Исследования, разработка и создание автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.17, доктор наук Базаев Николай Александрович

• Базаев Николай Александрович
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Базаев Николай Александрович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Принципы организации и особенности функционирования

современной аппаратуры для восстановления нарушенной поливариантной ... системы мочевыделения

1.1. Принципы организации современных технических средств

искусственного очищения крови

1.2. Прототипы автономной носимой аппаратуры для

восстановленияполивариантной системы мочевыделения

1.3. Методы регенерации отработанного диализирующего раствора

1.4. Использование автономного носимого аппарата перитонеального

диализа пациентами с сахарным диабетом 1 типа

1.5. Требования к основным техническим и функциональным

характеристикам автономной носимой аппаратуры восстановления

нарушенной поливариантной системы мочевыделения

1.6. Принцип построения автономного носимого аппарата для

восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения

методом перитонеального диализа

Выводы к главе

Глава 2. Исследования и разработка биотехнической модели регенерации

диализата для автономной носимой аппаратуры перитонеального диализа

2.1. Разработка модели подсистемы регенерации диализата

2.2. Исследование методов регенерации диализата

2.2.1. Исследование сорбционного метода регенерации диализата

2.2.2. Исследование электрохимического метода регенерации диализата

2.2.3. Исследование метода гидролиза мочевины с помощью фермента

уреаза

2.2.4. Разработка сорбентов с повышенной сорбционной ёмкостью по

мочевине

Стр.

2.3. Исследование эффективности длительного применения

диализируюшего раствора с различными осмотическими агентами в

автономном носимом аппарате перитонеального диализа

2.4. Разработка биотехнической модели регенерации диализата для

автономного носимого аппарата перитонеального диализа

Выводы к главе

Глава 3. Биотехническая модель восстановления поливариантной системы

мочевыделения

3.1. Физическая модель биотехнической системы восстановления

поливариантной системы мочевыделения с помощью автономной носимой .... аппаратуры перитонеального диализа

3.2. Математическая модель биотехнической системы искусственного

очищения крови с помощью автономной носимой аппаратуры

перитонеального диализа

3.2.1. Апробация математической модели биотехнической системы

восстановления поливариантной системы мочевыделения с помощью

автономной носимой аппаратуры периотнеального диализа

3.3. Математическая модель регуляции концентрации глюкозы в крови

Выводы к главе

Глава 4. Разработка и создание автономного носимого аппарата для

восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения

методом перитонеального диализа

4.1. Разработка и изготовление элементов автономного носимого аппарата

перитонеального диализа

4.2. Разработка алгоритма функционирования автономного носимого

аппарата для восстановления нарушенной поливариантной

системы мочевыделения

Стр.

4.3. Изготовление автономного носимого аппарата перитонеального

диализа для восстановления нарушенной поливариантной системы

мочевыделения

Выводы к главе

Глава 5. Оценка эффективности функционирования автономного носимого.... аппарата перитонеального диализа

5.1. Методика оценки эффективности автономной носимой аппаратуры для ... восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения

5.2. Регенерация модельных растворов с помощью автономной носимой

аппаратуры перитонеального диализа

5.3. Регенерация отработанного диализата с помощью опытного образца

автономного носимого объекта искусственного очищения крови

5.4. Испытание автономной носимой аппаратуры перитонеального диализа.... для восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения ... животных

5.4.1. Оценка эффективности функционирования автономной носимой

аппаратуры для восстановления нарушенной поливариантной система

мочевыделения собаки

5.4.2. Оценка эффективности функционирования автономной носимой

аппаратуры для восстановления нарушенной поливариантной системы

мочевыделения свиньи

Выводы к главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования, разработка и создание автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа»

Актуальность работы

Развитие современной медицины напрямую связано с необходимостью комплексного подхода в лечении хронических заболеваний, поскольку организм человека является сложной поливариантной системой с большим количеством взаимосвязей. В случае хронической почечной недостаточности основная задача жизнеобеспечения пациента состоит в искусственном очищении крови, которое компенсирует утраченную экскреторную функцию природных почек.

В России основы проектирования аппаратуры искусственного очищения крови заложили Козлов Ю.Г., Хайтлин А.И., Гринвальд В.М., Нефёдкин С.И., Эвентов В.Л. Васильев Ю.Б., Веденков В.Г., Викторов В.А., Ершов Ю.А. и др. В том числе, в период с 1970 по 2001 создано несколько моделей аппаратов для гемодиализа со сливом диализирующего раствора и комплектов расходных материалов к ним. Последней и наиболее современной версией является аппарат Ренарт-200, разработанный под руководством Селищева С.В. в НИУ МИЭТ в 2009-2012 гг. Разработкой автономной аппаратуры для гемодиализа с регенерацией диализата занимались Гринвальд В.М., Нефёдкин С.И., Шадиев Б.Ш. и др.

Применяемая в клинической практике аппаратура для искусственного очищения крови (гемодиализа) обладает рядом недостатков: низкая автономность, сложность использования в домашних условиях, высокая интенсивность воздействия на организм, значительные массо-габаритные характеристики и количество расходных материалов. Альтернативой гемодиализу является перитонеальный диализ, позволяющий пациентам самостоятельно проводить процедуру искусственного очищения в домашних условиях. При этом по таким параметрам как сохранение остаточной функции почек, физиологичность искусственного очищения и качество жизни пациентов на диализе перитонеальный диализ превосходит гемодиализ. Однако и перитонеальный диализ обладает недостатками: необходимость в частой замене

диализирующего раствора (в случае дневного диализа) и большой расход диализата (в случае автоматизированного ночного диализа).

В настоящее время в мире одним из наиболее перспективных направлений в области искусственного очищения крови является создание автономного носимого аппарата для длительного перитонеального диализа без смены диализирующего раствора. Технологии для осуществления таких процедур признаются прорывными, а развитие науки и техники для их получения -приоритетными в соответствии с «Программой разработки прорывной аппаратуры» (FDA, США).

Мировые тенденции в области создания биомедицинской аппаратуры восстановления поливариантной системы мочевыделения заключаются в их миниатюризации и последующему переходу к имплантируемым устройствам для замещения функций природных почек. При этом оба этих этапа характеризуются принципиально новым научно-техническим подходом. Диссертационная работа посвящена решению научной проблемы восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения средствами портативной носимой аппаратуры искусственного очищения крови, основанной на приближении процессов фильтрации и реабсорбции, происходящих в почках, методами регенерации биологических жидкостей для длительного перитонеального диализа.

Диссертационная работа направлена на разработку научно-технических основ, принципа построения, создание и апробацию автономной носимой персонализированной аппаратуры перитонеального диализа (Далее - Аппарат) для восставновления нарушенной поливариантной системы мочевыделения, которая обладает перспективами внедрения как в РФ, так и за рубежом. При проведении работы принята во внимание необходимость в: - реализации дистанционного лечения пациентов с хронической почечной недостаточностью (ХПН), что особенно актуально вследствие широкого развития телемедицины и программы цифрового здравоохранения в РФ [1];

- миниатюризации технических средств для заместительной почечной терапии (ЗПТ);

- повышении качества жизни пациентов и комфортности процедуры искусственного очищения крови;

- значительном сокращении затрат на ЗПТ;

- упрощении и полной автоматизации ЗПТ.

Актуальность проведения диссертационной работы также подтверждается:

- отсутствием как отечественного производства аппаратуры для ЗПТ, так и профильных научно-инженерных коллективов для его создания, модернизации и внедрения в клиническую практику;

- по данным Российского Диализного Общества большая часть пациентов с ХПН являются людьми трудоспособного возраста (Рисунок 1). Искусственное жизнеобеспечение таких пациентов с минимальными изменениями распорядка дня позволит продлить их социальную активность.

Рисунок В.1. Распределение пациентов с ХПН на программном гемодиализе (ГД) по возрасту [2]

Создание Аппарата позволит обеспечить пациентов с ХПН принципиально новым методом эфферентной терапии и перейти к персонализированной медицине в области диализа.

