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As técnicas contínuas de substituição renal utilizam hemofiltros cujas membranas dialisantes são compostas por substâncias sintéticas ou semi-sintéticas como: polisulfona, poliamida, polimetilmetacrilato ou um copolímero de acrilonitrilo e metalilsulfonato de sódio (AN69). São membranas com poros maiores do que as membranas celulósicas e são hidrofóbicas. Estas membranas permitem a passagem de moléculas maiores do que as que atravessam as membranas de celulose utilizadas na hemodiálise convencional.
As membranas sintéticas têm ainda a vantagem de serem mais biocompatíveis, não desencadeando reações imunológicas que poderiam, elas próprias, amplificar a liberação de citoquinas e ativar o sistema do complemento.
Os hemofiltros ou dialisadores têm um desenho estandardizado e são constituídos por milhares de fibras de dimensões capilares da membrana semipermeável, montadas em paralelo no interior de um invólucro cilíndrico constituído por um material plástico rígido. O sangue, depois de entrar numa câmara numa das extremidades do dispositivo, é distribuído através destas fibras capilares da membrana dialisante. Depois de ter percorrido o capilar, o sangue coleta-se numa câmara na outra extremidade do dialisador, regressando ao doente através da tubuladura extracorporal. O compartimento do ultrafiltrado ou da solução dialisante é todo o espaço que rodeia o exterior dos capilares. Este compartimento tem, habitualmente, duas aberturas. Uma delas serve para fazer chegar a solução dialisante, enquanto a outra é responsável pela saída do efluente.

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