recipiente
esterilizado. Eram adicionadas drogas, e o recipiente cheio
era pendurado acima do rim artificial e conectado ao tubo
de acetato de celulose que foi colocado
em torno do cilindro de madeira. Um motor girava
o cilindro, puxando o sangue pelo tubo pela acção
da gravidade.
O tanque debaixo do cilindro era enchido com
o líquido dialisante. À medida que o tubo
cheio de sangue passava através deste líquido,
os desperdicios do sangue diluiam-se através do tubo
no líquido dialisante. O sangue limpo entrava num
segundo recipiente esterilizado no extremo oposto da máquina.
Quando todo o sangue tinha passado através da máquina,
este segundo recipiente era levantado para drenar o sangue
de volta para o paciente.
Máquina de Diálise
de Kolff-Brigham: 1948
O Dr. George Thorn, do Hospital
Peter Bent em Boston, convidou o Dr. Willem Kolff, para encontrar-se
com o Dr. Carl Walters e o Dr. John Merrill, para redesenhar
e modificar o Rim do Cilindro Rotativo de Kolff. O rim artificial
tinha o objectivo de suportar o primeiro programa de transplante
proposto nos Estados Unidos. Este dispositivo foi construído
por Edward Olson, um engenheiro, que produziu mais de quarenta
destes dispositivos, que foram enviados para o mundo inteiro.
A membrana tubular de acetato de celulose, o mesmo tipo
de membrana que é usada na embalagem de salsichas,
foi envolvida em torno do cilindro e conectada ao tubo de
látex, que por sua vez seria ligado à corrente
sanguínea do paciente. O cilindro girava no banho
de fluído dialisante sob o cilindro.
O sangue do
paciente era impulsionado através do dispositivo
pelo "princípio do parafuso" de Arquimedes
e por uma bomba pulsante. Um
acoplamento dividido foi desenvolvido para ligar a tubulação
à membrana, um componente necessário para
impedir que a tubulação e a membrana torçam.
Esta conexão está na entrada e na saída
do cilindro rotativo.
A área na superfície
da membrana podia ser ajustada aumentando ou diminuindo
o número de envoltórios de tubulação.
A capa Plexiglas™ foi projectada para controlar a
temperatura do sangue. O custo deste dispositivo era de
$5.600 em 1950.
Murphy WP Jr., Swan RC Jr., Walter
CW, Weller JM, Merrill JP.
Use of an artificial kidney. III.
Current procedures in clinical hemodialysis. J Lab Clin
Med. 1952 Sep; 40(3): 436-44.
Placa Dialisadora de Skeggs
Leonards: 1948
O Dr. Leonard Skeggs e o Dr.
Jack Leonards, desenvolveram o primeiro rim artificial de
fluxo paralelo na Case Western Reserve em Cleveland, OH.
O rim artificial foi projectado para ter uma resistência
baixa ao fluxo do sangue e ter uma área de superfície
ajustável.
Duas folhas de membrana são prensadas
entre duas almofadas de borracha a fim reduzir o volume
de sangue e para assegurar a distribuição
uniforme do sangue através da membrana, para maximizar
a eficiência. Foram utilizadas camadas múltiplas.
O dispositivo requeria muito tempo de construção
e tinha fugas frequentemente. Isto foi corrigido com o uso
da cera do osso parar as fugas.
O dispositivo tinha uma
resistência muito baixa ao fluxo do sangue e podia
ser usado sem uma bomba de sangue. Se mais que uma destas
unidades fosse usada ao mesmo tempo era necessária
uma bomba de sangue. Skeggs foi capaz de remover água
do sangue no rim artificial criando um sifão no efluente
do líquido dialisante. Esta parece ser a primeira
referência à diálise
de pressão negativa.
Auto-análise: esta tecnologia foi adaptada mais tarde
por Leonard Skeggs para fazer análise
química do sangue. Deu-lhe o nome de Auto-Analisador
SMA 12-60.
Rim artificial
de Guarino e Guarino: 1952
Este rim artificial foi
desenvolvido para reduzir a quantidade de sangue fora do
corpo e para eliminar a necessidade de bombear o sangue através
do dispositivo.
Guarino usou a tubulação de
acetato de celulose. O líquido dialisante era dirigido
para a tubulação e para o sangue, entrando no dispositivo
por cima e dirigindo-se para baixo através da membrana. A
tubulação em metal dentro da
membrana suportava-a.
O rim artificial tinha um volume muito baixo de sangue,
mas via limitado o seu uso devido à possibilidade de haver
fugas e o líquido dialisante se misturar com o sangue.
