biotechnologia


 
 

Dializa

Dializa jest rodzajem procesu membranowego, w którym następuje usuwanie substancji niskocząsteczkowych z roztworu dializowanego do czystej wody. Do tego celu wykorzystuje się porowate membrany o budowie symetrycznej, zbudowane zazwyczaj z pochodnych celulozy. Efektywność procesu zależna jest od dyfuzyjnego przenikania składników przez membranę oraz od szybkości przepływów roztworu dializowanego i dializatu (roztworu odbierającego). Początki dializy to lata trzydzieste ubiegłego wieku, kiedy to proces ten wykorzystywano do odzyskiwania wodorotlenku sodu z roztworu odpadowego powstającego przy produkcji sztucznego jedwabiu. Obecnie dializę najszerzej stosuje się do oczyszczania krwi z produktów metabolizmu. W latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia zaczęto stosować ją także do odzyskiwania kwasów mineralnych ze zużytych kąpieli trawiących.


Dializoterapia (techniki nerkozastępcze)

Jest to leczenie zastępujące funkcje nerek w przypadku ich krótkotrwałej lub przewlekłej niewydolności. Umożliwia oczyszczenie krwi z toksyn, usunięcie nadmiaru wody i wyrównaniu zaburzeń jonowych. Obecnie w tym celu stosuje się hemodializę i dializę otrzewnową. Hemodializa polega na oczyszczaniu krwi ze szkodliwych substancji poza organizmem chorego, w sztucznej nerce. Krew jest przetaczana do takiej nerki przez dren tętniczy poprzez wkłucie na przedramieniu do przetoki tętniczo – żylnej. Po oczyszczeniu krew wraca do pacjenta tą samą drogą. Zabieg trwa 5-6 godzin, przez dializator przepływa wtedy około 50 l krwi, jednorazowo pozaustrojowo znajduje się 200-300 ml płynu. Ograniczeniem dla pacjentów jest miażdżyca, bowiem do założenia przetoki niezbędny jest dobry stan tętnic. Poza tym zabieg musi być wykonywany w szpitalu co 2-3 dni, przy obecności fachowego personelu, odpowiedniego sprzętu i stacji uzdatniania wody. Hemodializa może jednak prowadzić do hipotonii, na skutek gwałtownego przesunięcia wody i substancji osmotycznie czynnych między przestrzeniami organizmu oraz szybkiej korekcji kwasicy. Spadek ciśnienia może być wywołany również przez aktywację dopełniacza, uwalnianie prostaglandyn, kinin i cytokin, indukowane kontaktem z niezgodnymi biologicznie błonami biologicznymi. W okresach pomiędzy zabiegami narastające ilości wody i substancji toksycznych zostają wydalone, co powoduje ciągły szok metaboliczny dla organizmu. Stan taki może być niebezpieczny dla chorych, bowiem trudno w takich sytuacjach utrzymać stałe wartości hemodynamiczne. W Polsce odsetek pacjentów leczonych tą metodą jest wysoki (85%), u pozostałych stosowana jest dializa otrzewnowa. Oparta jest ona na dyfuzji przez błonę dializacyjną między krwią pacjenta a płynem dializacyjnym. Błonę półprzepuszczalną stanowi tu błona otrzewnowa wyściełająca jamę brzuszną i pokrywająca znajdujące się w niej narządy. Zastosowanie cewnika umożliwia wielokrotne wprowadzanie czystego płynu i wyprowadzanie płynu z toksynami. Przeciwwskazaniami medycznymi do tego rodzaju dializy są: przewlekłe choroby jamy brzusznej, blizny, zrosty pooperacyjne, przewlekłe stany zapalne i przepukliny. Zabieg ten może być stosowany w domu, po odpowiednim przeszkoleniu pacjenta lub członków rodziny. Istnieją dwie formy tego typu dializy. Jedną z nich jest ciągła ambulatoryjna dializa otrzewnowa (CADO) stosowana w domu, 3-5 razy w ciągu doby. Używane są dwa rodzaje worków: pusty oraz wypełniony 2-3 l płynu dializacyjnego. Taki płyn poprzez cewnik dostaje się do otrzewnej, gdzie z krwi przechodzi do niego nadmiar wody oraz toksyny, następnie odprowadzany jest on do worka pustego. Innym rodzajem dializy jest automatyczna dializa otrzewnowa (ADO), w której pacjent podłączany jest do cyklera wieczorem i podczas snu urządzenie samo wymienia płyn. Tej terapii poddane są w Polsce wszystkie wymagające temu dzieci. Dializę otrzewnową przeprowadza się u osób chorych na cukrzycę, z niewydolnością wieńcową i sercowo – naczyniową, skłonnych do niskiego ciśnienia, z WZW typu B i C oraz u tych chorych, u których niemożliwe jest utworzenie przetoki do hemodializy. Również jest to rozwiązanie dla pacjentów z zachowaną resztkową czynnością nerek.


