Одна из немногих тем, которыми я занимался в последнее время - мембраны, а именно - исследование селективности мембранных процессов. Меня заинтересовало, что происходит такого, что мембрана (по сути - полимерная плёнка с маленькими порами) пропускает через себя только большие или только маленькие частицы? А каким образом мембрана может пропускать только положительно или отрицательно заряженные ионы? Если честно, с ходу разобраться у меня в этой теме не получилось (и правильно, ведь в лабораториях целые команды специалистов занимаются именно мембранными процессами), но вот некоторыми знаниями в этой области мне удастся поделиться с тобой, дорогой читатель. Объяснять я буду, конечно, переводя с научного языка на человеческий.
Мембраны используются во многих сферах нашей жизни. С помощью мембранных процессов получают дистиллированную воду особой чистоты, используемую в лабораториях. С помощью мембран водопроводная вода очищается от вредных веществ, которые могут оставаться при первичной обработке воды (хлор, фенолы) или же "приходить" в неё из труб (железо, из-за которого вода становится рыжей). Да и мембрана клетки любого живого организма является маленькой селективной мембраной, пропускающей в одну сторону необходимые вещества, а в другую - продукты жизнедеятельности. Сегодня я рассмотрю использование мембран в медицинских целях, а именно в качестве аппарата "искусственная почка".
Что же такое "искусственная почка"? Это аппарат, который помогает людям с такими заболеваниями, как, например, почечная недостаточность, выводить токсины из организма.
Подсоединяется он с помощью специального шунта к вене, в вену же уходит отфильтрованная кровь. Для того, чтобы она не сгущалась и не сворачивалась прямо в аппарате, добавляется антикоагулянт. К слову, антикоагулянты вводят также комары при укусе, благодаря чему "животворящая жидкость" не сворачивается у них в брюхе. Именно благодаря антикоагулянту мы можем наблюдать огромное красное мокрое пятно после убийства взявшего своё комара. Но вернёмся к теме. По шлангу кровь поступает в сам прибор, гемодиализатор, где распределяется на много очень маленьких трубочек, стенки которых являются мембранами, разделяющими кровь и гемодиализный раствор. Страшное название, не так ли? На самом деле, гемодиализный раствор - обычный физраствор, вода с добавлением в неё неких веществ (например, обычной соли), практически идентичный по своему составу плазме крови. Он подаётся под небольшим давлением, создаваемым насосом, для лучшего очищения. Но об этом чуть позже.
Итак, кровь попадает в мембрану, имеющие довольно маленькие поры. Они достаточно большие, чтобы пропускать через себя воду, ионы и белки-токсины, которые не должны содержаться в крови, но маловаты для клеток крови. Обычно у больного, нуждающегося в гемодиализе, в крови сильно превышена концентрация продуктов распада белков, жиров и углеводов (таких как мочевина, например), а в диализате таких веществ нет совсем, создаётся так называемое осмотическое давление, из-за которого вредные вещества проходят сквозь мембрану в диализат, который сразу же выводится из аппарата. Подобным образом в кровь можно, при необходимости, добавить или убрать соли...
Таким образом, концентрация токсинов в крови резко падает благодаря чудесному аппарату "искуственная почка". Конечно, все вредные вещества удалить из крови за минуту невозможно, ведь аппарат фильтрует лишь кровь, проходящую через одну из вен (а их ведь много), поэтому приходится процедуру повторять после "перемешивания" крови.
В настоящий момент также создали портативную искусственную почку, сопоставимую по размерам с живой. Работа там основана на живых клетках, полученных из почки организма. Такая почка, конечно, фильтрует несколько хуже, чем настоящая, однако всё ещё впереди, ведь прогресс, как известно, не стоит на месте.
Дорогой читатель! Мы очень рады тому, что ты дочитал этот материал до конца. Ещё сильнее мы будем разы подписке, комментариям и оценкам нашего материала. Ведь это позволит нам писать больше и лучше.
С уважением, команда TryChemistry