Создание отечественной Аппаратуры для восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения позволит сформировать основу для импортозамещения используемой в настоящее время в РФ диализной аппаратуры (99 % - зарубежного производства). Эффект от внедрения автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа позволит решить отдельные задачи национального проекта «Здравоохранение»: снижение смертности населения трудоспособного возраста и обеспечение оптимальной доступности для населения медицинских организаций, оказывающих медико-санитарную помощь. По официальной статистике в России только 20 % нуждающихся обеспечены заместительной почечной терапией. Основной причиной этого является дороговизна процедуры диализа и удалённость диализных центров от места жительства пациентов. Актуальность диссертационной работы также подтверждается её направленностью на преодоление технологических барьеров дорожной карты «Хелснет» Национальной технологической инициативы.

Таким образом, тема диссертационной работы «Исследования, разработка и создание автономной носимой аппаратуры для перитонеального анализа» актуальна и соответствует приоритетам Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, пункту в): переход к персонализированной медицине, к высокотехнологичному здравоохранению, к технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных).

Цель диссертационной работы - решение научной проблемы восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения пациентов с хронической почечной недостаточностью средствами автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа, имеющей важное социально-экономическое значение для перехода к персонализированной медицине и высокотехнологичному здравоохранению.

Объект исследования - биотехнические системы с аппаратурой для замещения экскреторной функции почек.

Предмет исследования - автономные носимые системы для искусственного очищения крови методом перитонеального диализа.

Основные задачи

1. Разработать биотехническую модель восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения пациентов средствами автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа.

2. Исследовать биотехнические модели регенерации диализата и разработать эффективную подсистему регенерации диализата для автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа.

3. Разработать биотехническую модель корректировки эквивалентного объёма жидкости пациента, находящегося на длительном перитонеальном диализе.

4. Спроектировать автономный носимый аппарат для перитонеального диализа, состоящий из подсистем управления, рециркуляции, энергопитания, регенерации диализата, регуляции концентрации глюкозы и корректировки эквивалентного объёма жидкости пациента.

5. Провести биомедицинский эксперимент с целью оценки эффективности функционирования автономного носимого аппарата для длительного перитонеального диализа и подтвердить возможности его использования в практическом здравоохранении.

Научная новизна

1. Впервые в России разработана биотехническая модель восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения пациентов средствами автономной носимой аппаратуры для перитонеального диализа, позволяющая

обеспечивать следующие технические характеристики: масса аппарата - 4 кг, время автономной работы - 8 ч, время работы расходных материалов - 12 ч (удаление до 1 л жидкости, скорость элиминации мочевины - 0,8 г/ч, креатинина - 0,1 г/ч, мочевой кислоты - 0,05 г/ч, фосфатов - 40 мг/ч).

2. Подсистема регенерации диализата позволяет: увеличить время использования диализата при перитонеальном диализе в 4 раза, проводить корректировку химического состава диализата, поддерживать ионный состав диализата в диапазоне 7 % от начальных значений.

3. Разработанная техническая система электролизного удаления мочевины на графитовых электродах позволяет увеличить скорость элиминации мочевины в 1,5 раза по сравнению с аналогичными системами с титан-платиновыми электродами.

Практическая значимость работы

1. Разработанная биотехническая модель восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения пациентов позволила изготовить первый отечественный автономный носимый аппарат для перитонеального диализа.

2. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при создании отечественного производства персонализированной аппаратуры нового поколения для жизнеобеспечения пациентов с хронической почечной недостаточностью.

Достоверность результатов

Результаты диссертационной работы получены с использованием современной серийно выпускаемой поверенной аппаратуры. Результаты моделирования совпадают с экспериментально полученными данными. Эффективность предлагаемого подхода к восстановлению нарушенной поливариантной системы мочевыделения пациентов с помощью автономного

носимого аппарата для перитонеального диализа подтверждена результатами лабораторных и биомедицинских экспериментов.

Внедрение результатов

Работа над диссертацией выполнялась в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2020 годы» и в целях реализации «дорожной карты» НТИ «Хелснет». Исследования по тематике диссертационной работы проводились в рамках следующих проектов: «Исследования и разработка базовых технологий для создания носимого аппарата внепочечного очищения крови» (2014-2016 гг.), «Исследование и разработка портативного автоматического аппарата для длительной персональной инсулинотерапии пациентов» (2016-2018 гг.), «Исследование научно-технологических принципов проектирования персонализированной носимой аппаратуры для низкопоточной экстракорпоральной детоксикации организма и изготовление опытных образцов аппарата» (2017-2020 гг.), в том числе в рамках Соглашения № 14.579.21.0152, идентификатор проекта КЕЫБЕ157917Х0152.

Результаты теоретических, прикладных и экспериментальных исследований используются в учебном процессе «Национального исследовательского университета «Московский институт электронной техники» при обучении студентов по направлению 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии».

Результаты диссертационной работы были использованы в проекте повышения конкурентоспособности ведущих российских университетов среди мировых научно-образовательных центров (Программа «5-100») в рамках деятельности Института бионических технологий и инжиниринга Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова.

Получено 7 свидетельств Федерального института промышленной собственности (РОСПАТЕНТ) о государственной регистрации программ для ЭВМ и 5 патентов на изобретения.

Содержание диссертации соответствует паспорту специальности 05.11.17 «Приборы, системы и изделия медицинского назначения» (п.1, 2).

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанная биотехническая модель регенерации диализата позволяет производить удаление мочевины, креатинина, мочевой кислоты, фосфатов и белковых соединений с массовыми скоростями 0,8 г/ч; 0,1 г/ч; 0,05 г/ч; 40 мг/ч и 10 мг/ч соответственно, при этом ионный состав диализата поддерживается в диапазоне значений ±7 % от начальных значений.

2. Разработанная биотехническая модель позволяет восстанавливать нарушенную поливариантную систему мочевыделения биологических объектов, что выражается в снижении концентрации общего белка, креатинина, фосфатов, мочевины, а1-микроглобулина, р2-микроглобулина.

3. Разработанный автономный носимый аппарат позволяет увеличить длительность процедуры перитонеального диализа от одного комплекта расходных материалов с 4-6 до 12 ч.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы были представлены на всероссийских и международных конференциях и форумах в том числе:

- XI Российско-Германская конференция (Аахен, 2015);

- XII Российско-Германская конференция (Суздаль, 2016);

- XIII Российско-Германская конференция (Аахен, 2018);

- XX-XV Всероссийская конференция «Микроэлектроника и информатика», (Москва, 2013-2018 гг.);

- II международная конференция и выставка «Физтех-Мед 2015: Физика живых систем. Прошлое, настоящее и будущее» (Москва, 2015 г.);

- XLIII Конгресс европейского общества искусственных органов (Польша, 2016)

- XLIV Конгресс европейского общества искусственных органов (Вена, 2017)

- XLV Конгресс европейского общества искусственных органов (Мадрид, 2018)

- LIV Ежегодный конгресс Европейской почечной ассоциации и Европейской ассоциации диализа и трансплантации (ERA-EDTA) (Мадрид, 2017)

- LV Ежегодный конгресс Европейской почечной ассоциации и Европейской ассоциации диализа и трансплантации (ERA-EDTA) (Копенгаген, 2017).

- Международная конференция инженеров в секции биомедицинской инженерии IEEE (Москва 2017, 2018, Казань 2018, Екатеринбург 2018);

- Международный биомедицинский саммит Сеченовского университета SIBS (Москва, 2018).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 98 печатных работ (13 из них без соавторов), в том числе 36, соответствующих требованиям ВАК для докторских диссертаций, среди которых 5 патентов на изобретения и 7 авторских свидетельств на программы для ЭВМ.

Личный вклад автора

Все результаты, представленные в диссертации, получены лично автором либо под его непосредственным руководством в Национальном исследовательском университете «МИЭТ». Участие соавторов сводится к методическим консультациям или получению экспериментальных результатов по разработанным автором методикам.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений, списка литературы и одного приложения, содержит 320 страниц текста, 206 рисунков и 58 таблиц. Список литературы включает 200 наименований.

Глава 1 Принципы организации и особенности функционирования современной аппаратуры для восстановления нарушенной поливариантной системы мочевыделения

1.1 Принципы организации современных технических средств искусственного очищения крови

Искусственное очищение крови — это терапевтическое воздействие на организм человека с целью элиминации продуктов метаболизма и токсинов за счёт экстра- или интракорпорального воздействия на него управляющей среды. Наиболее широкое применение в клинической практике получили гемодиализ и перитонеальный диализ (ПД) [3-8].

