혈액 투석기 속의 인공 반투막을 통해 신부전증 환자의 혈액에서 요소를 제거하는 원리를 입자의 크기 차이에 따라 용질이 농도 기울기에 의해 확산하는 투석 현상으로 설명해 주세요.

Question

혈액 투석기 속의 인공 반투막을 통해 신부전증 환자의 혈액에서 요소를 제거하는 원리를 입자의 크기 차이에 따라 용질이 농도 기울기에 의해 확산하는 투석 현상으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

신장 기능이 저하된 신부전증 환자는 몸속 노폐물인 요소를 스스로 배출하지 못해 혈액 투석기를 이용해야 합니다. 이 과정은 물질이 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 퍼져 나가는 확산 현상과, 입자 크기에 따라 물질을 걸러내는 반투막의 성질을 이용합니다.

​투석기 내부에는 눈에 보이지 않는 미세한 구멍이 뚫린 인공 반투막이 있습니다. 이 구멍은 크기가 정밀하게 설계되어 있어서, 적혈구나 백혈구, 단백질처럼 덩치가 큰 유익한 혈액 성분은 통과하지 못하고 혈액 속에 그대로 남습니다. 반면 분자 크기가 매우 작은 요소는 반투막의 구멍을 자유롭게 통과할 수 있습니다.

​작은 요소 입자들을 막 밖으로 끌어내는 힘은 바로 농도 차이에서 나옵니다. 투석기 안에서 반투막을 경계로 한쪽에는 환자의 혈액을 흐르게 하고, 다른 쪽에는 요소가 전혀 없는 깨끗한 투석액을 흐르게 합니다. 이렇게 하면 혈액 쪽은 요소 농도가 높고 투석액 쪽은 농도가 낮은 뚜렷한 농도 기울기가 만들어집니다.

​이 농도 차이 때문에 혈액 속의 요소들이 반투막의 미세 구멍을 지나 농도가 낮은 투석액 쪽으로 자연스럽게 이동하게 됩니다. 결과적으로 몸에 필요한 큰 성분들은 안전하게 지키면서, 크기가 작은 노폐물인 요소만 농도 기울기에 의한 확산으로 깨끗하게 걸러져 환자의 몸으로 다시 들어가게 됩니다.