Die geschichtliche Entwicklung der Membranen

Neben ausgefeilter Technik, wie sie aus der Hämodialyse nicht mehr wegzudenken ist, spielt auch heute noch die Dialysemembran eine herrausragende Rolle. Aus diesem Grund soll im folgenden in einem kurzen Überblick auf die Entwicklung der Membran in der Medizingeschichte eingegangen werden.

Collodium

Während wir heute über eine Vielzahl von Membranen verfügen, waren die Anfänge auf einige wenige Membranen beschränkt. Deren Gebrauch erwies sich zusätzlich oft als wenig effektiv oder sehr schwierig. Membranen aus Kükendärmen, Schilf oder Harnblase eigneten sich nicht für Versuche außerhalb von Laboratorien.

Erst mit Collodium stand eine brauchbare und effektive, wenn auch empfindliche Membran zur Verfügung. Auch wenn uns Collodium erst mit der Entwicklung der ersten "Künstlichen Niere" durch Abel und Mitarbeiter 1913 bekannt wurde, existierte diese Membran weitaus früher. Bereits im Jahr 1833 wurde diese Membran, von dem Franzosen H. Branconnot synthetisch hergestellt. Diese Membran aus "Schießbaumwolle" hat, wie der Name besagt, explosive Eigenschaften. Sie explodiert bereits bei 186 °C. (1889 fügte Alfred Nobel nitrated glycerol dem Collodium (bei) zu und erhielt durch diese Mischung das bekannte Nitroglycerin.) Nicht nur als Membran für die Hämodialyse fand Collodium Verwendung. Ab 1848 wurde es auch als Wundpflaster in der Medizin verwendet. E. Metschnikoff verwendete Collodium Membranen bei seinen ersten Experimenten zur Erforschung der Immunologie.

1855 verwendete Adolf Fick ( Fick'sche Gesetze ) flache Collodium Platten für seine "in vitro" Diffusionsversuche. W. Schumacher aus Bonn stellte Collodium als Membran vor. und verwendete 1860 den Begriff "Membrandiffusion" im Titel seiner Veröffentlichung über den Transport gelöster Substanzen durch Membranen.

Goldschlägerhaut

Heinrich Necheles, 1923 an der Universität von Peking tätig, beschäftigte sich zu dieser Zeit mit Dialyseversuchen. Er entwickelte einen Dialysator in "Sandwich Technik". Durch das übereinender legen von Membranplatten konnte die effektive Membranoberfläche vergrößert werden. Die "Sandwich Technik" dieses ersten "Plattendialysators" war eine signifikante Verbesserung, die sich in den zeitgenössischen Plattendialysatoren verschiedener Firmen bis in die Gegenwart fortsetzte. Die Membran die Necheles für seine Experimente verwendete bestand erstaunlicherweise wieder aus organischem Material - aus Goldschlägerhaut.

Im Goldschlägergewerbe wird das Oberhäutchen oder die Serosa vom Blinddarms des Rindes verwendet. Die Serosa war vor dem ersten Weltkrieg eine sehr begehrte Ware, die auch aus dem Ausland, vorzugsweise England und Amerika, importiert wurde.
Diese Haut wird, wie der Name besagt, von Goldschlägern zur Herstellung von Blattgold benötigt. Auch Silber, Aluminium und Gelbmetall wurden damit "geschlagen". Doch die Verwendung dieses Materials war weitaus vielseitiger. So wurden diese leichten feinen Häutchen auch zum Bau von Luftschiffen verwendet. Für den Bau eines einzigen Zeppelins benötigte man 400,000 - 600.000 Stück. Vor dem Krieg benötigte man für einen Zeppelin 1000.000 dieser Haut. da seinerzeit alle Zellen aus reiner Goldschlägerhaut hergestellt wurden. Abfallstückchen von fertig präparierten Häutchen erfreuten sich außerdem im Volk großer Beliebtheit als sehr begehrtes Heftpflaster.

Zellophan

1898 wurde das Zellophan von J. Brandenberger, einem Schweizer Chemiker, erfunden. Das Produkt besteht aus 80% Zellulose- 12% Glycerm und 8% Wasser und wurde auch Zellglas genannt. Mit dieser Membran wurde eine signifikante Leistungssteigerung der Dialysatoren erreicht. Zellophan konnte ohne Probleme in großen Mengen hergestellt werden ( Fa. Kalle - Deutschland), war einfach zu handhaben und war sterilisierbar. Mit dieser Membran begann die Erfolgsgeschichte der Hämodialysebehandlung.(s.KoIff)'

Cuprophan

Zellophan wurde bald durch ein besseres Produkt aus der Textilindustrie ersetzt ( Fa. Enka Wuppertal). Fredenk Kiil setzte als erster Cuprophan mit seinen Plattendialysator ein. (Abb.?) Cuprophan war neben Cellulose Azetat bis in die 80er Jahre die am häufigsten verwendete Dialysemembran. Die typischen Flachmembranen wurden abgelöst von Schlauchmembranen und später, in den 80ern, folgten die Kapillarmembranen

Die Hämodialyse, heute eine Routinetherapie, kann schon lange auf eine Vielzahl von Membranen zurückgreifen. Reine Cellulose Membranen wurden abgelöst durch modifizierte Cellulose Membranen oder auch Dialysatoren mit vollsynthetischen Membranen. Diese neuen Entwicklungen waren nötig, weil bestimmte physiologische Reaktionen, wie Leukozyten - und Komplementaktivierung, auf die chemischen Struktur der Cellulose Membran zurückzuführen sind. Mit dieser Beobachtung kamen neue Ideen und ein neuer Begriff belebte die Diskussion um Dialysemembranen, Biokompatibilität.

Die Erfolgsgeschichte der Hämodialyse wäre ohne die Erfolge in der Membranentwicklung nie geschrieben worden. Sicher ist, dass die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Ärzten, Chemikern, Physikern und Ingeneuren zum Erfolg geführt hat und für die Zukunft neue Produktentwicklungen erwarten lässt.