При тяжелом нарушении функционирования почек иногда прибегают к искусственной замене главной функции органа. Искусственная почка в будущем должна полноценно заменить функцию выделения жидкости. Она будет очищать кровь от вредных веществ, корректировать здоровый баланс кислотности, способствовать выведению токсичных продуктов и достаточному оттоку излишка воды. Но задача такого аппарата — очистка крови при сохранении ее нормального объема. Ученые близки к величайшему прорыву в области биоинженерии — они могут создать имплант, который сможет полноценно заменить тяжелобольной орган.
Общая информация
Американский изобретатель Джон Абель создал аппарат в 1913 году, являющийся прототипом современной искусственной почки. Впервые аппарат был использован в 1944 году ученым-медиком Вильямом Колфом. Аппарат для гемодиализа имеет довольно объемные размеры. Сейчас, чтобы пройти процедуру очищения крови, человек должен находиться в больнице по несколько часов минимум 2 раза в неделю. Такая процедура очищает кровь от отходов в среднем на 60%.
Вернуться к оглавлениюОписание технологии и принцип работы
Первая решилась протестировать на себе такое устройство женщина 67 лет. Она была больна тяжелой почечной недостаточностью, которая повлекла за собой интоксикацию организма. Процедура прошла успешно. В 2007 году было представлено портативное устройство для гемодиализа. Оно небольших размеров и весит не более 4 кг. Врачи называют это устройство «Носимая Искусственная Почка» (НИП). Для человека, который страдает тяжелым заболеванием почек, можно иметь при себе такой аппарат постоянно. При необходимости его будет подключать врач к вене и происходит процедура очищения крови. Минус такого аппарата в том, что очищение пока происходит намного медленнее, чем в стационарной версии. Размещаться этот аппарат будет на поясе пациента, куда будут присоединены насосы для перекачивания крови и сменные кассеты с очищающим материалом.
Чарльзом Дженнингсом в 2004 году впервые протестирована переносная искусственная почка. Зарегистрирована в Патентном бюро она с 2006 года в Соединенных Штатах.
Совсем недавно медицинские ученые Калифорнийского университета выступили с заявлением, что создана имплантируемая почка. Она содержит в себе множество микрофильтров, которые будут постоянно очищать кровь больного человека. На примере портативного переносного устройства был протестирован и этот почечный имплант, в результате доказав свою продуктивность. Новые современные технологии брошены на поиск метода создания компактного устройства, содержащего настоящие клетки. Имплантируемый аппарат должен быть не больше настоящего органа для успешного внедрения в организм человека.
Вернуться к оглавлениюБиоинженерная почка у человека
В 2010 году ученые изобрели гемодиализный имплант, который по своим размерам соответствует почке. Он содержит в себе биореактор с культурой клеток, которые составляют почечные канальцы. Такой имплант полноценно заменяет обменные функции. Его работа выполняется благодаря циркуляции крови больного. Имплант позволяет заменить больной орган и не требует донорского здорового органа. С 2013 года проект возобновлен и сейчас проводятся разработки по его созданию методами биоинженерии.
Вернуться к оглавлениюЭтапы разработки искусственной почки
Активная разработка по выращиванию имплантов на бесклеточной основе прошли успешные испытания на крысах. Информация была опубликована в известных американских журналах. Начало выращиванию имплантируемой почки положили эксперименты по вымыванию клеточной ткани из нефункционирующего органа. Сама почка не изменяла форму и структуру, а на межклеточном уровне были помещены специальные белки, подающие сигнал к росту. Далее проводилась процедура промывания матрикса клетками, которые были изъяты из почек новорожденных крыс. Они локализировались на пустых местах, занимая нужный пробел и начинали производить обычные функции. Такую имплантируемую почку уже пересаживали крысам вместо настоящего органа.
Это прорыв в медицине, так как такие импланты позволят решить проблему нехватки донорских органов. При их создании использовали современные нанотехнологии, которые давно применяются в микроэлектронике. Искусственная почка, пропуская через себя кровь, форменные элементы оставляет неповрежденными. Встроенные фильтры, имеющие в себе микропоры, располагаясь друг за другом, отменно выполняют фильтрацию. Их число достигает 15 штук. Вокруг фильтров размещены живые почечные клетки для обеспечения таких функций, которые не в силах выполнить искусственный аппарат. В основном это функции обмена полезных веществ и выведения из организма отходов.
Вернуться к оглавлениюБлижайшие перспективы
В результате проведенных экспериментов ученые выяснили, что импланты работают нормально, но их работа хуже работы здорового органа. Но медики придерживаются мысли, что использование таких матриксов, не содержащих клеток — способ получить полноценную замену для почек. При тяжелом нарушении работы почек в некоторых случаях прибегают к искусственной замене органа. Искусственная почка полноценно заменяет функцию выделения. Она фильтрует 170−185 литров крови за 24 часа через свои 20 мембран. Устройство не отвергается организмом как инородное тело, потому что не вызывает иммунную реакцию организма.
Планируется уже в 2017 году провести клинические испытания на первых пациентах, которые покажут, насколько успешно проходит проект. Благодаря этому изобретению люди, больные тяжкими почечными патологиями, смогут жить полноценной жизнью. Ученый Фисселл, что участвует в проекте создания почки, говорит, что им удалось скопировать природный фильтр, что поможет больным людям заменить жизненно необходимые утраченные функции. Еще большой плюс заключается в том, что имплантируемая почка мгновенно выполняет при внедрении в организм функцию очищения, в то время, как пересаженный донорский орган — только после двухнедельной стадии реабилитации. Ученые создают имплантируемую почку, которая будет оставаться работоспособной минимум 10 лет. Современные эксперименты в ближайшем будущем будут проведены на свиньях, которым также пересадят имплант.
Загрузка...