Гемодиализ - вид искусстенного очищения крови, при котором кровь пациента забирается в экстракорпоральный контур, очищается в специальном массообменном устройстве (диализаторе) и возвращается обратно в кровеносное русло. В диализаторе осуществляется диффузионный и конвективный переход веществ через тысячи полупронецаемых мембран, сформированных в виде полых волокон [9-12]. Удаление излишков жидкости из организма осуществляется за счёт создания разности давлений (трансмембранного давления) между полостями по крови и по диализирующему раствору. Продолжительность процедуры составляет 3-5 часов, периодичность проведения - три раза в неделю. Общая схема ГД представлена на Рисунке 1.1.

Альтернативой ГД является перитонеальный диализ, при котором функцию диализатора выполняет брюшина - оболочка, покрывающая все органы брюшной полости. Поскольку толщина брюшины может достигать 1 мм [1], эффективность ПД значительно ниже эффективности ГД. Поэтому заместительная почечная терапия должна проводиться непрерывно, а диализирующий раствор каждые 3-5 часов заменяться на новый. В этой непрерывности главное преимущество ПД: процедура очищения крови

протекает более физиологично, сердечно-сосудистая система испытывает меньшие нагрузки, дольше сохраняется остаточная функция почек. Переход жидкости из организма пациента в перитонеальную полость происходит вследствие разности осмотического давления крови и раствора для перитонеального диализа (РПД). Схема ПД представлена на Рисунке 1.2.

Рисунок 1.1. Схема гемодиализа [7]

Мешок с аиалнзир^тошиы

Рисунок 1.2. Схема перитонеального диализа [13]

Для технической реализации ГД и ПД используется специализированная аппаратура: гемодиализные аппараты для ГД и циклеры для ПД. Данная аппаратура подключается к организму пациента посредством катетеров, через которые осуществляется забор и возврат крови при ГД и РПД при ПД [14-16].

Гемодиализный аппарат (ГДА) представляет собой сложную техническую систему, осуществляющую приготовление диализата, контроль процедуры диализа и параметров пациента, предупреждение о потенциально опасных ситуациях, программирование или подбор параметров процедуры и профилей удаления ультрафильтрата и т.д. [17, 18]. Внешний вид современных ГДА представлен на Рисунке 1.3, а его декомпозиция - на Рисунках 1.4 - 1.6.

а) 6)

Рисунок 1.3. Современные гемодиализные аппараты: а) Fresenius 5008 (Германия) [19], б) Baxter Artis Physio (Великобритания) [20]

В ГДА можно выделить модуль, отвечающий за перемещение крови по магистралям, и жидкостный модуль, контролирующий приготовление и перемещение диализата и субституата [18].

Рисунок 1.4. Структурная схема гемодиализного аппарата [21] ГД - генератор диализата; УКД - устройство контроля диализата; УКУ - устройство контроля ультрафильтрации

Для перемещения крови пациента по экстракорпоральному контуру используются роликовые насосы. Такой тип насоса используется вследствие отсутствия необходимости в стерилизации элементов насоса и надёжности работы при длительном использовании.

Диализат смешивается из концентрата и воды, прошедшей специальную систему очистки и концентрата диализирующего раствора. Гемодиализный аппарат осуществляет регуляцию расхода, температуры и состава диализирующего раствора, а также его перемещение через диализатор [22, 23].

Диализный модуль состоит из входного фильтра воды, нагревателя, дегазатора, насосов для перемещения концентратов, датчиков проводимости и температуры, клапана байпаса, системы контроля и управления ультрафильтрацией и детектора протечки крови. Вода подводится к ГДА для приготовления диализирующего раствора (из концентратов), промывки и дезинфекции внутренних магистралей аппарата. Нагревательный элемент требуется для нагрева входной воды до заданной температуры (35-40 °С).

Температура меньше 35 °С вызывает озноб, а больше 42 °С денатурацию белков и гемолиз.

Рисунок 1.5. Перфузионный модуль гемодиализного аппарата [21]

Насосы концентратов перекачивают ацетат или бикарбонат из ёмкостей, находящихся рядом с ГДА, внутрь аппарата, где они смешиваются с водой в необходимой пропорции (как правило, в соотношении 1:33). Датчики проводимости используются для определения концентрации ионов в диализате. Приемлемой относительной погрешностью изменения проводимости считается ± 2 %. При изменении уровня проводимости более чем на 4 % от установленного значения (обычно допустимый диапазон значений от 12 до 16 мСм/см), срабатывает аудио- и видеосигнализация и поток жидкости через байпас уходит в слив, не попадая в диализатор. Так как проводимость жидкости зависит в том

числе и от её температуры, в датчик проводимости встраивают датчик температуры (терморезистор) для корректировки измеряемых значений.

Рисунок 1.6. Функциональная схема генератора диализата [24]

Клапан сброса (байпас) используется для переключения направления потока диализата в обход диализатора, например, при показаниях датчика проводимости или температуры, выходящих за допустимые пределы. Датчик утечки крови необходим для детекции повреждения мембраны диализатора. Обычно датчик оптический, он срабатывает на снижение прозрачности раствора. Датчики давления в экстракорпоральном контуре необходимы для контроля работы системы насосов, корректного забора и возврата крови, а также определения трансмембранного давления в диализаторе. Между кровопроводящей магистралью и датчиками давления расположены гидрофобные фильтры, обеспечивающие отсутствие прямого контакта крови с ними. Датчик давления РА необходим для определения вакууметрического давления, за счёт которого осуществляется венозный забор крови в экстракорпоральный контур. Датчик давления РП необходим для контроля трансмембранного давления - разницы давлений между кровью и

диализирующим раствором в диализаторе, от которой зависит скорость ультрафильтрации и соотношение диффузионного и конвективного транспорта. Датчик давления РВ контролирует венозный возврат.

Насос гепарина используется для введения антикоагулянта для предотвращения тромбообразования внутри диализатора. Обычно используют шприцевые насосы с расходом от 0,5 до 10 мл/ч с погрешностью расхода не более ± 10 %.

Для того, чтобы обеспечить отсутствие газовой фазы в крови после её очищения, используют ловушки воздуха. Ловушка воздуха представляет собой цилиндрический резервуар с разъёмами под датчики, насосы и т.п. в верхней части и сеточным фильтром для отсеивания пузырьков воздуха в нижней части. Ловушка воздуха в венозном сегменте экстракорпорального контура устанавливается между оптической парой (детектор воздуха) для контроля работы перфузионной системы. После ловушки воздуха устанавливают венозный клапан, который пережимает линию при снижении уровня крови в ней, а также при некоторых ситуациях с риском для здоровья пациента.

Циклер (Рисунок 1.7) - это устройство для проведения автоматизированного ПД. Как правило, автоматизированный перитонеальный диализ проводится ночью, когда пациент спит при этом производится несколько смен РПД (от 3 до 8 полных или от 5 до 10 неполных, когда заменяется только часть РПД) в брюшной полости человека. В дневное время пациент может использовать обычный амбулаторный ПД или находиться без РПД (по медицинским показателям) [25]. Использование циклера снижает количество «ручных» замен раствора, что, соответственно, снижает вероятность возникновения перитонита [26]. Кроме того, такой режим диализа наиболее предпочтителен для пациентов с высоким клиренсом брюшины, у которых за 12 часа выравнивается концентрация метаболитов и осмотического агента в крови и РПД [27].

Согласно статистике, около 60 % пациентов на перитонеальном диализе в США и до 50 % в Европе выбирают автоматизированный перитонеальный

диализ (АПД), остальные же предпочитают постоянный амбулаторный ПД [28]. Одной из причин популярности АПД является удобство проведения диализа во время сна (Рисунок 1.8).

Рисунок 1.7. Внешний вид циклера [29]

Рисунок 1.8. Циклер для перитонеального диализа [30]

Автоматизированный перитонеальный диализ происходит в три этапа: 1) заполнение брюшной полости свежим РПД и подключение катетера к циклеру. Для определения объёма слитого диализата и расчёта общего объёма ультрафильтрации слитый (отработанный) РПД взвешивается.

