Je leest:

Een kunstnier uit worsten en een Fordje

Een kunstnier uit worsten en een Fordje

Auteur: | 1 oktober 2001

De Kampener arts Willem Kolff ontwikkelt ’s werelds eerste kunstnier en staat daarmee aan de wieg van een technologie die inmiddels miljoenen mensen het leven heeft gered.

Aan het eind van de jaren dertig begint Willem (Pim) J. Kolff (1911-2009) als assistent bij de Universiteit Groningen. In 1943 heeft de jonge dokter een aantal patiënten, waarvan één met uremie. Bij deze nierziekte worden afbraakproducten van de stofwisseling (ureum, creatinine en urinezuur) niet meer efficiënt uit het bloed verwijderd.

Bron: Nierstichting Nederland, Bussum

Kolff is begaan met het lot van de patiënt en probeert een methode te vinden om dagelijks twintig gram afbraakproduct uit het bloed van de patiënt te verwijderen. Inmiddels is bekend dat het in principe mogelijk moet zijn deze stoffen met behulp van dialyse te verwijderen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een halfdoorlatend membraan waardoor stoffen selectief vanuit bloed getransporteerd worden naar een spoelvloeistof. Het membraan dient doorlaatbaar te zijn voor water en de afvalstoffen maar niet voor verbindingen zoals eiwitten, die in het bloed moeten achterblijven.

Willem Kolff. Foto van auteur.

Tijdens de oorlog wordt Kolff gedwongen de universiteit te verlaten. In het ziekenhuis van Kampen vervolgt hij zijn werk en denkt na over een apparaat, waarmee dialyse bij mensen kan worden toegepast. Hij hoort dat cellofaan een geschikt membraan zou kunnen zijn. Buisvormige cellofaanmembranen werden destijds gebruikt als kunstdarm voor de vervaardiging van worsten. Voor een efficiënte dialyse is een groot membraanoppervlak nodig plus een systeem, waarmee zowel het bloed als de spoelvloeistof in stroming kan worden gebracht. Er mogen aan weerszijden van het membraan immers geen vloeistoffen stagneren. Tenslotte moet voorkomen worden dat bloed in contact komt met het lichaamsvreemde materiaal en gaat stollen.

Inmiddels is bekend dat uit varkensdarmen het antistollingsmiddel heparine verkregen kan worden. Na onderzoek blijkt dit het stollingsprobleem op te lossen. Na contact met een emailleerfabriek te Kampen wordt een geëmailleerde bak met een aluminium trommel gemaakt. De cellofaanbuis wordt om de trommel gewonden en de bak met spoelvloeistof gevuld, zodat de buis voor een derde in de spoelvloeistof staat.

Kamer waar Kolff zijn eerste dialysepatiënt begeleidde (Engelbergstichting, Kampen). Bron: Nierstichting Nederland, Bussum/Museum Boerhaave, Leiden

Het bloed moet dan vanuit een slagader door de buis geleid worden en daarna via een apparaatje om luchtbellen te verwijderen, teruggeleid naar een ader. Met behulp van een roterende koppeling uit de waterpomp van een Ford is het mogelijk het bloed van het systeem door de (draaiende) cellofaanbuis te leiden en vandaar weer terug (fig. 5 en 6). Bij de eerste patiënt blijft succes uit maar dan slaagt Kolff er in een patiënt uit Zwolle elf keer met goed resultaat te behandelen. De eerste Nederlandse hemodialyse met een kunstnier is een feit. Het is wereldwijd niet de allereerste want reeds in 1926 was de Duitser Georg Haas daarin geslaagd. Haas kwam echter niet tot een bruikbare kunstnier, mede door het ontbreken van goede membranen en antistollingsmiddelen.

Twincoil kunstnier

Kolff promoveert in 1946 in Groningen op het proefschrift De kunstmatige nier en probeert in Nederland interesse te kweken voor zijn werk. Hij schenkt een aantal kunstnieren aan ziekenhuizen in Amsterdam, Londen, New York en Krakov. Hij krijgt echter weinig steun en besluit in 1950 naar de Verenigde Staten te vertrekken. Daar ontwikkelt hij de zogenoemde twin coil kunstnier.

Kolff gebruikte in de eerste kunstnier cellulose in de vorm van cellofaanfilm voor het membraan: cellofaan werkt als een filter want laat water en afvalstoffen uit het bloed door, maar houdt bijv. eiwitten tegen. Tegenwoordig worden ook heel andere materialen gebruikt met dezelfde eigenschappen, zoals polyethersulfon (onder).

De eerste versie hiervan bestaat uit twee cellofaanbuizen om een conservenblik en vliegengaas om de buizen van elkaar te scheiden. In 1960 zorgt Scribner voor een doorbraak met de ontwikkeling van een shunt, een buisje waarmee slagader en ader continu verbonden worden. Daardoor kan een patiënt zonder bloedvaten aan te prikken, aangesloten worden op de kunstnier.

Schematisch overzicht van Kolffs roterende kunstnier. Uit: Replacement of renal function by dialysis: a textbook of dialysis. Figure 15a, p.31/ edited by J.F. Maher. 3rd ed. © 1989 met vriendelijke toestemming van Kluwer Academic Publishers.

Deze kunstnier wordt op de markt gebracht en wereldwijd verkocht. Momenteel worden er meer dan een miljoen patiënten mee behandeld.

Na zijn pionierswerk op het gebied van de kunstnier maakt Kolff grote naam met de ontwikkeling van een kunsthart, dat in Salt Lake City bij een patiënt wordt geïmplanteerd.

Een van de eerste vier vervaardige kunstnieren. Bron: Museum Boerhaave, Leiden

Literatuur

J.J. Abel, L.G. Rowntree, B.B. Turner, On the removal of diffusible substances from the circulating blood by means of dialysis, Transactions of the Association of American Physicians 28 (1913), p. 51. G. Haas, Über Versuche der Blutauswaschung am Lebenden mit Hilfe der Dialyse, Naunyn-Schmiedebergs Archiv fur Pharmakologie 116 (1926), p. 158. W.J. Kolff, H.Th.J. Berk, De kunstmatige nier; een dialysator met een groot oppervlak, Nederlands tijdschrift voor geneeskunde 87 (1943), 1684. W.E. Quinton, D. Dillard, B.H. Scribner, Cannulation of blood vessels for prolonged hemodialysis, Transactions of the American Society for Artificial Internal Organs 6 (1960), p. 104.

Zie ook:

Dijken
KNAW

Dit artikel is afkomstig uit het boek Chemie achter de dijken, een gezamenlijke uitgave van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) en de Koninklijke Nederlandse Chemische Vereniging (KNCV). Het werd in 2001 uitgegeven ter herdenking van het feit dat de Nederlander Jacobus Henricus Van ‘t Hoff honderd jaar eerder in 1901 de allereerste Nobelprijs voor de scheikunde won. Chemie achter de dijken belicht Nederlandse uitvindingen en ontdekkingen op chemisch gebied sinds 1901. In zo’n zeventig bijdragen (voor het overgrote deel opgenomen in Kennislink) wordt de betekenis van de Nederlandse chemie duidelijk voor ontwikkelingen op het gebied van de gezondheidszorg (bijvoorbeeld de kunstnier), de voedingsmiddelenindustrie (onder andere zoetstoffen), de kledingindustrie (bijvoorbeeld ademende regenkleding) of de elektronica (zoals herschrijfbare CD’s).

Dit artikel is een publicatie van KNAW/KNCV.
© KNAW/KNCV, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 oktober 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.