Núcleo de Ingeniería Biomédica

Curso de Ingeniería Biomédica 2010.

Daniel Geido

Afecciones renales

• Varias afecciones como la hipertensión, diabetes, infecciones, cálculos, entre muchas otras, pueden alterar el correcto funcionamiento del riñón, forma parcial o total.

• Tratamientos:– Hemodiálisis.– Diálisis peritoneal.– Transplante de riñón.

Hemodiálisis

Hemodiálisis• Reemplaza las funciones principales del riñón

(mediante el uso de una membrana semipermeable sintética externa): – Purificación de la sangre, estabilización de niveles de iones

(por ej. Na, K, glucosa, etc.). Se le llama diálisis.– Eliminación de exceso de líquido de la sangre. Se le llama

ultrafiltración.– Los procesos que posibilitan esto son:

• Gradientes de concentración.• Diferencia de presión hidrostática.• Osmosis (diferencia de presión osmótica)

• La sangre se extrae y devuelve al paciente (mediante una fístula), luego de estar en contacto a contracorriente, a través de dicha membrana, con una solución preparada (baño).

Circuitos de baño y de sangre• Se tienen dos circuitos separados por una

membrana:

Membrana

Consideraciones de diseño para el circuito de sangre

• Permitir flujo ajustable entre 0 y 500 ml/min.• Considerar pacientes que solo toleran Diálisis con

Unipunción. • Uso de bombas que no contaminen la sangre

(peristalticas)• Control de los puntos de extracción y retorno de sangre

al paciente (control de la presión arterial y venosa).• Permitir el aporte de suero y/o medicamentos.• Detectores de inicio y fin de diálisis (sensor optico).• Seguridad:

· Diámetro del tubo adecuado (para evitar hemólisis).· Uso de anticoagulantes de sangre (bombas de heparina).· Eliminación de aire para evitar su ingreso al paciente (purgador), y alarma cuando no sea posible eliminarlo (sensores de ultrasonido).· Oclusión de tubuladuras en caso de detección de problemas, mediante pinzado (clamp)

Circuito de sangre

Consideraciones de diseño para el circuito de baño

• Preparado del baño mezclando en forma volumétrica o mediante control de conductividad:– Agua tratada (ablandador, filtro de carbón activado y ósmosis

inversa).– Concentrados:

» Acetado.» Acido + Bicarbonato (líquidio o en polvo).» Ambos pueden tener aportes extras para cada paciente

(Potasio, Glucosa, otro).• Ajuste de la temperatura del baño, para control de la temperatura de la

sangre.• Lograr una presión transmembrana (Pb-Pv<0) llamada TMP, suficiente

para ultrafiltrar.• Medir dicha TMP para controlar ultrafiltarción.• Poder eliminar aire del circuito de baño.• Considerar diálisis secuencial.• Seguridad:

– Válvula de by-pass.– Detector de fuga de sangre.– Medida en línea de conductividad y temperatura.– Medida en línea de temperatura.– Control de entrada de desinfectante.

Dilución de concentrados

• Los concentrados son preparados por laboratorios para ser mezclados en forma volumétrica.– Ejemplos: 1+34 o 1:35, 1+44 o 1:45, 1:28,57, etc.

• Básicamente existen 2 tipos de mezclas:– Acetato (ejemplo de concentraciones):

– Acido + Bicarbonato (ejemplo de concentraciones): :

35,00109,500,501,7502,00138

Acetato-(mmol/l)Cl-(mmol/l)Mg+(mmol/l)Ca++(mmol/l)K+(mmol/l)Na+(mmol/l)

4,086,01,53,52,079

Acido acetico (mmol/l)Cl- (mmol/l)Mg+(mmol/l)Ca++(mmol/l)K+(mmol/l)Na+(mmol/l)

39,020,059,0

Bicarbonato (mmol/l)Cl-(mmol/l)Na+(mmol/l)

Dilución por conductividad• El sodio tiene un papel dominante en cada uno de los

concentrados.• De esta forma se puede saber la dilución midiendo su

concentración.• Este método tiene desventajas respecto a la mezcla

volumétrica (riesgo de PH incorrecto).• La concentración de sodio y la conductividad del

preparado siguen una relación lineal, de esta forma se utiliza la conductividad para saber la concentración de sodio.

• Resistividad (ohm.m), Resistencia (ohm), Conductancia (1/ohm=Siemens), Conductividad (1/(ohm.m)=S/m).

• Equivalencia: 138mmol/l equivalen a 14mS/cm a 25ºC!.• Varicación de 2% por cada ºC.• Medida de conductividad por ley de Ohm y temperatura.

Circuito de bañoCircuito abierto

Circuito de bañoCircuito cerrado

Cámara de balance

Esterilización

• En nuestro país las fibras son re-usadas, siempre con el mismo paciente, del orden de 20 veces. Entre diálisis se lava y desinfectan.

• El equipo debe ser desinfectado luego de cada diálisis. Hay dos tipos de desinfección:– Con oxidantes químicos: Hipoclorito, Peróxido de

Hidrógeno, otros.– Con calor: se hace circular agua a 90 grados.– Descalcificación periódica del equipo, usualmente

con ácido cítrico.

Diálisis peritoneal

Diálisis peritoneal

• Intercambio de sustancias y agua usando como membrana el peritoneo del propio paciente.

• Se ingresa y se saca el líquido de diálisis varias veces al día mediante un cateterque atraviesa el abdomen.

• Menos eficiente que la HD.• Riesgos de peritonitis (infección

abdominal grave).

• Existen 3 tipos de diálisis peritoneal:

– Diálisis peritoneal ambulatoria continua (CAPD):• Sin ayuda de equipos, se usa la gravedad. El propio paciente ingresa y saca

el líquido de diálisis cada 4 a 6hs. Durante la noche no se recambia.

– Diálisis peritoneal cíclica continua (CCPD):• Se usa un equipo llamado cicladora. Dicho equipo ingresa y saca durante la

noche, mientras el paciente duerme, el líquido de diálisis en forma automática cada 1h30 aprox. Durante el día no se recambia.

– Combinación de CAPD y CCPD.

Cicladoras

• Transporte de líquidos desde y hacia el paciente.

• Precalentar el líquido que ingresa al paciente.• Pesar el líquido ingresado y luego el extraído

del paciente para calcular así la ultrafiltración realizada.

• Permitir agregado de sustancias extras, aportes.• Tubuladuras descartables, no hay desinfección

ni lavado.