2) РПД выдерживается в течение нескольких часов для насыщения продуктами метаболизма.

3) Автоматизированная замена отработанного РПД на свежий для эффективного искусственного очищения крови в течение 8-12 часов.

Типичная гидравлическая схема циклера представлена на Рисунке 1.9.

Двигатель

Рисунок 1.9. Гидравлическая схема циклера: Р1 и Р2 - мешки подачи РПД; О1, О2, М1 - ёмкости для лекарств и осмотических агентов; Л1, Л2, Л3, Л4 - линии соединения ёмкостей и картриджа [31]

Рассмотренные аппараты для ГД и ПД широко применяются в клинической практике, однако, они обладают рядом недостатков. Недостатки ГД:

- высокая стоимость диализа (80 000 евро в год на пациента) [32];

- низкая мобильность пациента (пациент в течение всей процедуры находится рядом с ГДА);

- большой расход диализата (до 150 л на процедуру);

- значительная нагрузка на организм пациента (за 3-5 часов из организма убираются накопившиеся за три дня продукты метаболизма) [33];

- низкая селективность убираемых веществ (из крови убираются все низкомолекулярные вещества).

Недостатки ПД:

- высокая стоимость диализа (60 000 евро в год на пациента);

- низкая мобильность пациента (пациент вынужден осуществлять регулярные замены РПД в течение дня);

- расход диализата (до 12 л в день);

- вероятность перитонита (воспаление брюшины) напрямую связана с количеством замен РПД [33,34].

1.2 Прототипы автономной носимой аппаратуры для восстановления поливариантной системы мочевыделения

Одним из важнейших направлений в области создания аппаратуры для искусственного очищения крови является создание автономной носимой аппаратуры для восставновления нарушенной поливариантной системы мочевыделения, которая позволит преодолеть недостатки существующих методов диализа и повысить уровень жизни пациентов [35].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Базаев Николай Александрович, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бикбов Б.Т., Томилина Н.А. Заместительная терапия терминальной хронической почечной недостаточности в Российской Федерации в 19982013 гг. Отчет по данным Российского регистра заместительной почечной терапии. Часть первая // Нефрология и диализ. 2015. Т. 17. № 3. С. 5-111.

2. Бикбов Б.Т., Томилина Н.А. Состав больных и показатели качества лечения на заместительной терапии терминальной хронической почечной недостаточности в Российской Федерации в 1998-2013 гг. Отчет по данным регистра заместительной почечной терапии Российского Диализного Общества. Часть вторая // Нефрология и диализ. 2016. Т. 18. № 2. С. 98-164.

3. AWAK. Giving your life back! // AWAK Technologies. [Электронный ресурс] URL: http://awak. com/product/ (дата обращения 09.10.2018).

4. Gura, V., Ronco C., Davenport A. The Wearable Artificial Kidney, Why and How: From Holy Grail to Reality // Seminars in dialysis. 2009. Vol. 22. № 1. P. 14-17.

5. Ronco C., Devenport A., Gura V. The future of the artificial kidney: moving towards wearable and miniaturized devices // Revista Nefrologia. Official Publication of the Spanish Nephrology Society. 2011. Vol. 31. № 1. P. 9-16.

6. Miniature artificial kidney // Nanodialysis. [Электронный ресурс] URL http://www.nanodialysis.nl/artificial-kidney/ (дата обращения 09.10.2018).

7. Искусственная почка. // ООО «ЭСДИАР» [Электронный ресурс] URL: http://www.esdiar.com/ (дата обращения 15.08.2018).

8. Changes in the worldwide epidemiology of peritoneal dialysis / P. Li [et al.]. Nature reviews nephrology. 2017. Vol. 13. № 2. P. 90-103.

9. Базаев Н.А., Гринвальд В.М., Селищев С.В. Моделирование процесса массопереноса в гемодиализаторе // Медицинская техника. 2008. № 6. C. 31-35.

10. Гемодиализ. Большая медицинская энциклопедия. // [Электронный ресурс] URL: http ://бмэ. орг/index. php/ГЕМОДИАЛИЗ (дата обращения 12.11.2018).

11. Базаев Н.А. Конвективный массоперенос метаболитов в диализаторах // Вестник Московского государственного областного университета. 2010. № 3. С. 9-15.

12. Bazaev N.A., Grinvald V.M., Selishchev S.V. Simulation of mass transfer in a hemodialyzer // Biomedical Engineering. 2008. Vol. 42. No 6. P. 307-311.

13. Перитонеальный диализ. Медицинский онлайн справочник // [Электронный ресурс] URL: https://www.24farm.ru/anesteziolog

i reanimatolog/peritonealnij dializ/ (дата обращения 14.11.2018).

14. Базаев Н.А. Гемодиализные системы. Учебное пособие. // Под ред. Н.А. Кузнецовой, Л.Г. Москва: МИЭТ. 2018. 92 с.

15. Стецюк Е.А. Основы гемодиализа / Под ред. проф. Е.Б. Мазо. Москва. ГОЭТАР-МЕД. 2001. 320 с.

16. Андрусев А.М. Перитонеальный диализ. Краткий исторический очерк // Нефрология и диализ. 2010. Т. 12. № 1. С. 54-59.

17. Базаев Н.А., Гринвальд В.М. Программный обучающий модуль для работы с гемодиализным аппаратом «РЕНАРТ-200» // Медицинская техника. 2010. № 6. С. 32-34.

18. Аппаратура искусственного очищения крови / Гринвальд В.М. [и др.]. «ВНИИМП-ВИТА». 2002. С 138.

19. Hemodialysis devices. 5008 and 5008S HighVolumeHDF® as standard // Fresenius Medical Care. [электронный ресурс] URL: https://www.freseniusmedicalcare.asia/en/healthcare-professionals/hemodial ysis/machines/5008-5008s/ (дата обращения 31.01.2019).

20. Haemodialysis Products // Baxter [электронный ресурс] URL: http://www.baxterhealthcare.co.uk/products-expertise/renal-blood-purification-

therapies/haemodialysis-products.page?scroll =tab-navigation (дата обращения 31.01.2019).

21. Гринвальд В.М. Теория и проектирование автоматизированной аппаратуры для гемодиализа: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. // Научно-исследовательский институт медицинского приборостроения. Москва. 2004. 298 с.

22. Базаев Н.А., Гринвальд В.М., Лазарев В.В. Электронная система тестирования технических характеристик гемодиализных аппаратов // Известия высших учебных заведений. Электроника. МИЭТ. 2010. № 4. С. 80-85.

23. Bazaev N.A., Grinvald V.M. Programmable teaching unit for the renart-200 hemodialysis apparatus // Biomedical Engineering. 2011. Vol. 44. No 6. P. 230-232.

24. SN Dialysis Advisory Group. ASN dialysis curriculum // American Society of Nephrology [Электронный ресурс] URL: https://www.asn-online.org/education/distancelearning/curricula/dialysis/HemodialysisMachine sYoung.pdf (дата обращения 17.09.2018).

URL: https://www.homedialysis.org/home-dialysis-basics/macl supplies/peritoneal-dialysis-machines (дата обращения 17.09.2018).

30. Peritoneal Dialysis Prescription and Modalities / M.V. DeVita [et al.]. International Society for Peritoneal Dialysis. [Электронный ресурс] URL: http://ispd.org/NAC/wp-content/uploads/2010/11/Modalities-PD-Devita-May-2011-Notes1.pdf (дата обращения 17.09.2018).

31. Dadson J. E., Agarwal M. Method and apparatus for performing peritoneal dialysis. Patent 5141492. США. 1992.

32. Dialysate regeneration by electro-oxidation combined with activated carbon does not increases oxidative stress or endothelial cytotoxicity / H. Gremmels [et al.]. ERA-ETDA-2014.: Poster. 2014.

33. Wearable artificial kidney / Bazaev A.N. [et al.]. Proceedings of the 1st Russian-German Conference on Biomedical Engineering, RGC-2013. Hanover. 2013. Р. 31.

34. The current state of peritoneal dialysis / R. Mehrota [et al.]. Journal of the American Society of Nephrology. 2016. Vol. 27. № 11. P. 3238-3252.

35. J.P. Kooman, J.A. Joles, K. Gerritsen. Creating a wearable artificial kidney: where are we now? // Expert review of medical devices. Vol. 12. № 4. P 373-376.

