Nel 1861 i chimici applicavano tecniche di dialisi per rimuovere i soluti dalle soluzioni. Dall’urina, per esempio, estraevano l’urea. Solo un secolo dopo, però, la dialisi passò alla clinica. Infatti occorreva ancora che fossero scoperti l’eparina ed il cellophane. Furono uomini come Abel, Thalheimer e Kolff che portarono alla applicazione della dialisi, utilizzata dapprima per gli avvenelamenti. Oggi più di 200.000 uremici sono trattati con dialisi in USA ed il diabete scompensato e la nefropatia diabetica sono le principali cause di insufficienza renale.

Come funziona il rene artificiale?

La procedura dialitica si basa su due principi scientifici: diffusione ed ultrafiltrazione. La diffusione ha un ruolo critico in dialisi, ma non rappresenta il modo in cui lavora il rene normale, mentre la tecnica di ultrafiltrazione è molto simile al principio con cui lavora il rene normale. Il principio di base è che se in due soluzioni ho una concentrazione differente di soluto, separata con una membrana semipermeabile, per es. il cellophane, allora ne deriva che i due soluti tendono a raggiungere la stessa concentrazione. In vivo il cellophane è sostituito dal peritoneo, che è una membrana viva ed intelligente. Il movimento delle particelle di soluto procede dalla soluzione a concentrazione maggiore verso quella a concentrazione minore. Le membrane da dialisi sono state rimpiazzate da membrane in cuprophane, derivato dalla cellulosa, mentre nei più moderni dializzatori si impiegano membrane sintetiche (polimetilmecrilato, policarbonato, ecc.). Il sangue umano passa nel dializzatore a fibre cave carico di scorie azotate che interpone una membrana semipermeabile tra il sangue e la soluzione (dialisato). Per cui la dialisi è funzione del numero e delle dimensioni dei pori, del tempo di esposizione delle soluzioni e dimensioni dei pori, del tempo di esposizione delle soluzione alla membrana e la concentrazione delle particelle nella soluzione. Le molecole di piccole dimensioni come l’urea vengono efficacemente rimosse per diffusione. Il gradiente di concentrazione tra sangue e del dialisato è importante e quindi anche la velocità di flusso del sangue influenzano la clearance (cioè la depurazione) dalle sostanze tossiche. L’ultrafiltrazione dipende dalla pressione che muove le particelle o l’acqua attraverso la membrana e la pressione può essere idrostatica o osmotica.

Nel rene normale, come sappiamo, è il cuore che fornisce pressione al sistema circolatorio, pressione che si ripercuote sull’arteria renale, diramazione dell’aorta addominale, pressione che infine  spinge il sangue nei capillari del glomerulo e ne consente la filtrazione, determinandosi la formazione di un filtrato detto “preurina” che passa nella capsula di Bowman, filtrato che contiene in sé molecole piccole e molecole grandi. In dialisi, per consentire il filtraggio, si ricorre alla forza di pompaggio del cuore stesso o a pompe-sangue appositamente costruite per il circuito extracorporeo. Il rene, invece, è un organo più intelligente della macchina dialitica perché riesce a riassorbire quei soluti che sono necessari ed elimina quelli tossici non necessari che, evidentemente, non essendo riassorbiti, transitano nelle urine a costituire i 1500-2000 ml di urina quotidiana.

La dialisi funziona utilizzando una soluzione dialitica che ha il compito, per così dire, al passaggio del sangue dentro la macchina, di “calamitare” le sostanze tossiche diluendole in sé. Tale soluzione, prima della dialisi, non contiene urea, creatinina o altre tossine uremiche mentre alla fine della dialisi si riscontrano tali sostanze. Le soluzioni da dialisi possono essere essenzialmente di due tipi: