Dialysens historia

Akut och kronisk njursvikt, som kan leda till döden om den lämnas obehandlad i flera dagar eller veckor, är en sjukdom som är lika gammal som mänskligheten själv. I det tidiga Rom och senare under medeltiden behandlades uremi med bland annat varma bad, svettbehandling, åderlåtning och lavemang. Nuvarande metoder för behandling av njursvikt omfattar fysiska processer såsom osmos och diffusion, som är vanligt förekommande i naturen och hjälper till transportera bort vatten och lösta ämnen.  De första vetenskapliga beskrivningarna av dessa metoder härstammar från 1800-talet och kom från den skotska kemisten Thomas Graham, som blev känd som ”dialysens fader." Till att börja med blev osmos och dialys populära som metoder som användes på kemiska laboratorier för att separera lösta ämnen eller avlägsna vatten från lösningar genom semipermeabla membran. Graham, som var långt före sin tid, angav i sitt arbete de potentiella användningsområdena för dessa metoder inom medicinen. Idag betyder hemodialys ett förfarande för extrakorporealt omlopp, dvs. utanför kroppen, där man filtrerar bort uremiska ämnen från blodet hos patienter som lider av njursjukdom.

På hösten 1945 gjorde Willem Kolff från Nederländerna det genombrott som så länge hade misslyckats för Haas. Kolff används en njure i form av en roterande trumma för att utföra en veckolång dialysbehandling på en 67-årig patient som hade lagts in på sjukhuset med akut njursvikt. Patienten kunde därefter skrivas ut med normal njurfunktion.

Denna patient visade att det koncept som hade utvecklats av Abel och Haas kunde omsättas i praktiken, och utgjorde därmed det första stora genombrottet i behandlingen av patienter med njursjukdom. Framgången berodde delvis på att de tekniska förbättringarna av den utrustning som användes för behandlingen. Kolffs roterande trumnjure använde membranösa rör av ett nytt cellulosabaserat material som kallades för cellofan, och som faktiskt användes i livsmedelsförpackningar. Under behandlingen lindades de blodfyllda rören runt en trätrumma som roterades i en elektrolytlösning som kallades för "dialysat". När de membranösa rören passerade genom badet orsakade fysikens lagar att lågmolekylära uremiska toxiner passerade över till denna sköljvätska.

Några exemplar av Kolffs roterande trumnjure korsade Atlanten och anlände till Peter Brent Brigham Hospital i Boston, där den genomgick betydande tekniska förbättringar. Den modifierade maskinerna blev känd som Kolff-Brighams konstgjorda njure, och mellan 1954 och 1962 levererades den från Boston till 22 sjukhus över hela världen. Kolff-Brigham-njuren hade tidigare klarat sitt praktiska prov under extrema förhållanden under Koreakriget. Dialysbehandling lyckats förbättra den genomsnittliga överlevnadsgraden för soldater som led av posttraumatisk njursvik, som därmed vann tid för ytterligare medicinska förfaranden.

En av den naturliga njurens viktigaste funktioner, förutom bortfiltrering av uremiska toxiner, är borttagning av överflödigt vatten. När njurarna inte fungerar måste denna funktion övertas av den konstgjorda njuren, som också kallas för dialysator. Den process genom vilken plasmavatten från patienten pressas genom dialysatorns membran med tryckhjälp kallas för ultrafiltration.

1947 publicerade Svensken Nils Alwall ett vetenskapligt arbete där han beskriver en modifierad dialysator som kunde utföra den nödvändiga kombinationen av dialys och ultrafiltration bättre än den ursprungliga Kolff-njuren. Det cellofanmembran som användes i denna dialysator kunde motstå högre tryck tack vare sin placering mellan två skyddande metallgaller. Alla membranen befann sig i en noga förseglad cylinder så att olika tryckförhållanden kunde genereras.