36. A wearable device for low-flow detoxification of human body by peritoneal dialysis / Bazaev A.N. [et al.]. Biomedical Engineering. 2018. Vol. 52. No 3. P. 147-151.

37. Базаев Н.А., Путря Б.М., Стрельцов Е.В. Носимая аппаратура для искусственного очищения крови. //Медицинская техника. 2014. № 6. С 15-18.

38. M. Roberts. The regenerative dialysis (REDY) sorbent system // Nephrology. №4. 1998. P. 275-278.

39. Applications of the Redy Sorbent System to Hemodialysis and Peritoneal Dialysis / Michael J. Blumenkrants [et al.]. Artificial organs. 1979.

40. Эвентов В.Л. Методы и средства регенерации диализирующего раствора в аппаратах "искусственная почка". М., 1998.

41. Lee D.B., Roberts M. A peritoneal-based automated wearable artificial kidney // Clin Exp Nephrol. 2008 № 12 P. 171-180.

42. Davenport A. Portable and wearable dialysis devices for the treatment of patients with end-stage kidney failure: Wishful thinking or just over the horizon? // Pediatric Nephrology. 2015. Vol. 30. № 12. P. 2053-2060.

43. M. Salani, S. Roy, W.H. Fissel IV. Innovations in wearable and implantable artificial kidneys // American journal of kidney diseases. 2018. Vol. 72. № 5. P. 745-751.

44. Ronco C., Fecondini L. The visenza wearable artificial kidney for peritoneal dialysis (ViWAK PD) // Blood purification. 2007. Vol. 25. № 4. P. 383-388.

45. Development of a cold dialysate regeneration system for home homedialysis / Ji Hyun Kim [et al.]. Blood purification. 2009. Vol. 28. P. 84-92.

46. Patzer J.F., Yao S.J., Wolfson S.K. Jr. Zeolitic ammonium ion exchange for portable hemodialysis dialysate regeneration // ASAIO Journal. 1995. Vol. 41. № 2. P. 221-226.

47. Agar J. Review. Understanding sorbent dialysis systems // Nephrology. 2010. Vol. 15. № 4. P. 406-411.

48. Technical Breakthroughs in the Wearable Artificial Kidney (WAK) / Gura, V. [et al.]. Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 2009. Vol. 4. № 9. P. 1441-1448.

49. A wearable haemodialysis device for patients with end-stage renal failure: a pilot study / Davenport A. [et al.]. Lancet. 2007. Vol. 370. № 9604. P. 2005-2010.

50. LA Topfer. Wearable artificial kidneys for end-stage kidney disease // CADT issues in emerging health technologies. Canadian Agency for Drugs and Technologies in health. 2017. № 150. P. 1-13.

51. Ofsthun N.J., Stennett A.K. An Integrated Membrane/Sorbent PD Approach to a Wearable Artificial Kidney // IFMBE Proceedings. 2009. Vol. 25. № 7. P. 729-732.

52. Bazaev N.A., Putrya B.M., Zhilo N.M. Wearable artificial kidney // Abstracts book Sechenov international biomedical summit 2018. Moscow. 2018. P. 59.

53. Принципы построения носимой аппаратуры искусственного очищения крови / Базаев Н.А. [и др.]. Медицинская техника. 2017. № 6. С. 13-18.

54. Sorbent system for blood purification // Nanodialysis. [Электронный ресурс] URL: http://www.nanodialysis.nl/sorbents/ (дата обращения: 16 мая 2017 г.).

55. Removal of urea in wearable dialysis device: a reappraisal of electro-oxidation / Maarten Wester [et al.]. Artificial Organs. 2014. P. 1-17.

56. A regenerable potassium and phosphate sorbent system to enhance dialysis efficacy and device portability: an in vitro study / Maarten Wester [et al.]. Nephrology Dialysis Transplantation. 2013. P. 2364-2371.

57. A regenerable potassium and phosphate sorbent system to enhance dialysis efficacy and device portability: a study in awake goats / Maarten Wester [et al.]. Nephrology Dialysis Transplantation. 2016. P. 951-956.

58. S.J. Davies. Peritoneal dialysis - current status and future challenges // Nature reviews nephrology. 2013. Vol. 9. № 7. P. 399-408.

59. D.P. Slakey, I. Davidson. Patient safety in peritoneal dialysis // Contributions to nephrology. 2015. Vol. 184. P. 176-188.

60. Базаев Н.А., Гринвальд В.М., Пожар К.В. Перспективы использования носимой аппаратуры внепочечного очищения крови // Медицинская техника. 2015. № 6. С. 44-47.

61. Wearable dialysis: current state and perspectives / Bazaev A.N. [et al.]. Wearable Technologies. Edited by J.S. Ortiz. Chapter 5. P. 91-106.

62. Bazaev N.A., Putrya B.M., Streltsov E.V. Portable equipment for artificial blood purification // Biomedical Engineering. 2015. Vol. 48. No 6. P. 301-304.

63. Способ очистки диализирующего раствора в аппарате для перитонеального диализа / Гринвальд В.М. [и др.]. Патент РФ № 2008927. Заявл. 06.03.1991, опубл. 15.03.1994.

64. Bazaev A.N., Grinvald V.M., Pozhar K.V. Dialysis regeneration method // The International journal of artificial organs. Abstracts from the XLIII Congress of the European Society for Artificial Organs. 2016. Vol. 39. № 7. Р. 381.

65. Electrochemical removal of urea from physiological buffer as the basis for a regenerative dialysis system / R.W. Keller Jr. [et al.]. Journal of electroanalytical chemistry and interfacial electrochemistry. 1980. Vol. 116. P. 469-485.

66. Removal of urea in a wearable dialysis device: a reappraisal of electro-oxidation / Wester M. [et.al.]. Artificial organs. 2014. Vol. 38. № 12. P. 998-1006.

67. A. Davenport. Portable or wearable peritoneal devices - the next step forward for peritoneal dialysis? // Advances in peritoneal dialysis. 2012. Vol. 28. P. 97-101.

68. Lee D.B., Roberts M. Automated wearable artificial kidney (AWAK): a peritoneal dialysis approach // IFMBE Proceedings. 2009. Vol. 25. № 7. P. 104-107.

69. A wearable artificial kidney for patients with end-stage renal disease / Gura V. [et al.]. JCI Insight. 2016. P. 1-15.

70. Гринвальд В.М., Яковлева А.А., Лещинский Г.М. Исследование принципов построения электрохимического регенератора диализирующего раствора для аппарата для перитонеального диализа // Медицинская техника. 2002. № 4. С. 14-20.

71. W. Yan, D. Wang, G.G. Botte. Electrochemical decomposition of urea with Ni-based catalysts // Applied Catalysis B: Environmental. 2012. Vol. 127. P. 221-226.

72. R.L. King, G.G. Botte. Investigation of multi-metal catalyst for stable hydrogen production via urea electrolysis // Journal of Power Sources. 2011. Vol. 196. № 22. P. 9579-9584.

73. Electrochemical treatment of aqueous solutions containing urea / W. Simka [et.al.]. Journal of Applied Electrochemistry. 2009. Vol. 39. № 7. P. 1137-1143.

74. Electrochemical oxidation of urea in aqueous solutions using a boron-doped thin-film diamond electrode / M. Cataldo Hernandez [et.al.]. Diamond & Related materials. 2014. № 44. P. 109-116.

75. Effects of carbonate on electrolytic removal and urea from urine with thermally prepared IrO2 electrodes / V. Amstutz [et.al.]. Journal of Applied Electrochemistry. 2012. Vol. 42. № 9. P. 787-795.

76. Electrochemical removal of urea from physiological buffer as the basis for a regenerative dialysis system / R.W. Keller Jr. [et.al.]. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 1980. Vol. 116. P. 469-485.

77. Design concepts for wearable artificial kidney / Bazaev N.A. [et.al.]. Biomedical Engineering. 2018. Vol. 51. No 6. P. 394-400.

78. Базаев Н.А. Исследовательские испытания носимого аппарата для перитонеального диализа // Медико-экологические информационные технологии - 2017. Сборник материалов XX Международной научно-технической конференции. Курск. 2017. C. 118-125.

