Диализна вода g; Изчисти го
Възможен е и преносим изкуствен бъбрек
от Норберт Дьорхолт
(04.10.2019) Всеки, който страда от терминално разстройство на бъбречната функция, обикновено трябва да има редовна диализа. Измиването с изкуствена кръв е голямо бреме за засегнатите. За да се отстранят токсините от кръвта, са необходими значителни количества прочистваща диализна вода. Досега не е имало решение за рентабилно възстановяване на този диализат, но това може да се промени сега.
Понастоящем изследователите на Fraunhofer разработват криогенния процес, метод за премахване на примесите във водата, без да го губят. Този подход не само спестява разходи - преносим изкуствен бъбрек за по-нежна, независима от вода дългосрочна диализа също е възможна. Брита Видман от Централната комуникационна служба на Fraunhofer-Gesellschaft дава общ преглед на текущото състояние на диализно лечение.
Тя пише: Около 90 000 души в Германия трябва да ходят на диализа три пъти седмично в продължение на четири до пет часа всяка година, тъй като бъбреците им вече не работят. Те не могат да отделят адекватно токсините през органа. В медицинската процедура вредните метаболитни токсини се отстраняват от кръвта, като се провеждат извън тялото през полупропусклива мембрана в специална диализна течност, диализат. Порите на мембраната са толкова фини, че през тях могат да преминат само токсини с определен размер. Малки молекули като вода, електролити и пикочни вещества - урея, пикочна киселина и креатинин - се пропускат и влизат в почистващата течност, но големи молекули като протеини и кръвни клетки се задържат. Цялото количество кръв се циркулира за прочистване около три пъти на час.
Диализатът може да се използва само веднъж
Приблизително 400 литра диализат са необходими за диализно лечение. Клиниките и диализните практики осигуряват тази вода чрез системи за обратна осмоза, които използват много енергия и са скъпи. Предизвикателството: диализатът може да се използва само веднъж, тъй като той изчезва като отпадъчна вода след измиване на кръвта. По отношение на една година и 90 000 пациенти са необходими над 5,6 милиона кубически метра свръхчиста вода. В много региони по света това изискване не е изпълнено. Смята се, че повече от един милион души умират всяка година, тъй като нямат достъп до диализа.
„Диализната вода е ценна. Едногодишна диализна вода в Германия запълва куб с дължина на ръба 175 метра. Към днешна дата обаче няма евтин процес на възстановяване на диализат “, казва д-р. Райнер Голдау, учен в отдел за екстракорпорална имуномодулация към Института за клетъчна терапия и имунология Fraunhofer IZI в Росток, чиито изследвания са посветени на този проблем.
„Тялото произвежда около 25 грама урея на ден. Тази молекула е толкова голяма, колкото молекулата на водата, така че тя преминава през филтърната мембрана в диализата. Процесът на обратна осмоза, който се използва за пречистване на питейна вода, няма достатъчен филтриращ капацитет за урея, така че не е подходящ за оползотворяване. Съществуват сложни ензимни процеси, с които отпадъчните води от диализа могат да бъдат почистени, за да могат да бъдат използвани повторно върху пациента, но необходимите за това филтри и патрони са много скъпи. Регионите с висок фактор на бедност, в които също липсва вода, не могат да си позволят подобни процедури. "
Диализа със собствена вода на пациента
Д-р Следователно Goldau залага на различен вариант: крио почистване, което се основава на концентрацията на замръзване, известна от индустрията за напитки. С криогенния процес трябва да се върнат повече от 90 процента от водата, получена от пациента. Идеята: Концентрирате се само в два до три литра вода на ден, които така или иначе отделяте, които винаги трябва да се отстраняват по време на диализа. Пациентите могат да го заменят с пиене. Останалото - обикновено 25 до 30 литра на ден - се връща за диализа след почистване. „В нашите експерименти количеството вода, което трябва да се изхвърли, е по-малко от десет процента. Това количество е необходимо за филтриране на токсините. Нашата процедура се концентрира почти толкова добре, колкото самите бъбреци “, казва Голдау. С това изследователят и неговият екип искат да установят пълна диализа със собствената вода на пациента, без да дехидратират бъбречните пациенти. Скъпи филтри и касети биха били ненужни.
Но как работи криопочистването? Той използва принципа, че водата е замръзнала и че кристалната решетъчна структура на замразената вода изключва всички предварително разтворени чужди вещества. Те остават на повърхността на кристала. „Ледените кристали, които се образуват при замръзване на водата, са в състояние да изключат примесите. Токсините на уремията, т.е. всички продукти на разграждането, които тялото трябва да отдели с урината, биха могли да бъдат филтрирани по този начин “, обяснява Goldau. Този процес може да бъде постигнат с промивна колона, подобна на тази, използвана в производството на напитки или химическата промишленост. За мобилна диализа е достатъчна малка промивна колона, за да се получат около 30 до 40 ml/min диализат. За приготвянето на пресния диализат е необходимо само малко количество енергия. Електричеството може да идва от контакта, от моторното превозно средство или от слънчеви клетки. Съответният лабораторен демонстратор с охлаждащ блок е в процес на изграждане; за процеса се чака патент. В момента изследователите работят по автоматизирано решение, за разработването на което те все още се нуждаят от подкрепа от партньори от индустрията.
Преносим бъбрек за домашна диализа
"Нашата форма на диализа може дори да бъде проектирана да бъде мобилна; преносимата хемодиализа би била възможна", казва д-р. Голдау. Визията на изследователя от Росток: Пациентът получава съдова връзка, чрез която кръвта и излишната вода се изтеглят и връщат едновременно. Това се подава в жилетка с мембрана за диализен филтър, която съдържа сменяеми водни камери с капацитет до четири литра. Пациентът свързва жилетката с преносимото устройство за пране на всеки два до три часа, което обменя стария диализат за прясна вода. Отнема не повече време от ходене до тоалетната за здрави хора.
Предишната диализа в клиниката оказва огромно натоварване на тялото - качеството на живот на засегнатите е сериозно нарушено. Според проучвания 20 до 40 процента от пациентите са все още живи след десет години.
С независимата от вода дългосрочна диализа, която може да се извършва у дома или на работа по всяко време, степента на заболеваемост и разходите за диализа могат да бъдат намалени. Би било достъпно и за хората в сухия пояс по целия свят. Друг плюс: Диализните центрове и клиники могат да направят водоснабдяването по-рентабилно. Голадо изчислява, че неговият процес спестява 90 процента от водата, а оттам и от отпадъчните води, тъй като е в цикъл и се използва повторно: „По-голямата част от водата се рециклира.“ Физикът предполага, че системата ще се износва след около пет до седем години Началото на разработката може да бъде готово за пазара.