Введение. 
Теоретические основы проектирования аппарата "Искусственная почка" с регулированием скорости фильтрации по данным состава диализата

Искусственные органы — технические устройства, предназначенные для временной или постоянной замены функции того или иного внутреннего органа человека. Возможность создания искусственного органа связана как с прогрессом биологии и медицины, так и с успехами физики, химии, математики, а также технических наук.

Создание искусственного органа обусловлена также тем, что трансплантация не сможет полностью решить проблему замены нефункционирующих жизненно важных органов человека, т.к. количество пригодных для пересадки донорских органов намного меньше числа больных, нуждающихся в этой операции. Искусственные органы не всегда полностью заменяют функцию естественного органа, особенно когда он обладает рядом сложных функций, как, например печень, сердце. Чаще искусственные органы заменяют не весь орган, а наиболее важную часть (например, искусственные клапаны сердца, предназначенные для обеспечения однонаправленного тока крови, электрокардиостимуляторы, применяемые при нарушении проводящей системой сердца).

Искусственные органы можно разделить на неимплантируемые в организм и на частично и полностью имплантируемые.

Полностью имплантируемым искусственным органом является такое устройство которого размещены внутри организма. Примером этого является электрокардиостимуляторы и искусственное сердце такой конструкции, где все узлы (насосы для крови, привод, система управления им, источник энергопитания) имплантируются внутрь организма.

Примером частично имплантируемого искусственного органа, применяемого лишь только в эксперименте, может служить искусственное сердце. искусственный орган гемодиализный биотехнический Примером неимплантируемого искусственного органа является широко распространенная в клинической практике искусственная почка — аппарат для выведения из организма токсических продуктов обмена и экзогенных ядов, а также для регуляции электролитно-водного баланса и кислотно-щелочного равновесия посредством диализа и ультрафильтрации крови. Искусственная почка временно замещает функции почек по поддержанию гомеостаза, но не моделирует почечные процессы (клубочковую фильтрацию, канальцевую реабсорбцию и секрецию) и инкреторную функцию. Гемодиализ — освобождение крови кристаллоидов благодаря избирательной диффузии веществ через полупроницаемую мембрану. Эта мембрана отделяет стерильную кровепроводящую систему от нестерильной системы, проводящей диализирующий раствор. В зависимости от проницаемости мембраны, ее площади, конструкции аппарата, температуры раствора, разности концентрации веществ по обе стороны мембраны, размера и формы их молекул и другой диализ разных веществ в различных типах. Искусственная происходит неодинаково быстро. Ультрафильтрация — удаление из организма воды вследствие разницы гидростатического и осмотического давления по обе стороны полупроницаемой мембраны. Необходимый для ультрафильтрации градиентов давления достигается в искусственных почках главным образом за счет положительного давления в кровепроводящей системе диализирующего раствора. Процесс удаления воды можно усилить, увеличив осмотическое давление осматически активных веществ (глюкоза, маннитол).

По времени функционирования искусственные органы можно разделить аппараты, поддерживающие жизнедеятельность организма только при непрерывной их работе (например, искусственное сердце), и аппараты, обеспечивающие жизнедеятельности организма при их прерывистом (дискретном) подключении (например, искусственная почка).