79. Брошюра по миниатюрным диализным системам искусственного очищения крови // Проект «Нанодиализ» (Нидерланды) URL: http://www.nanodialysis.nl/media/Nanodialysis Miniature Dialysis System Brochure_2015.pdf (дата обращения: 13.10.2016).

80. Wearable artificial kidney design principles / Bazaev N.A. [et.al.]. Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS'2018). Kazan. 2018. P. 307-312.

81. Пожар К.В. Методы и алгоритмы повышения эффективности функционирования систем контроля концентрации глюкозы в крови // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. // НИУ МИЭТ. Москва. 2018. - 28 с.

82. Bazaev N.A., Pozhar K.V. Blood glucose prediction for "Artificial Pancreas" system // Weizhen Zhang. Gluconeogenesis. Croatia. 2017. P. 55-73.

83. Bazaev N.A., Pletenev A.N., Pozhar K.V. Classification of factors affecting blood glucose concentration dynamics // Biomedical engineering. Vol. 47. № 2. P. 100-103.

84. Diabetes Control and Complications Trial Research Group. The effect of intensive treatment of diabeteson the development and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus // The New England Journal of Medicine. 1993. Vol. 329. P. 977-986.

85. Harris M.I. Summary // Diabetes in America. 1995. National Institute of Health publication № 95-1468. 2nd ed. P. 1-13.

86. Economic consequences of diabetes mellitus in the US in 1997 / Ray N.F. [et.al.]. Diabetes Care. 1998. Vol. 21(2). P. 296-309.

87. Носимый аппарат для низкопоточной детоксикации организма методом перитонеального диализа / Базаев Н.А. [и др.]. Медицинская техника. 2018. № 3. С. 1-4.

88. Bazaev N.A., Grinvald V.M., Pozhar K.V. Prospects for use of portable equipment for extracorporeal blood purification // Biomedical Engineering. 2016. Vol. 49. No 6. P. 385-388.

89. Twardowski Z.J. Clinical Value of Standardized Equilibration Tests in CAPD Patients // Blood Purification. 1989. № 7. P. 95-108.

90. Испытания экспериментального образца носимого аппарата для перитонеального диализа / Базаев Н.А. [и др.]. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2017. Том XIX. № 3. 2017. C. 46-52.

91. Bazaev N.A. Applicability of electrolysis for artificial blood purification // Journal of Nephrology and Renal Diseases. World Nephrology Congress 2018. Paris. 2018. Vol. 2. P. 34.

92. Базаев Н.А., Жило Н.М. Электролиз мочевины на металлах платиновой группы // Современные тенденции развития науки и технологий. Белгород. 2016. № 10. Часть 3. С. 30-38.

93. Bazaev N.A., Grinvald V.M., Putrya B.M. Research of dialysis fluid regeneration methods // Proceedings of the 12th Russian-German Conference on Biomedical Engineering. Suzdal. 2016. P. 289-292.

94. Базаев Н.А., Жило Н.М. Испытания электролизёра для удаления мочевины в составе макета носимого аппарата для перитонеального диализа // Интеграционные процессы мирового научно-технологического развития. Сборник научных трудов. Белгород. 2017. Часть I. С. 21-28.

95. Urea electrochemical oxidation on diamond electrodes / Bazaev N.A. [et.al.]. Proceedings of the 2017 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). St. Petersburg. 2017. Part II. P. 463-465.

96. Bazaev N.A., Putrya B.M., Streltsov Ye.V. Diamond and platinum electrodes for urea electrochemical oxidation // Биомедицинская радиоэлектроника. Proceedings of the 13 th Russian German Conference on Biomedical Engineering 2018. № 6. C. 18-21.

97. Электролиз мочевины на металлах платиновой группы и углеродных материалах / Базаев Н.А. [и др.]. Медико-экологические информационные технологии - 2017. Сборник материалов XX Международной научно-технической конференции. Курск. 2017. C. 23-34.

98. Bazaev N.A. Investigation of carbon materials for urea degradation via electrolysis for systems with dialysis regeneration unit // Nephrology dialysis transplantation. Abstracts for 55th ERA-EDTA congress. 2018. Vol. 33. № 7. P. i511.

99. Bazaev N.A., Zhilo N.M., Grinvald V.M. Prospects of electrochemical urea elimination method for wearable «artificial kidney» // Ural Symposium in Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Nechnology. Yekaterinburg. 2018. P. 5-8.

100. Modrovich I. E. Method of forming stabilized urease solutions // US Patent 4378430 A (1983)

101. Hess R., Pearse A.G. Enzyme immobilization. Substantive diazonium salts in enzyme histochemistry // Enzymol Biol Clin (Basel). 1961-1962. V.1. P. 87-113.

102. Hermanson Greg T. Bioconjugate Techniques // Elsevier. 2008. 1202 p.

103. Removal of urea from spent dialysate using an enzymatic method / Bazaev N.A. [et.al.]. Biomedical Engineering. 2016. Vol. 50. No 2. P. 138 - 141.

104. Ферментативный метод удаления мочевины из отработанного диализирующего раствора / Базаев Н.А. [и др.]. Медицинская техника. 2016. № 2. С. 48-51.

105. Bazaev N.A., Zhilo N.M., Selishchev S.V. The analysis of the dialysate composition after fermentation and electrochemically mediated sorbent regeneration // The international journal of artificial organs. Abstracts from the 45th ESAO Congress. 2018. Vol. 41. № 9. P. 529-530.

106. Носимый аппарат для постоянного автоматизированного перитонеального диализа с диализно-сорбционной регенерацией диализирующего раствора / Базаев Н.А. [и др.]. Медицинская техника. 2018. № 4. C. 1-4.

107. A Wearable Device for Continuous Automated Peritoneal Dialysis with Dialysis-Sorption Regeneration of the Dialysis Fluid / Bazaev N.A. [et al.]. Biomedical Engineering. 2018. Vol. 52. № 4. P. 219-223.

108. Базаев Н.А. Способ искусственного очищения крови с регенерацией диализирующего раствора в экстракорпоральном контуре и устройство для его осуществления // Патент на изобретение РФ № 2692329 от 21.04.2017.

109. Haycock G.B., Schwartz G.J., Wisotsky D.H. Geometric method for measuring body surface area: a height-weight formula validated in infants, children, and adults // The Journal of Pediatrics. 1978. Vol. 93. № 1. P. 62-66.

110. Nadler S.B., Hidalgo J.U., Bloch T. Prediction of blood volume in normal human adults // Surgery. 1962. Vol. 51. № 2. P. 224-232.

111. What Does Peritoneal Thickness in Peritoneal Dialysis Patients Tell Us? / Duman S. [et.al.]. Advances in Peritoneal Dialysis. 2007. Vol. 23. P. 28-33.

112. Mathematical model of a biotechnical system for extrarenal blood purification using a portable artificial kidney apparatus / Bazaev N.A. [et.al.]. Biomedical Engineering. 2016. Vol. 49. No 5. P. 322-326.

113. Flessner M.F., Lofthouse J., Zacaria R. Improving Contact Area between the Peritoneum and Intraperitoneal Therapeutic Solutions. Journal of the American Society of Nephrology. 2001. Vol. 12. P. 807-813.

114. Ultrasonographic evaluation of peritoneal membrane thickness and comparison with the effectiveness and duration of CAPD. / G. Temez [et.al.]. International Urology and Nephrology. 2013. Vol 45. P. 1761-1766.

115. Mujais S., Vonesh E. Profiling of peritoneal ultrafiltration // Kidney International. 2002. Vol. 62. P. S17-S22.

116. Water transport model during CAPD: Determination of parameters / T. Horiuchi [et.al.]. Kidney International. 1993. Vol. 44. P. 700-707.

117. Математическая модель биотехнической системы внепочечного очищения крови с помощью носимого аппарата для перитонеального диализа / Базаев Н.А. [и др.]. Медицинская техника. 2015. № 5. С. 52-55.

118. Bazaev N.A., Bizyukov I.O., Streltsov E.V. Mathematical modeling of sorption in wearable artificial kidney with dialysate regeneration // Biomedical Engineering. 2017. Vol. 50. No 5. P. 318-320.

