Główną rolą nerek jest filtrowanie odpadów z krwi przed przekształceniem ich w mocz. Niestety, proces ten zostaje zaburzony u osób z niewydolnością nerek, co prowadzi do gromadzenia się toksyn we krwi. Naukowcy opracowali nanowłóknistą siatkę, która może okazać się wygodną i tańszą alternatywą dla tradycyjnej dializy nerek.
Zgodnie z badaniami opublikowanymi w renomowanym czasopiśmie, najczęściej stosowanym leczeniem dla pacjentów z niewydolnością nerek jest dializa. Wykorzystuje się w tym celu maszyny, które mogą działać zarówno w warunkach domowych, jak i szpitalnych, filtrując toksyczne odpady z krwi pacjenta, zastępując naturalną funkcję nerek.
Jednak badacze z Międzynarodowego Centrum Nanoarchitektoniki Materiałów (MANA) Narodowego Instytutu Nauk o Materiałach w Japonii zwracają uwagę, że te urządzenia wymagają nie tylko stałego dostępu do energii elektrycznej, ale także starannej konserwacji, co sprawia, że są one niedostępne w biedniejszych krajach.
Dodatkowo, po klęskach żywiołowych, takich jak trzęsienie ziemi w Japonii i tsunami w 2011 roku, pacjenci wymagający dializy często muszą czekać na wznowienie normalnych usług szpitalnych, co naraża ich na niebezpieczeństwo. Mając to na uwadze, zespół badawczy podjął się opracowania tańszego rozwiązania do usuwania toksyn z krwi pacjentów z niewydolnością nerek, co doprowadziło do stworzenia siatki nanowłóknistej.
«Kompaktowa i tania alternatywa dla dializy»
Aby stworzyć tę siatkę, naukowcy początkowo wykorzystali kompatybilny z krwią polimer, który został wytworzony z alkoholu polietylenowo-ko-winylowego (EVOH) oraz różnych zeolitów – minerałów glinokrzemianowych, składających się z aluminium, krzemu i tlenu. Zeolity charakteryzują się mikroporowatą strukturą, co pozwala im skutecznie absorbować odpady z krwi.
Zespół badawczy zastosował elektroprzędzenie – ekonomiczną metodę, która wykorzystuje ładunek elektryczny do formowania włókien z cieczy – w celu opracowania siatki. Po przetestowaniu jej zdolności do wchłaniania kreatyniny – produktu odpadowego – z krwi, naukowcy stwierdzili, że kluczowy jest określony stosunek krzemu do glinu w zeolitach.
Odkryli, że zeolit typu 940-HOA wykazuje najwyższą zdolność do absorbowania kreatyniny. Komentując wyniki badań, naukowcy stwierdzają:
«Proponowane włókna kompozytowe mają potencjał do zastosowania jako nowe podejście do usuwania azotowych produktów odpadowych z krwioobiegu, eliminując potrzebę specjalistycznego sprzętu.»
Choć zespół podkreśla, że siatka jest na wczesnym etapie rozwoju, i zanim trafi do produkcji, wymaga wielu dalszych badań, są optymistami co do jej przyszłości. Uważają, że może ona zostać przekształcona w produkt do oczyszczania krwi, który pacjenci mogliby nosić przy sobie, co zredukowałoby koszty i czas związany z leczeniem.
Warto zaznaczyć, że istnieją również inne innowacyjne podejścia do leczenia niewydolności nerek. W ubiegłym roku opublikowane badania dotyczące sztucznej nerki, która ma zdolność usuwania odpadów z organizmu jak zdrowa nerka, wzbudziły duże zainteresowanie. Z kolei w innych badaniach naukowcy użyli nerek wieprzowych jako «rusztowania» do budowy ludzkich nerek, wstrzykując im komórki macierzyste, co może otworzyć nową drogę dla transplantologii.
Nowe badania i perspektywy na 2024 rok
W 2024 roku, aktualne badania koncentrują się na dalszym doskonaleniu technologii nanowłóknistych. Naukowcy z różnych instytucji analizują, jak różne modyfikacje chemiczne mogą wpłynąć na efektywność absorpcji toksyn. Ostatnie dane wskazują, że zwiększenie powierzchni włókien może znacznie poprawić ich zdolności filtracyjne.
Dodatkowo, badania nad biokompatybilnością materiałów wykorzystywanych w siatkach są na czołowej pozycji. Zrozumienie, jak te materiały zachowują się w ludzkim organizmie, jest kluczowe dla ich przyszłego zastosowania w terapii. Naukowcy są również w trakcie opracowywania prototypów, które mogłyby być testowane w warunkach klinicznych, co otwiera nowe możliwości dla pacjentów z niewydolnością nerek.
W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na alternatywne metody leczenia, istnieje nadzieja, że nanowłókniste siatki staną się kluczowym elementem w walce z niewydolnością nerek, oferując pacjentom bardziej przystępne i wygodne opcje leczenia.