Genom att bevisa att uremiska patienter framgångsrikt kunde behandlas med hjälp av en konstgjord njure utlöste  Kolff en omfattande aktivitet runt om i världen för att utveckla förbättrade och mer effektiva dialysatorer. "Dialysatorn med parallella plattor” var den viktigaste utvecklingen av denna period. Istället för att pumpa blod genom membranösa rör ledde denna dialysator flödet av dialyslösning och blod genom alternerande lager av membranösa material. Precis som dialysatortekniken fortsatte även de vetenskapliga principerna rörande transport av ämnen mellan membran att utvecklas, och dessa principer tillämpades specifikt på dialys. Detta arbete gjorde att forskarna kunde utveckla en kvantitativ beskrivning av dialysprocessen, vilket möjliggjorde utveckling av dialysatorer med tydligt definierade egenskaper.

Denna utveckling möjliggjorde långtidsbehandling av patienter med kronisk njursvikt. På våren 1960 implanterade Scribner en shunt på amerikanska Clyde Shields i Seattle. Shields blev den första kroniska hemodialyspatienten, och dialysbehandlingarna gjorde att han kunde leva i ytterligare elva år innan han dog i hjärtsjukdom.

Dessa framgångar utgjorde en bördig grund för världens första kroniska hemodialysprogram, som inrättades i Seattle under de följande åren. På den tiden avstod Scribner och hans team från att söka patentskydd för många av sina uppfinningar och innovationer för att säkerställa en snabb distribution av deras livräddande teknik för dialyspatienter. Utveckling av förbättrade metoder för åtkomst till blodkärl innebar att patienter med kronisk njursjukdom för första gången kunde erbjudas effektiv behandling. Men i början av 1970-talet tog en dialysbehandling ungefär tolv timmar och var mycket dyr på grund av stora kostnader för både material och själva behandlingen. På grund av detta kunde inte alla njurpatienter få tillgång till denna livräddande behandling. I USA var det t.ex. kommittéer som bestämde hur det lilla antalet behandlingsplatser skulle fördelas – beslut som avgjorde liv eller död.

Efter de tidiga framgångarna i Seattle etablerades hemodialys som förstahandsbehandling för kronisk och akut njursvikt. Membran, dialysatorer och dialysmaskiner förbättrades kontinuerligt och tillverkades industriellt i allt fler större antal. Ett stort steg framåt togs med den första dialysatorn med ihåliga fibrer 1964. Denna teknik ersatte de membranösa rör och platta membran som hittills varit det vanliga med ett antal ihåliga membran i kapillärstorlek. Detta förfarande möjliggjorde produktion av dialysatorer med en yta stor nog för att uppfylla kraven för effektiv dialysbehandling.

Under åren som följde blev det, tack vare utvecklingen av lämplig industriell tillverkningsteknik, möjligt att producera stora antal av engångsdialysatorer till ett rimligt pris. Idag tillverkas dialysatorer av helsyntetiskt polysulfon, en plast som uppvisar exceptionellt bra filtreringseffektivitet och tolerabilitet för patienterna. De är fortfarande baserade på samma tekniker.  De senaste dialysmaskinerna övervakar också patienterna för att säkerställa att kritiska förhållanden kan upptäckas och behandlas på ett tidigt stadium. De har effektiva övervaknings- och datahanteringssystem och har blivit mer användarvänliga under de senaste åren. Ett växande antal av den senaste generationens dialysmaskiner utnyttjar också datorstyrda maskiner, onlineteknik, nätverk och speciell mjukvara. 

Allt eftersom den kliniska användningen av hemodialys har blivit alltmer utbredd har forskarna kunnat undersöka de unika egenskaperna hos patienter med kronisk njursjukdom. I motsats till de tidiga årens dialys som presenteras här, är brist på adekvata behandlingsmetoder eller -teknik är inte längre en utmaning vid behandling av patienter med njursjukdom. Den nuvarande utmaningar härrör snarare från det stora antalet patienter som behöver dialysbehandling, komplikationer till följd av många års dialysbehandling, och en patientpopulation som medför såväl demografiska som medicinska utmaningar; en grupp vars behandling skulle vara otänkbar om det inte vore för det banbrytande arbete som presenteras här.