119. Representation of peritoneal tissue - mathematical models in peritoneal dialysis / Galach M [et.al.]. Progress in Peritoneal Dialysis. 2011 Chapter 1. P. 1-22.

120. Базаев Н., Линдхольм Б. Математическая модель внепочечного очищения крови человека с помощью носимого аппарата для перитонеального диализа на основе перитонеального диализа // Медицинская техника. 2016. № 4. С. 1-4.

121. Bazaev N., Lindholm B. A mathematical model of extrarenal purification of human blood using a wearable artificial kidney based on peritoneal dialysis // Biomedical Engineering. 2016. Vol. 50. No 4. P. 219-223.

122. Bazaev N.A., Zhilo N.M. Modeling of biotechnical system of artificial blood purification with wearable artificial kidney // The International journal of artificial organs 2017. Abstracts from the 44th ESAO and 7th IFAO Congress. 2017. Vol. 40. № 8. P. 440.

123. Bazaev N.A., Pozhar K.V. Efficiency of dialysis machines in comparison with native kidney // Proceedings of the 11th German-Russian Conference on Biomedical Engineering. Aachen. 2015. P. 155-157.

124. Waniewski J., Debowska M., Lindholm B. How accurate is the description of transport kinetics in peritoneal dialysis according to different versions of the three-pore model? // Peritoneal Dialysis International. 2008. Vol. 28. № 1. P. 53-60.

125. Peritoneal transport in peritoneal dialysis patients using glucose-based and amino acid-based solutions / Olszowska A. [et al.]. Peritoneal Dialysis International. 2007. Vol. 27. №5. P. 544-553.

126. Базаев Н.А., Бизюков И.О., Стрельцов Е.В. Математическое моделирование сорбционных процессов при регенерации диализирующего раствора в носимом аппарате для перитонеального диализа // Медицинская техника. 2016. № 5. С. 22-24.

127. Базаев Н.А., Пожар К.В., Стрельцов Е.В. Устройство для электрохимического разложения мочевины // Патент на изобретение РФ № 2593896 от 14.04.2015.

128. Базаев Н.А. Устройство для удаления мочевины из отработанного диализирующего раствора // Патент на изобретение РФ № 2661718 от 20.03.2017.

129. Устройство для сорбционной очистки отработанного диализата / Базаев Н.А [и др.]. Патент на изобретение РФ № 2624516 от 22.05.2015.

130. Базаев Н.А., Пожар К.В., Стрельцов Е.В. Программа управления экспериментальным образцом носимого аппарата для перитонеального диализа. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015616228 от 03.06.2015.

131. Базаев Н.А., Стрельцов Е.В. Программа управления экспериментальным образцом носимого аппарата для перитонеального диализа с компьютера в сервисном режиме. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016619871 от 31.08.2016.

132. An animal model for study percutaneous access devices in CAPD / Cardona R.R. [et al.]. URL: https://www. advancesinpd. com/ adv88/pt6animal88.html (дата обращения 30.01.2019).

133. Development and evaluation of a retroperitoneal dialysis porcine model / Okhunov Z. [et al.]. Clinical Nephrology Okhunov Z. Vol. 86. No2. 2016. PP. 70-77.

134. In vitro trails of wearable artificial kidney (WAK) / Bazaev N.A. [et.al.]. The International journal of artificial organs. 2018. Vol. 41. № 2. P. 84-88.

135. In vitro and in vivo trials of wearable artificial kidney / Bazaev N.A. [et.al.]. Proceedings of the 2018 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. Saint Petersburg. 2018. P. 1877-1881.

136. Bazaev N.A., Grinvald V.M. Trails of wearable artificial kidney SDR-01 // The International journal of artificial organs 2017. Abstracts from the 44th ESAO and 7th IFAO Congress. 2017. Vol. 40. № 8. P. 440-441.

137. In vitro experiments of dialysate regeneration unit on waste dialysis fluid / Putrya B.M. [et.al.]. Proceedings of the 2019 IEEE conference of Russian young researchers in electrical and electronic engineering. M: MIET. 2019. P. 2286-2289.

138. Bazaev N.A., Zhilo N.M., Selishchev S.V. Biomedical trials of wearable artificial kidney // The international journal of artificial organs. Abstracts from the 45th ESAO Congress. 2018. Vol. 41. № 9. P. 536-537.

139. Animal trails of wearable apparatus for peritoneal dialysis / Bazaev N.A. [et.al.]. Биомедицинская радиоэлектроника. Proceedings of the 13th Russian German Conference on Biomedical Engineering. 2018. № 6. C. 12-14.

140. European Renal Best Practice (ERBP) position statement on the Kidney Disease Improving Global Outcomes (KDIGO) Clinical Practice Guidelines on Acute Kidney Injury: Part 1: definitions, conservative management and contrast-induced nephropathy. The ad-hoc working group of ERBP: D. Fliser, M. Laville, A. Covic [et al.] // Nephrol. Dial. Transplant. 2012. № 27(12). P. 4263-4272.

141. Frequency of serum creatinine changes in the absence of iodinated contrast material: implications for studies of contrast nephrotoxicity / Newhouse J.H. [et.al.]. Am. J. Roentgenol. 2008. № 191(2). P. 376-382.

142. Базаев Н.А. Неинвазивные методы измерения уровня глюкозы в крови // Биомедицинские электронные системы. Сборник научных трудов. МИЭТ. 2007. С. 162-184.

143. Базаев Н.А. Принципы неинвазивного определения глюкозы в крови // Микроэлектроника и информатика 2006. 13-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. 2007. С. 301.

144. Advances in Photoacoustic Noninvasive Glucose Testing / MacKenzie H.A. [et.al.]. Clinical Chemistry. 1999. Vol. 45. № 9. P. 1587-1595.

145. Noninvasive continuous glucose monitoring using photoacoustic technology-results from the first 62 subjects / Weiss R. [et.al.]. Diabetes Technology and Therapeutics. 2007. Vol. 9. № 1. P. 68-74.

146. Laser-induced photoacoustic glucose spectrum denoising using an improved wavelet threshold translation-invariant algorithm / Ren Z. [et.al.]. Proceedings of SPIE 2009. Vol. 7382. 1508 p.

147. Новиков И.А. Неинвазивное определение концентрации глюкозы в крови по сравнению температур барабанной перепонки и поверхности головы // Медицинская техника. 2017. № 5. С. 28-31.

148. Radio frequency spectral analysis for in-vitro or in-vivo environments / Fuller M.E. [et.al.]. Patent № 5792668. USA. August 11, 1998.

149. Caduff A., Feldman Y. Method and devise for measuring glucose // Patent№ 0043759. USA. March 18, 2004.

150. Gozani Sh.N. Apparatus and method for non-invasive blood analyte measurement // Patent № 5,752,512. USA. May 10, 1995.

151. Bazaev N.A., Selishchev S.V. Noninvasive methods for blood glucose measurement // Biomedical engineering. 2007. Vol. 41. № 1. P. 42-50.

152. Buchert J.M. Non-invasive continuous blood glucose monitoring // Patent № 5823966. USA. May 20, 1997.

153. Базаев Н.А., Маслобоев Ю.П., Селищев С.В. Оптические методы неинвазивного определения уровня глюкозы в крови // Медицинская техника. 2011. № 6. С. 29-33.

154. Базаев Н.А., Селищев С.В. Неинвазивные методы измерения уровня глюкозы в крови // Медицинская техника. 2007. № 1. С. 40-48.

155. Баранов В.В. Неинвазивное определение глюкозы в крови // New Technologies for the 21st Century. 2001. Vol. 6. P.36-39.

156. Моренкова С.А., Лопухин Ю.М. Способ определения уровня гликемии // Патент № 2118821. Ф. Ноябрь 10, 1998.

157. Bazaev N.A., Masloboev Yu.P., Selishev S.V. Optical methods for noninvasive blood glucose monitoring // Biomedical engineering. 2012. Vol. 45. № 6. P 229-233.

158. Extracellular Glucose Dependence of Rhodopsin Regeneration in the Excited Mouse Eye / Ostroy S.E. [et al.]. Experimental Eye Research. 1992. Vol. 55. P. 419-423.

159. Cote G.L., Fox M.D., Northrop R.B. Optical glucose sensor apparatus and method // Patent № 5209231. USA. November 2, 1990.

