Хав'єр Товар | MADRID/EFE-REPORTAJES/RICARDO SEGURA Понеділок, 04.04.2016

нирка

Американські вчені готують штучну нирку з кремнієвими фільтрами та живими клітинами, яку можна імплантувати хворим на нирки, звільнивши їх від апарату для гемодіалізу. Працює під імпульсом серця пацієнта

Біонічна нирка, яка скоро вступить у фазу тестування на людині, буде поєднувати електронні та органічні елементи і матиме розмір, подібний до розміру органів, функцію яких вона буде приймати на себе.

Це стане значним покращенням для життя тих, хто повинен підключатись кілька разів на тиждень до зовнішнього пристрою для гемодіалізу, оскільки нирки виходять з ладу.

При гемодіалізі кров пацієнта протікає через фільтр, який видаляє шкідливі відходи, мінерали та непотрібні рідини, а оброблена кров повертається в організм, допомагаючи контролювати артеріальний тиск і підтримувати належний баланс хімічних речовин, таких як калій і натрій.

Новий пристрій, розроблений групою американських університетів в рамках проекту "Нирки", буде постійно фільтрувати кров людини з дефіцитом нирок, замість того, щоб вимагати відвідувань лікарні, які тривають від 3 до 5 годин або більше, і зсередини тіла, оскільки воно буде імплантовано пацієнту.

Ця невелика біо-штучна нирка, призначена для лікування `` термінальної стадії ниркової хвороби '' (ESRD), дасть нову надію тим, чиї нирки більше не можуть задовольнити потреби свого організму і чекають на трансплантацію, згідно з промоутери цього проекту.

"Ми створюємо біогібридний пристрій, який може імітувати нирку, здатний видаляти достатню кількість відходів, які пацієнт може робити без діалізу", - говорить д-р Вільям Х. Фісселл IV, нефролог і професор Університетського медичного центру з Вандербільта, VU, в Нешвіллі, штат Теннессі (США).

Доктор Фісселл є керівником проекту «Нирки» разом із д-ром Шуво Роєм, біоінженером та професором Каліфорнійського університету, Сан-Франциско, США.

Живі клітини на кремнієвих лісах

Ця хірургічно імплантована штучна нирка включає в себе кремнієвий мікрочіп, який працює як фільтр, а також живі клітини нирок, і, за словами цього нефролога, "вона буде працювати під імпульсом серця пацієнта, фільтруючи потік крові, що проходить через нього".

Він матиме біологічні та технологічні компоненти і матиме розмір невеликої содової банки або чашки кави, щоб її можна було імплантувати в тіло пацієнта.

"Ключем до цього пристрою є його мікрочіп, який використовує ті самі процеси кремнієвих нанотехнологій, що були розроблені мікроелектронною промисловістю для комп'ютерів та комп'ютерного обладнання", за словами Фісселла.

Мікросхеми є доступними, точними та дозволяють виготовляти ідеальні фільтри, за словами Фісселла та його команди, які в даний час розробляють пори згаданого фільтра `` по одному '', відповідно до функції, яку вони хочуть виконувати в кожному з цих отворів.

"Кожен пристрій матиме приблизно п'ятнадцять шарів мікрочіпів фільтрів, один на іншому, який також буде платформою, в якій розміщуватимуться живі клітини нирок, які будуть частиною цього пристрою", за словами Фісселла.

Вони використовуватимуть живі клітини нирок, які будуть рости на мікрочипових фільтрах та навколо них, з метою забезпечити імітацію природних дій нирок, повідомляє Університет Вандербільта.

"Ці клітини будуть рости і утворювати мембрану, яка зможе розрізнити, які хімічні речовини шкідливі, а які корисні, відфільтрувати їх, і тоді організм може реабсорбувати необхідні йому поживні речовини та викидати відходи, необхідні для позбавлення", - пояснює лікар.

За словами його творців, цей пристрій знаходиться поза межами імунної відповіді, тобто власних захисних сил організму, а це означає, що організм не відкидає його.

Це буде працювати природно з власним кровотоком пацієнта, тому одна з найбільших проблем для дослідників - на їх думку - це взяття крові з кровоносної судини та ефективне проштовхування її через пристрій.

Шукає ідеальних пор для крові

Дослідники Вандербільта пояснюють, що вони повинні керувати та трансформувати типово пульсуючий і нестабільний кровотік в артеріях, щоб він міг рухатися через штучний пристрій, не завдаючи згустків та пошкодження.

Для цього біомедичний інженер Аманда Бак з ВУ використовує свій комп’ютер і відображає на своєму екрані комп’ютерні моделі, щоб вдосконалити канали або пори пристрою, щоб кров протікала крізь них якомога плавніше.

Потім він робить прототипи нового дизайну, використовуючи тривимірний принтер, а потім випробовує їх на потоці рідини.

Доктор Фісселл зазначає, що у нього є довгий список людей, які перебувають на діалізі та бажають взяти участь у першому дослідженні, яке згідно з „Нирковим проектом” може розпочатися наприкінці 2017 року та бути завершеним у 2020 році.

Подальший попит на пристрій, який він розробляє з доктором UCSF, доктором Роєм, ймовірно, буде високим, оскільки згідно з американською мережею закупівель органів та трансплантації, понад 100 000 американців перебувають у списку очікування на трансплантацію нирки, але лише в 2015 році 17 108 отримали орган.

А за даними Американського національного фонду нирок, понад 460 000 американців мають ШОЗ і 13 людей щодня помирають в очікуванні нирки.