Die Geschichte der Dialyse

Inhalt

• Geschichte: Die Anfänge der Dialyse
• 1924: Die erste Dialyse an einem Menschen
• Durchbruch der Dialysebehandlung im Jahr 1945
• 1966: Behandlung von chronischen Nierenerkrankungen
• Hämodialyse: Die Geschichte von B. Braun
• Die Hämodialyse heute und in Zukunft
• Modernste Technik für die Heimdialyse: Wie geht die Geschichte weiter?

Im Laufe der Geschichte waren viele Wissenschaftler*innen an der Entwicklung des Dialyseverfahrens beteiligt. Der Erste, der die Dialyse als Trennverfahren beschrieb, war Thomas Graham, ein britischer Chemiker. In seinen Aufzeichnungen bezog sich Graham auf die Anwendung im chemischen Labor, verwies jedoch auch auf die interdisziplinären Anwendungsmöglichkeiten. In seiner Forschung beschäftigte er sich vor allem mit der Trennung gelöster Stoffe und dem Entzug von Wasser aus Lösungen mithilfe semipermeabler (halb-durchlässiger) Membranen und ebnete damit den Weg der Forschung auf diesem Gebiet.

Auf Basis von Grahams Aufzeichnungen entwickelten John Abel, Leonard Rowntree und Benjamin Turner von der John Hopkins University in Baltimore, USA, das erste Hämodialysegerät und bezeichneten es als „künstliche Niere“. Um das Blut durch den Dialysator leiten zu können, musste die Gerinnungsfähigkeit des Bluts zeitweise unterbunden werden. Für diesen Zweck nutzten die Wissenschaftler Hirudin. Der gerinnungshemmende Wirkstoff wurde bereits 1880 im Speichel von Blutegeln identifiziert. Um kein größeres Risiko einzugehen, wurde das neuartige Gerät vorerst nur an narkotisierten Tieren getestet.

Die Geschichte der Dialyse setzte sich am Universitätsklinikum in Gießen fort, wo der Arzt Georg Haas 1924 die erste Dialysebehandlung an einem Menschen durchführte. Bis 1928 dialysierte Haas insgesamt sechs weitere Patient*innen, von denen jedoch keine*r überlebte. Dies war nicht zwingend auf die neuartige Behandlung, sondern eher auf die mangelnde Effektivität der Behandlung sowie die ohnehin schon kritischen Gesundheitszustände der Patient*innen zurückzuführen.

Anfangs setzte auch Haas Hirudin als gerinnungshemmendes Mittel ein, sah aber mit der Zeit davon ab, da die Substanz bei den Patient*innen allergische Reaktionen auslöste und zu weiteren Komplikationen führte. Das lag unter anderem daran, dass die Substanz nur unzureichend gereinigt wurde und die Gattung der Blutegel genetisch zu weit vom Menschen entfernt angesiedelt ist. Bei Haas‘ letzter Behandlung kam stattdessen Heparin zum Einsatz, das aufgrund seiner Verträglichkeit noch heute zur Gerinnungshemmung verwendet wird.

Die erste erfolgreiche Dialysebehandlung – und damit ein Meilenstein in der Dialysegeschichte – gelang dem niederländischen Internisten Willem Kolff im Jahr 1945. Er dialysierte eine 67-jährige Patientin mit akutem Nierenversagen mithilfe der von ihm entwickelten „Trommelniere“. Die Nierenfunktion der Patientin konnte ersetzt werden. Der Behandlungserfolg war unter anderem den technischen Verbesserungen zu verdanken: Membranschläuche aus Cellophan, einem innovativen Material auf Zellulosebasis, wurden auf eine Holztrommel gewickelt, die während der Behandlung wiederrum durch ein Bad mit einer Elektrolytlösung (Dialysat) rotierte. Die schädlichen und zu entfernenden urämischen Toxine traten während dem Prozess aufgrund physikalischer Grundsätze in das Dialysat über – das Blut wurde „gewaschen“.

Weitere Modifikationen an dem Dialysegerät wurden am Peter Bent Brigham Hospital in Bosten, USA, durchgeführt. Anschließend wurde die Kolff-Brigham-Trommelniere zwischen 1954 und 1962 an insgesamt 22 Krankenhäuser weltweit verschickt. Auch die Zwillingsspulenniere von Kolff und dem österreichischen Arzt Bruno Watschinger, die 1956 vorgestellt wurde, erleichterte die Handhabung für das medizinische Personal erheblich¹.  

Die 1966 entwickelte Cimino-Brescia-Fistel trug dazu bei, dass von nun an auch chronische Nierenerkrankungen behandelt werden konnten². Durch das häufige Punktieren werden die Blutgefäße auf Dauer geschädigt und können irgendwann nicht mehr punktiert werden. Um die Behandlung möglichst kurz zu gestalten, werden außerdem möglichst große Blutgefäße punktiert, die die Waschung von vielen Litern in kurzer Zeit erlauben. Michael Brescia und James Cimino verbanden in einem chirurgischen Eingriff eine Arm-Arterie mit einer Vene und schufen damit eine frühere Version der heute geläufigen Shunts. Dank dieser Technik konnte das Infektionsrisiko verringert werden, eine Dialysebehandlung war auch über Jahre hinweg möglich.

