
新的高科技膜很快可能會提高透析的有效性,並有一天可能導致可植入的人造腎臟。
儘管仍然存在許多障礙,但研究人員說,這一突破可能徹底改變了腎臟失敗的患者的血液的方法。
最常見的透析技術,血液透析,排幹血從身體中,過濾並返回。它是昂貴的,有時是創傷的,而且總是很耗時。大多數患者每週需要幾次3至4小時的療程,通常在醫療機構中。
第二種,不常用的技術,腹膜透析(其中將特殊的液體泵入患者的腹腔中,以便可以在內部清潔血液)有許多相同的問題,儘管它不太可能為每次療程進行醫療設施。
同樣令人不安的是,這些腎臟替身並不像真實的東西那樣好。他們清洗了自然健康腎臟所做的浪費的20%的血液。
巨大的需求
健康專家說,改善透析是必不可少的,因為全球約有150萬人,其中包括美國325,000人,依靠透析來生存。而且因為大多數發達國家的人們正在發展chubbier到了一刻,糖尿病與肥胖有關,並且是大約45%的病例中腎衰竭的原因,在許多健康科學家中都贏得了“流行病”狀態。根據一些消息來源,僅在美國,就有超過1800萬人患有糖尿病。透析患者的數量每年增加約8%。
密歇根大學醫學院內科助理教授威廉·菲塞爾(William Fissell)博士說,理想情況下,無法接受腎臟移植的人可能會收到幾乎也有效的人造器官。
三步計劃
菲塞爾說,朝著這一目標邁出的第一步是提高外部人造腎臟或血液透析裝置的有效性。接下來是使外部設備足夠小,以使患者不斷磨損。最後一步是可以植入的設備,與心臟的起搏器不同。
Fissell和他的同事,包括克利夫蘭診所Lerner Research Institute的生物醫學工程師舒沃·羅伊(Shuvo Roy),這是一種更有效的過濾器。
Fissell說:“我們認為我們擁有一種平台技術,可以徹底改變腎臟替代的方式。”
透析過濾器捕獲好東西(蛋白質和血細胞),並將其歸還到身體,同時讓壞東西(毒素,多餘的液體和鹽)丟棄。
Fissell說,訣竅是完善過濾器中的孔,這是一種膜。孔需要是正確的大小,正確的形狀,並且在正確的圖案中,使血液輕鬆流過過濾器。它們必須足夠大,以使毒素通過過濾器,但不能大,以至於允許有價值的蛋白質和血細胞逸出。
在壓力下
為了捕獲好東西,當前的過濾器主要依賴非常小的孔,這些孔的形狀是不規則的,並且是混亂的。在顯微鏡下,它們看起來像海綿。
但是小孔意味著必須用大而強大的泵通過過濾器來強迫血液。混亂的模式允許形成高壓引起的電流。這些電流增加了通過過濾器迫使血液迫使血液所需的壓力。
更好的膜可以由較小的,也許是便攜式的泵來驅動。理想的膜將與正常的血壓作用,因此可以植入體內。丟棄的毒素和其他不法患者將被指向附屬於患者的袋子。
矽方法
Fissell的團隊正在通過將精確的圖案蝕刻到矽晶片[Image]來建造一個簡單的流膜。 Micromacine Technologies使科學家增加了給定區域中的孔數(每平方毫米10,000個毛孔),並控制其形狀(縫隙)和模式(起伏的行),以減少血液中的湍流。膜的下一個版本的毛孔的10倍,每平方毫米約100,000倍,進一步減少了迫使血液通過它所需的壓力量。
Fissell解釋說:“目前,真正的挑戰是確定膜的正確孔徑,並優化膜的生物相容性。”為了完善膜,將需要更好地了解天然腎臟如何過濾血液。因為腎臟的膜(無論是在天然器官還是人造器官中)必須陷阱或讓我們的相互作用很複雜。
菲塞爾說:“這不一定像豌豆在大豌豆留下來的豌豆那樣簡單。”
他警告說,建造更好的膜只會在實用的可植入腎臟的道路上橋接一大堆障礙。其他必須具有衛生的因素:生物相容性,防止膜被污染,找到理想的孔徑並開發可靠的製造方法。
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