Rys.1. Schemat wymiany płynów w procesie dializy otrzewnowej żródło: Broszura informacyjna firmy Baxter „Rozpoczynając dializy otrzewnowe”

Dialityczne procesy membranowe służące do odzyskiwania kwasów lub metali ze ścieków przemysłowych

Do odzyskiwania kwasów mineralnych oraz soli metali ze ścieków z trawialni i galwanizerii wykorzystuje się procesy membranowe z grupy procesów dyfuzyjnych. Należą tu: dializa dyfuzyjna, elektrodializa mono- i bipolarna. Podczas dializy dyfuzyjnej transport kwasu przez membranę anionowymienną następuje na skutek gradientu stężeń oraz przyciągania anionów kwasu przed dodatnie jony stałe membrany. Sól metalu, jako składnik balastowy zużytej kąpieli trawiącej, pozostaje w oczyszczonym roztworze na skutek odpychania kationów metalu przez jony stałe. W procesie tym powstają odkwaszony rozwór soli oraz roztwór odzyskanego kwasu z niewielką domieszką soli. Zanieczyszczenie to związane jest z przeciekaniem soli przez membranę, wywołanym niepełnym zatrzymaniem jonów metalu przez jony stałe membrany. Podczas przemysłowego rozdziału kwasu i soli odzysk obu z nich sięga 80-95%.


Rys.2. Zasada odzyskiwania kwasu podczas dializy dyfuzyjnej (A-membrana anionowymienna, czarne - sól, białe - kwas) żródło: Ekonomiczne aspekty odzyskiwania kwasów i soli metali ze ścieków przemysłowych, Wisniewski J. A., Różańska A.,

Elektrodializa rozwija się od 1952 r., kiedy to powstał pierwszy zakład odsalania wody tą metodą. Po opracowaniu membran monoselektywnych zaczęto stosować elektrodializę monopolarną do produkcji soli spożywczej z wody morskiej oraz usuwania szkodliwych jonów jednowartościowych z wody. W połowie lat osiemdziesiątych rozpoczęto na skalę przemysłową wykorzystywać membrany bipolarne w procesie elektrodializy bipolarnej do odzyskiwania kwasów z roztworów po trawieniu stali kwasoodpornej. Proces elektrodializy monopolarnej polega na transporcie jonów przez ułożone na przemian błony aniono (A)- i kationowymienne (K) w stałym polu elektrycznym. Powstają wówczas dwa strumienie – strumień odsolony (diluat) i zatężony (koncentrat). W elektrodializie bipolarnej oprócz błony bipolarnej wykorzystuje się także co najmniej jedną membranę monopolarną. Rozwiązaniem typowym jest układ trójkomorowy z membraną bipolarną oraz aniono- i kationowymienną. Jako wynik dysocjacji cząstek wody w błonie bipolarnej, do komór sąsiadujących wędrują jony wodorowe i wodorotlenowe. Jednocześnie przez membrany monopolarne do tych komór trafiają jony soli. Powstają nowe produkty- kwas i zasada. Stosowanie wszystkich omówionych dialitycznych procesów membranowych przyczynia się do znacznego obniżenia zużycia chemikaliów stosowanych w procesach produkcyjnych oraz jest metodą neutralizacji ścieków. Poza tym odzyskiwanie kwasów ze ścieków czy zużytych kąpieli trawiących jest ekonomicznie uzasadnione, podobnie jak odzyskiwanie soli metali z wody z płukania po galwanizacji.


Karolina Podsiadły


Literatura:
1. Broszura informacyjna firmy Baxter „Rozpoczynając dializy otrzewnowe”
2. Matuszkiewicz-Rowińska J., 2006. Ostra niewydolność nerek. Wydawnictwo Lekarskie PZWL
3. Wiśniewski J. A., Różańska A., 2007. Ekonomiczne aspekty odzyskiwania kwasów i soli metali ze ścieków przemysłowych. Ochrona Środowiska, 29(2): 43-47



Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

83 anonymous users oraz 0 registered users online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u