Rein artificiel ou dialyseur

Dossier technique Rein artificiel Page 1/12
MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 20/09/2010
R
Re ei in n a ar rt ti if fi ic ci ie el l
o
ou u
d
di ia al ly ys se eu ur r

Dossier technique Rein artificiel Page 2/12
MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 20/09/2010
1) FONCTION D’UN REIN...................................................................................................3
2) TRAITEMENTS POSSIBLES EN CAS D’INSUFFISANCE RENALE.............................3
3) PRINCIPES DE L'HEMODIALYSE.................................................................................3
31) PRESENTATION......................................................................................................................... 3
32) QUELQUES CHIFFRES................................................................................................................ 4
4) PRESENTATION DE LA MAQUETTE DIDACTISEE DU LABORATOIRE....................5
41) LES DIVERS CIRCUITS................................................................................................................ 5
42) LE REIN ARTIFICIEL (A FIBRES CREUSES).................................................................................... 6
43) LE CIRCUIT « SANG ». ............................................................................................................... 6
44) LE CIRCUIT « DIALYSAT ACTIF »................................................................................................. 7
45) LE CIRCUIT « PREPARATION DU DIALYSAT »................................................................................ 7
46) LES INSTRUMENTS DE MESURE.................................................................................................. 8
461) Capteurs de pression......................................................................................................... 8
462) Débitmètres (à turbine)...................................................................................................... 8
463) Eprouvette graduée........................................................................................................... 8
5) MISE EN SERVICE DE LA MAQUETTE. .......................................................................9
6) CARTE D’ACQUISITION « DIGIMETRIE » ET LOGICIEL D’EXPLOITATION
« DIGIVIEW »....................................................................................................................11

Dossier technique Rein artificiel Page 3/12
MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 20/09/2010
1) Fonction d’un rein.
Pour un poids de 300g, les reins reçoivent un débit sanguin de 1,2 /min ; soit près du quart du débit
cardiaque (4 /min pour un individu moyen au repos).
Leur rôle consiste à séparer les toxines du sang : c'est-à-dire à éliminer l’eau et les déchets contenus dans
le sang.
2) Traitements possibles en cas d’insuffisance rénale.
En cas d’insuffisance rénale, il faut donc purifier le sang par d'autres moyens, tels que l’hémodialyse ou la
transplantation rénale.
3) Principes de l'hémodialyse.
31) Présentation.
L’hémodialyse est un traitement extracorporel du sang à l'aide d'un rein artificiel. Cette technique fait appel à
un générateur de dialyse.
En créant une circulation sanguine extra corporelle, le sang du patient prélevé par l'artère, est filtré dans un
rein artificiel (dialyseur) pour être restitué par la veine au patient.
Le rein artificiel se compose de deux compartiments séparés par une membrane. L'un est parcouru par le
sang, l'autre à contre courant par le dialysat (liquide de dialyse). La membrane est semi-perméable, ce qui
permet le passage d'eau et de solutés ne dépassant pas une certaine taille.
Elimination de l’eau par ultrafiltration (grâce à un gradient de pression).
Au début du traitement, le sang du patient contient des liquides en excès et des déchets. Un gradient de
pression est appliqué au niveau de la membrane du rein artificiel pour éliminer les liquides.
Ce gradient force l'eau à quitter le sang, à passer à travers la membrane et à aller dans le dialysat par
phénomène d'ultrafiltration.
Elimination des déchets par diffusion (grâce à un gradient de concentration).
Le dialysat ne contenant pas de déchets, il se crée un gradient de concentration au niveau de la membrane.
Ce processus entraîne le transfert par diffusion (osmose inverse) des déchets présents dans le sang qui
traversent ainsi la membrane pour passer dans le dialysat.
Ce traitement a pour résultat d'ajuster le volume de sang et d'éliminer les déchets.
Les processus d'élimination des liquides (par ultrafiltration) et des solutés (par diffusion ou osmose inverse)
sont simultanés.
Ce schéma montre le circuit des fluides pendant le traitement d’hémodialyse. Dans le circuit « sang »
extracorporel (à gauche), le sang est acheminé vers le rein artificiel grâce à une pompe péristaltique. Dans
le circuit « dialysat » (à droite), le dialysat est préparé et envoyé vers le rein artificiel grâce à une pompe à
engrenage.
Rein artificiel Pompe à engrenage
Pompe péristaltique

Dossier technique Rein artificiel Page 4/12
MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 20/09/2010
 Visionner les 2 vidéos situées dans le répertoire SII Elève / Dossier technique.
Attention âmes sensibles s’abstenir pour la 2ème vidéo.
32) Quelques chiffres.
On peut dire qu'actuellement 45000 personnes sont en insuffisance chronique terminale. 29000 patients
sont traités par épuration extra rénale et 16000 ont reçu une greffe rénale fonctionnelle.
Du point de vue de l'assurance maladie, le coût d'une séance de dialyse s'élève à 375 €.
La durée du traitement sera comprise entre 3 h ½ et 5 heures, à effectuer tous les 2 jours !!!
Un appareil à dialyse complètement équipé coûte 39000 € TTC.

Dossier technique Rein artificiel Page 5/12
MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 20/09/2010
4) Présentation de la maquette didactisée du laboratoire.
41) Les divers circuits.
Ligne veineuse
Ligne artérielle
MOTOPOMPE À
DIALYSAT Po2
(moteur + pompe à
engrenage)
Pupitre de commande des pompes
REIN
ARTIFICIEL
Débitmètre 1
Débitmètre 2
A
B
A
B
A
B
Po1
Po2
Po3
MOTOPOMPE DE
PREPARATION Po3
(moteur + pompe à
piston)
PIÈGES
À BULLES
Capteur de
pression CP1
Capteur de
pression CP2
RESTRICTION
REGLABLE
Capteur de
pression CP3
ÉPROUVETTE
GRADUÉE
Capteur de
pression CP4
RESTRICTION
REGLABLE
MOTOPOMPE À SANG Po1
(moteur + pompe
péristaltique)
Vanne de sélection Va1 :
mesure par débitmètre
ou éprouvette
Vanne Va4 pour
vidange de
l’éprouvette
Vanne de sélection Va3 :
retour direct ou mesure débit
Vanne de sélection Va2 :
retour direct ou mesure
débit
Le circuit
« sang » Le circuit « dialysat actif » Le circuit « préparation du dialysat »