Искусственная почка на микрочипах

Имплантируемая искусственная почка на микрочипах изменит жизнь тысяч людей, которые зависят от диализа и надеются только на сложную и рискованную трансплантацию донорской почки.

Ученые обещают, что клинические испытания электронной почки начнутся уже в следующем году.

Почки – потрясающий фильтр, который 24/7 активно очищает нашу кровь от токсинов, продуктов обмена, избытка жидкости и солей.

Каждый день эти труженики пропускают сквозь себя около 150 литров крови, выделяя при этом 1-2 литра мочи.

Трансплантация почки считается лучшей опцией при почечной недостаточности, однако потребность в донорских органах многократно превышает их наличие.

Например, в Соединенных Штатах, где пересадка организована на высоком уровне и поставлена на поток, в очереди на новую почку стоят 100 000 человек, но при этом за 2015 год было сделано всего 17 108 операций. Ежедневно 13 больных умирают, не дождавшись донорской почки.

Всего в США около 460 000 больных страдают тяжелой почечной недостаточностью, а их лечение, включая рецептурные препараты, в 2012 году только системе Medicare обошлось в $87 миллиардов.

Доктор Уильям Фисселл (William H Fissell IV), известный эксперт в области нефрологии, профессор Университета Вандербильта в Нэшвилле, надеется кардинально изменить ситуацию, внедрив в клиническую практику свою новую электронную почку.

«Мы создаем биогибридное устройство, которое выполняет функции настоящей почки, удаляя из крови продукты обмена, соли и воду, тем самым снимая потребность в диализе», - говорит он.

Основная задача на сегодня – это сделать искусственную почку максимально компактной (не больше банки содовой), чтобы ее можно было имплантировать в брюшную полость человека. Это устройство будет содержать живые почечные клетки и микрочипы, которые позволяют контролировать их. Давление для фильтрации будет создаваться за счет сокращений сердца.

Силиконовые нанотехнологии плюс живые клетки
В микрочипе используются те же самые силиконовые нанотехнологии, что и в современных компьютерах.

Профессор Фисселл говорит, что эти чипы недорогие, производительные и точные – они идеально подходят для контроля очистки крови. Каждая почка будет содержать около 15 микрочипов, установленных один на другом.

Между этими микрочипами имеются мембраны, заселенные живыми клетками, которые и фильтруют кровь от токсинов, и реабсорбируют ценные вещества. К счастью, клетки замечательно растут в питательной среде, поэтому ученые могут получать их в достаточных количествах.

Профессор Фисселл называет эту технологию результатом 60 миллионов лет испытаний, проведенных самой Природой. По его словам, инженеры всего лишь скопировали этот фильтр.

Диализ в цифрах и фактах:

•Средняя продолжительность жизни на диализе составляет 5-10 лет
•Некоторые люди могут прожить на диализе 20-30 лет, иногда и дольше
•В целом диализ позволяет вести полноценную жизнь, кроме периодов лечения

Имплантируемая искусственная почка не требует элементов питания, потому что давление для фильтрации крови будет создаваться сердцем человека.

Но есть в этом и своя проблема: как тонко настроить динамику жидкости, чтобы кровь проходила через фильтр без образования тромбов?

Инженер проекта доктор Аманда Бак (Amanda Buck), специалист по механике жидкостей, использовала для этого компьютерное моделирование, позволившее оптимизировать форму канальцев внутри фильтра и достичь наиболее плавного тока крови внутри фильтра.

Биогибридное устройство не должно вызывать иммунную реакцию, поэтому отторжение ученые считают крайне маловероятным.

По словам Фисселла, здесь не нужен будет подбор совпадающего донора, а это значит, что почку сможет получить любой нуждающийся.

Революционная работа началась еще в 2003 году, когда профессор Фисселл и его команда получили 3-миллионный грант от Национальных институтов здравоохранения США. Сегодня, наконец, 12 лет исследований принесли свои плоды, и уже в 2017 начались клинические испытания.

«Мои пациенты с почечной недостаточностью – настоящие герои. Они возвращаются снова и снова, они мирятся с новыми ограничениями и борются с болезнью. Чтобы жить, просто жить. Я очень надеюсь, что скоро смогу подарить им жизнь без диализа и мучений», - сказал Фисселл.

medbe.ru