Rim artificial "panela
de pressão" - Inouye & Engleberg: 1952
Von Garrelts tinha construído
um filtro dialisador em 1948 envolvendo uma membrana do
acetato de celulose à volta de um núcleo. As camadas
de membrana foram separadas pelas hastes. Era muito volumosa
e pesava mais de 100 libras.
O Dr. William Inouye pegou neste conceito e miniaturizou-o
envolvendo a tubulação do acetato de celulose em torno de
uma taça e separando as camadas com fibra de vidro. Colocou
esta “bobina” numa panela de pressão
"Presto" com o objectivo de fechá-la e
controlar a temperatura. Além disso fez aberturas
na panela para o líquido dialisante. Aproveitando o vácuo
ele conseguia extrair a água em excesso do sangue
do paciente. Uma bomba do sangue era necessária para superar
a resistência dentro do dispositivo.
Este dispositivo foi usado clinicamente e quando foi usado
em circuito fechado, a quantidade exacta de líquido
removido poderia ser determinada.
Inouye WY,
Engelberg J. A simplified artificial dialyzer and
ultrafilter. Surg Forum. Proceedings of the Forum Sessions,
Thirty-ninth Clinical Congress of the American College of
Surgeons, Chicago, Illinois, October, 1953; 4: 438-42.
Filtro de Diálise
de Kiil: 1960
As placas de Kiil foram produzidas
na Noruega sob a orientação do Dr. Fred Kiil. Três
ou mais destas placas eram usadas com duas folhas de membrana
prensadas entre cada par de placas. A membrana era Cuprophan™.
Os sulcos nas placas conduziam o sangue entre as camadas
de membrana, e o líquido de diálise para fora
do envelope da membrana em sentidos opostos, de uma extremidade
das placas à outra.
O volume de preenchimento era menos de 300 centímetros
cúbicos. Quando uma derivação foi usada,
o sangue podia ser bombeado através do dispositivo com pressão
de sangue somente; nenhuma bomba do sangue era necessária.
O líquido em excesso era removido pelo uso da pressão negativa
na linha efluente do líquido de diálise.
Este tipo de dispositivo foi usado para hemodiálises nocturnas
e sem assistência, das quais foi pioneiro o Dr. Belding
Scrbner e o seu grupo em Seattle. Um sistema de líquido
de diálise totalmente monitorizado foi necessário para misturar
automaticamente o líquido e para controlar a temperatura
e a condutividade. Este sistema da entrega foi desenvolvido
pelo Dr. Albert Babb, na Universidade de Washington.
Kiil F. Development of parallel-flow
artificial kidney. Acta Chir Scand. 1960; Suppl 253:
142-150.
Modelo 4002 de Drake-Willock
com Filtro de Diálise de Kiil: 1960s
Em 1964, a filha mais nova
de Charles Bernard Willock convidou um amigo para ir a
casa.
Apresentou ao seu pai o Dr. Richard Drake, um nefrologista
que contou a Willock sobre um paciente que necessitava de 30.000
dólares para tratamentos de diálise. O paciente
tinha vendido a sua casa para pagar o tratamento, mas a sua esposa
fugiu com o dinheiro. Drake disse a Willock o que era necessário
para administrar
os tratamentos, e Willock projectou a máquina “aproximadamente
em uma hora,” de acordo com um artigo do "Oregonian".
Construiu o protótipo com peças que tinha na
sua cave, gastando apenas 250 dólares em
peças novas.
Alguns meses mais tarde, a primeira
máquina foi usada num paciente no hospital Good Samaritan. Então, Drake e Willock fundaram o Drake
Willock Co. para manufacturar as máquinas em Milwaukie,
OU. Quinhentas máquinas foram vendidas durante o
primeiro ano de actividade da empresa. Eventualmente, eram
fabricadas aproximadamente 300 máquinas por
mês, com vendas internacionais de mais de 12 milhões
em 1977, o ano em que a empresa foi vendida.
Agradecemos a utilização
ao iKidney. O artigo original pode ser encontrado aqui.
Modelo A de Milton-Roy
- primeira máquina usada para hemodiálise nocturna
em casa:
1964
Esta máquina foi desenvolvida
a partir do protótipo da máquina “Mini-1” projectada por Albert “Les” Babb para a filha
do seu melhor amigo, Caroline Helm. Teve o nome Mini-1
porque o Dr. Babb tinha projectado um sistema muito maior
(o "Monster"), para a universidade de Washington
antes desta versão para os doentes usarem em casa.