Ende der 1960er-Jahren wurde die Dialyse in Deutschland zur Leistung der Gesetzlichen Krankenversicherung und schuf eine wichtige Voraussetzung für die Behandlung aller Nierenpatient*innen. Die neue, kontrollierte Ultrafiltration der 1970er-Jahre machte die Dialyse noch effektiver und verträglicher für die Patient*innen. Kurz darauf ergänzte die Hämofiltration die gängige Hämodialyse. Hierbei ließ sich ein höherer Spüleffekt bei langsamerer Entgiftung erzielen. Membranmaterialien, Dialysatoren und Dialysegeräte wurden kontinuierlich verbessert und von da an in immer höheren Stückzahlen industriell gefertigt.

Bei der Hämodialyse wird eine künstliche Membran als Dialysator (5) verwendet. Die darin enthaltenen, hohlen Fasern sind halb durchlässig: Um die Giftstoffe aus dem Blut zu filtern, fließt frisches Dialysat (6) durch den Filter und umspült die Fasern von außen. Im verbrauchten Dialysat (7) landen die Giftstoffe, Harnstoff und andere Partikel, die durch diese Membran gelangen, während das Blut durch das Innere der Hohlfaser strömt. Das gereinigte Blut wird anschließend über den Blutschlauch zurück in den Körper gepumpt (8).

Die Nieren eines gesunden Menschen waschen circa 10.000 Liter Blut pro Woche. Im Vergleich dazu schafft die Dialyse nur etwa 300 Liter. Außerdem sind die menschlichen Nieren bei der Blutwäsche „gründlicher“ als jede Dialysemaschine. Allerdings trägt der technische Fortschritt dazu bei, die Dialyse immer effizienter zu gestalten: In Zukunft soll mehr Blut pro Dialyseeinheit gereinigt werden können und auch die Effektivität („Gründlichkeit“) der Reinigung soll erhöht werden.

Moderne Dialysemaschinen verfügen über digitale Monitoring- und Datenmanagementsysteme, teilweise kommen sogar Online-Technologien und die Vernetzung mit spezieller Software zum Einsatz. Diese ist unter anderem für die Heimhämodialyse besonders relevant: Während sich die Patient*innen zu Hause dialysieren, werden ihre Therapiedaten zur Kontrolle an das verantwortliche Dialysezentrum geschickt.

Mögliche Entwicklungen der Dialyse in der Zukunft:

1. So wie Wissenschaft und Ingenieur*innen an autonom fahrenden Autos arbeiten, wird heute auch an autonom arbeitenden Dialysegeräten geforscht.
2. So wie unbemannte Flugkörper (Drohnen) ferngesteuert werden, ist es vielleicht in Zukunft möglich auch Dialysemaschinen fernzusteuern.
3. So wie Fahrzeuge immer sicherer werden und die Zahl der Verkehrsunfälle sinkt, strebt man danach die Dialysebehandlung sicherer zu gestalten.
4. So wie das Autofahren und Fliegen immer individueller, kundenfreundlicher und bequemer wird, strebt man danach, dass auch medizinische Behandlungen immer individueller, patientenfreundlicher und komfortabler werden.
5. So wie viele moderne Behandlungen (Chemotherapie, Blutzuckereinstellung bei Diabetes, Ernährungstherapien, usw.) immer mehr aus dem Krankenhaus in das häusliche Umfeld verlagert werden, sollte man versuchen, die Heimdialyse breitflächig zu ermöglichen.

Die Heimdialyse wird für die Medizin eine immer relevantere Behandlungsmethode. Denn die Herausforderung liegt längst nicht mehr ausschließlich in den therapeutischen Möglichkeiten, sondern vielmehr in den mangelnden Kapazitäten der Zentren. Die Zahl der Dialysepatient*innen steigt aufgrund der Überalterung der Gesellschaft und überlastet damit zunehmend das medizinische Personal vor Ort. Doch nicht nur die Zentren können von der neuen Behandlungsmethode profitieren: Die Heimhämodialyse kann die Lebensqualität der Patient*innen steigern.

Sie sind Dialysepatient*in und interessieren sich für die Heimhämodialyse mit dem DAHEIM Service von B. Braun? Kontaktieren Sie uns! Gemeinsam klären wir Ihre Fragen und suchen das Gespräch mit Ihren behandelnden Ärzt*innen. Füllen Sie entweder unser Kontaktformular aus oder melden Sie sich per E-Mail an daheim-service@bbraun.com oder per Telefon unter +49 (0) 56 61 – 71 46 11 bei unserem Service-Team.

¹ _{Zentralblatt für Chirurgie, Band 93, Ausgaben 14-26, Barth, 1968:573}
² _{M. Hegenscheid, W. Hepp, Dialyseshunts, Grundlagen — Chirurgie — Komplikationen, Steinkopff, 2013:6}