160. Bockle B., Rovati L., Ansari R.R. Polarimetric Glucose Sensing Using Brewster Reflection off of Eye Lens: Theoretical Analysis // NASA/TM. 2002. 211354. SPIE 4624-24.

161. Castano J.A. Optical method and device for determining blood glucose levels // Patent № 6113537. USA. October 15, 1997.

162. Progress toward an In Vivo Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Glucose Sensor. / Lyandres O. [et.al.]. Diabetes Technology and Therapeutics. 2008. Vol. 10. № 4. P. 257-265.

163. Optical coherence tomography / Haung D. [et. al.]. Science. 1991. Vol. 254. P. 1178-1181.

164. Schmitt J.M. Optical coherence tomography (OCT): a review // IEEE J Selected Top Quantum Electron. 1999. Vol.5. P. 1205-1215.

165. Базаев Н.А., Пожар К.В., Селищев С.В. Исследование эффективности спектрофотометрического метода неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови // Биомедицинская радиоэлектроника. 2013. № 1. С. 28-30.

166. Noninvasive glucose monitoring in diabetic patients: a preliminary evaluation / Robinson M.R. [et. al.]. Clinical Chemistry. 1992. Vol. 38. P. 1618-1622.

167. Bazaev N.A., Pozhar K.V., Ephimov I.A. Development of prototype of non-invasive blood glucose meter based on spectrophotometric method // Proceedings of the VIII Russian-bavarian conference on biomedical engineering. 2012. P. 68-71.

168. Shvartsman L.D., Fine I. Light scattering changes caused by RBC aggregation; physical basis for new approach to non-invasive blood count // Proc SPIE. 2001. Vol. 4263. P. 131-142.

169. Glucose correlation with light scattering patterns—a novel method for noninvasive glucose measurements / Cohen O. [et. al.]. Diabetes Technol Ther. 2003. Vol. 5. P. 11-17.

170. Shvartsman L.D., Fine I. Optical transmission of blood: effect of erythrocyte aggregation // IEEE Trans Biomed Eng. 2003. Vol. 50. P. 1026-1033.

171. Burmeister J.J., Arnold M.A. Evaluation of measurement sites fornoninvasive blood glucose sensing with near-infrared transmission spectroscopy // Clin Chem. 1999. Vol. 45. P. 1621-1627.

172. Heise H.M., Bittner A., Marbach R. Clinical chemistry and near infrared spectroscopy: technology for noninvasive glucose monitoring // J Infrared Spectrosc. 1998. Vol. 6. P. 349-359.

173. Heise H.M., Bittner A., Marbach R. Near-infrared reflectance spectroscopy for noninvasive monitoring of metabolites // Clin Chem Lab Med. 2000. Vol. 38. P. 137-145.

174. Heise H.M., Lampen P. Transcutaneous glucose measurements using near-infrared spectroscopy: validation of the statistical calibration models // Diabetes Care. 2000. Vol. 23. P. 1208-1209.

175. Gabriely I., Shamoon H. Transcutaneous glucose measurement using near-infrared spectroscopy during hypoglycemia // Diabetes Care. 2000. Vol. 23. P. 1209-1210.

176. Maruo K., Chin J., Tamura M. Non-invasive blood glucose monitoring by novel fiber optical probe // Proc SPIE. 2001. Vol. 4264. P. 20-27.

177. Multivariate calibration for assays in clinical chemistry using attenuated total reflection infrared spectra of human blood plasma / Janatsch G. [et. al.]. Anal Chem. 1989. Vol. 61. P. 2016-2023.

178. Glucose quantification in dried-down samples using mid-infrared attenuated total reflection spectroscopy / Deissel F. [et. al.]. Appl Spectrosc. 2004. Vol. 58. P. 422-450.

179. Disease pattern recognition in infrared spectra of human sera with diabetes mellitus as an example / Petrich W. [et. al.]. Appl Opt. 2000. Vol. 39. P. 3372-3379.

180. Kim Y.J., Hahn S., Yoon G. Determination of glucose in whole blood samples by mid-infrared spectroscopy // Appl Opt. 2003. Vol. 42. P. 745-749.

181. The use of Fourier-transform infrared spectroscopy for the quantitative determination of glucose concentration in whole blood / Shen Y.C. [et. al.]. Phys Med Biol. 2003. Vol. 48. P. 2023-2032.

182. Reagentless near infrared determination of glucose in whole blood using multivariate calibration / Haaland D.M. [et. al.]. Appl Spectrosc. 1992. Vol. 46. P. 1575-1578.

183. Post-prandial blood glucose determination by quantitative mid-infrared spectroscopy / Ward K.J. [et. al.]. Appl Spectrosc. 1992. Vol. 46. P. 959-965.

184. Berman H.L., Roe J.N. Cleaning system for infrared ATR glucose measurement system (II) // Patent № 6,362,144. US. March 26, 2002.

185. Berman H.L., Roe J.N. Infrared ATR glucose measurement system having an ATR with mirrored ends // Patent № 6,421,548. US. July 16, 2002.

186. Berman H.L., Roe J.N. Method for preparing skin surface and determining glucose levels from that system // Patent № 6,424,848. US. July 23, 2002.

187. Correlation between blood glucose concentration in diabetics and noninvasively measured tissue optical scattering coefficient / Bruulsema J.T. [et. al.]. Opt Lett. 1997. Vol. 22. P. 190-192.

188. Non-Invasive Task Force: noninvasive glucose measurement by monitoring of scattering coefficient during oral glucose tolerance tests / Heinemann L. [et. al.]. Diabetes Technol Ther. 2000. Vol. 2. P.211-220.

189. Non-invasive glucose determination by measuring variations of the reduced scattering coefficient of tissues in the near-infrared / Maier J. [et. al.]. pt Lett. -1994. Vol. 19. P. 2062-2064.

190. Основные подходы к созданию портативного аппарата для автоматизированной инсулинотерапии / Базаев Н.А. [и др.]. Медицинская техника. 2016. № 6. С. 31-33.

191. Main approaches to creating portable automated insulin treatment devices // Biomedical engineering. 2017. Vol. 50. № 6. P 402-405.

192. Malin S.F., Ruchti T.L., Blank T.B., Thennadil S.N., Monfre S.L. Noninvasive Prediction of Glucose by Near-Infrared Diffuse Reflectance Spectroscopy / Bazaev N.A. [et. al.]. Clinical Chemistry. 1999. Vol. 45. P. 1651-1658.

193. Burmeister J.J., Arnold M.A., Small G.W. Noninvasive Blood Glucose Measurements by Near-Infrared Transmission Spectroscopy Across Human Tongues // Diabetes Technology & Therapeutics. 2000. Vol. 2. № 1. P. 5-16.

194. Chance correlation in non-invasive glucose measurement using near-infrared spectroscopy / Liu R. [et. al.]. Journal of physics. Applied physics. 2005. Vol. 38. P. 2675-2681.

195. Kim Y.J., Yoon G. Prediction of glucose in whole blood by near-infrared spectroscopy: Influence of wavelength region, preprocessing, and hemoglobin concentration // Journal of Biomedical Optics. 2006. Vol. 11. № 4. P. 11-28.

196. Uwadaira Y., Adachi N., Kawano S. Factors affecting the accuracy of non-invasive blood glucose measurement by short-wavelength near infrared spectroscopy in the determination of the glycaemic index of foods // Journal Of Near Infrared Spectroscopy. 2010. Vol. 18. P. 291-300.

197. Базаев Н.А., Пожар К.В., Руденко П.А. Математическое моделирование динамики концентрации глюкозы в крови // Медицинская техника. 2014. -№ 6. С 8-11.

198. Современные методы и средства регенерации диализирующего раствора / Базаев Н.А. [и др.]. Биотехносфера. 2013. № 3. С. 2-6.

199. Bazaev N.A., Selishchev S.V. Approaching wearable artificial kidney // The International journal of artificial organs. Abstracts from the XLIII Congress of the European Society for Artificial Organs. 2016. Vol. 39. № 7. Р. 381.

200. Bazaev N.A., Putrya B.M., Streltsov E.V. Regeneration unit of a wearable artificial kidney // Proceedings of the 11th German-Russian Conference on Biomedical Engineering. Aachen. 2015. P. 83-86.