O modelo A foi construído pela Milton Roy Company
em St. Petersburg, Florida em 1964. Foi projectado para
executar a hemodiálise nocturna em casa. Foi feito em folheado
de madeira para ter a aparência duma peça de mobiliário
para a casa. Fazia desinfecção automática
da água quente (90ºC), verificações
automáticas do alarme, lógica de diodo sólido,
e tinha isolamento acústico por dentro para reduzir o ruído.
Este instrumento transformou-se no primeiro de uma série
de sistemas de paciente único e de pressão negativa,
que culminam na 9ª geração, a Baxter Arena
introduzida em 2002.
Twardowski, Zbylut J., Laudatio:
Albert L. Babb, 0Hemodialysis International, Volume
7, Number 4, 2003.
Ciclador de Diálise Peritoneal
Automático: 1964
S.T. Boen, C.M. Mion, F.T.
Curtis e G. Shilipetar desenvolveram um dispositivo
automatizado para fazer diálise peritoneal em casa. Era usado um
frasco de 40 litros que era esterilizado e enchido na
Universidade de Washington. Os frascos eram entregues em
casa do paciente e retornavam depois ao hospital.
Uma câmara era usada para medir o líquido peritoneal
que era drenado ou infundido dentro da cavidade peritoneal.
Uma placa térmica aquecia a solução à
temperatura de corpo e o efluente do peritoneu era medido.
O Dr. Fred Boen usou o método da "picada repetida"
para o acesso. Isto requeria que um médico fosse a casa
do paciente e colocasse cirurgicamente um "trocart"
de 14F no abdómen do paciente. O ajudante do paciente tinha
que estar treinado para remover o "trocart" após
o tratamento de diálise peritoneal.
Boen ST, Mion CM, Curtis FK,
Shilipetar G. Periodic peritoneal dialysis using the
repeated puncture technique and an automatic cycling machine.
Trans Am Soc Artif Intern Organs. 196; 10: 408-14.
Rins artificiais capilares
(filtros de diálise de fibra oca): 1964-1967
Foi dada ao médico Richard Stewart
a possibilidade explorar as aplicações
médicas das fibras capilares de acetato de celulose.
O seu grupo determinou que esta tecnologia teria uma
aplicação prática como rim artificial.
O "rim capilar" original demonstrou que substâncias
poderiam ser removidas selectivamente do sangue, bem como
a água em excesso.
Stewart e outros desenvolveram versões maiores para
uso clínico. Definiram como critérios que
o dispositivo deveria ser tão eficiente como a “filtro
de diálise de bobina dupla” mas deveria também ter
um volume de preenchimento mais baixo e ser mais eficaz.
O modelo clínico mostrado aqui foi usado primeiramente
na Universidade de Michigan em Ann Arbor, e mais tarde na
Marquette
School of Medicine em Milwaukee. O
"rim artificial capilar” tornou-se no padrão
para a hemodiálise de hoje.
Travenol RSP: 1967
Este sistema inteiramente
integrado de diálises foi desenvolvido pelos Laboratórios
Travenol para ser utilizado em hospitais e para a
diálise em casa. O custo inicial do sistema era 1.400 dólares,
e mais de 3.500 destes dispositivos foram produzidos e usados
pelo mundo inteiro.
A máquina requeria que o banho fosse misturado a cada vez.
O reservatório continha 120 litros de água e de concentrado.
Muitos centros usavam água da torneira. O tempo de tratamento
era de seis horas e o paciente era tratado uma a três
vezes numa semana, dependendo da sua condição.
Este tipo de máquina utilizava o filtro de diálise
de bobina e foi modificado mais tarde para usar o filtro
de diálise de fibra oca. “Travenol RSP”
é o termo usado para descrever este sistema da hemodiálise,
que significa máquina de hemodiálise recirculatória de passagem
única.
Shunts de Diálise
em Teflon
Belding Scribner, médico na
Universidade de Washington em Seattle, pediu a Wayne
Quinton, um engenheiro biomédico, que o ajudasse a
desenvolver um acesso permanente à corrente sanguínea para os
pacientes que tivessem problemas de rins. Scribner estava
convencido que assim poderia tratar estes doentes de forma
prolongada.
Quinton desenvolveu um acesso usando
tubulação em Teflon™. Este material
foi bem sucedido pelas suas propriedades anti-aderentes
que impediam que o sangue aderisse aos tubos e coagulasse.
Eles conseguiram demonstrar que um acesso permanente era possível
e que podiam dializar prolongadamente um doente renal.
Mais tarde usariam a tubulação em silicone para o segmento
externo, que funcionava como um absorvente do choque e fornecia
mais conforto e segurança ao paciente. Este dispositivo
foi usado por um doente renal crónico.
Quinton W, Dillard D, Scribner BH.
Cannulation of blood vessels for prolonged hemodialysis.
Trans Am Soc Artif Intern Organs. 1960 Apr 10-11; 6:
104-13.
Ciclador de Diálise Peritoneal
de Drake-Willock: 1970s
Esta máquina peritoneal
(3 frascos, 2 bombas) foi feita por Drake Willock. É identificada
como o modelo 6010. Incorporou um RO por dentro para fazer
a solução peritoneal, para que os frascos
de 40 litros já não fossem necessários.
Este aparelho foi substituído com a introdução
dos sacos plásticos de solução peritoneal
e do DPCA por Baxter nos 1970s.
Filtro de Diálise de Placa
Lisa (ou placa paralela)
Este tipo de filtro de diálise
usava folhas de membrana montadas no topo de telas de sustentação
plásticas, e empilhadas em camadas. O líquido
de diálise fluía entre alguns dos pares de membranas,
e o sangue entre outros pares. O design era de custo reduzido,
e permitia resistência muito pequena ao fluxo, fazendo com
que poucos medicamentos anti-coagulantes fossem necessários.
A tempo, este modelo foi substituído inteiramente pelo filtro
de diálise de
fibra oca.
Máquina de Diálise de Cordis
Dow Seratron: 1979
Máquina de Diálise Cobe
Century 2 Rx: 1980
Sistema extra-corpóreo
de paciente único
Rins artificiais C-DAK
(Filtros de Diálise de fibra oca)
O primeiro “o rim artificial
capilar” pré-esterilizado e pronto a usar foi
feito com uma nova membrana capilar chamada Cuprophan™.
A comunidade da diálise procurava rins artificiais
com maior eficiência. A forma de atingir este objectivo
foi usar mais fibras no dispositivo. Como consequência,
o tamanho do rim artificial começou a crescer. Alguns
modelos mais recentes deste tipo utilizariam uma parede
de membrana mais fina que permitia poucas fibras e um rim
artificial de tamanho menor.
Vários modelos de Filtros
de Diálise que já não se encontram no mercado
Ciclador Automático
de Diálise Peritoneal
O "Ciclador
Automático de Diálise Peritoneal" da
Baxter (Laboratórios
Travenol na altura) foi apresentado em 1984. Quando os doentes
renais começaram a ficar cansados de fazer as suas
próprias trocas, a Baxter automatizou o processo
para que tudo acontecesse de noite. Ninguém lhe chamou "Ciclador
Automático de Diálise Peritoneal"...
eram muitas palavras. Foi chamado simplesmente de "PacX",
porque a instalação da tubulação fazia um X no painel frontal.
Cateteres de Diálise Peritoneal
A. O cateter de Goldberg
foi projectado para impedir a migração através
do enchimento de um pequeno balão na extremidade
mais distante do cateter. O enchimento era conseguido bombeando
o ar para dentro do braço lateral na extremidade
mais próxima do cateter.
B. Este catéter peritoneal
único contem uma carcaça em torno da extremidade
mais distante do cateter para impedir a interferência
do "omentum". Há dois anéis dentro
da carcaça para impedir o colapso. É chamado
o cateter de “Valli” e foi fabricado em Itália.
C. Este cateter ondulado tem
um peso na extremidade mais distante do cateter para ajudar
a manter o cateter para baixo na calha pélvica. É
uma das primeiras versões do cateter ondulado "Tecnkhoff"
que usa "cuffs" (esponjas cilíndricas)
Dacron™.
D. Este é um protótipo
dum cateter com um colar de prata projectado para ser colocado
no local da saída. A prata foi escolhida pelas suas
propriedades anti-bacterianas.
E. Este é um protótipo
dum cateter com um colar do aço inoxidável
projectado para fixar o local da saída para impedir
a infecção.
F. O cateter de "Valli"
foi projectado para impedir a interferência "omental".
G. Protótipo inicial
do cateter "Toronto Western".
Di Paolo N, Patrini G, Garosi
G, Buoncristiani U, Brardi S, Monaci G. A new self-locating
peritoneal catheter. Perit Dial Int. 1996;
16: 623-627.
Goldberg EM, Hill W. A new
peritoneal access prosthesis. Proc Clin Dial Transplant
Forum. 1973; 3: 122-5.
Valli A, Androtti C, Degetto P, Midiri R, Mazzon M, Rovati
C, Valentini A, Crescimanno U, Depaoli Vitali E, Manili
L, Camerini C. 48-months' experience with Valli-2 catheter.
Adv Perit Dial. 1988; 4: 292-7.
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