Хавиер Товар | MADRID/EFE-REPORTAJES/RICARDO SEGURA понеделник 04.04.2016

бионичният

Американски учени подготвят изкуствен бъбрек, със силициеви филтри и живи клетки, които могат да се имплантират на пациенти с бъбреци, като ги освободят от машината за хемодиализа. Работи под импулса на сърцето на пациента

Бионичният бъбрек, който предстои да влезе в своята фаза на тестване при хора, ще комбинира електронни и органични елементи и ще има размер, подобен на този на органите, чиято функция ще поеме.

Това ще бъде огромно подобрение за живота на тези, които трябва да се свързват няколко пъти седмично към външно устройство за хемодиализа, тъй като бъбреците им отказват.

При хемодиализа кръвта на пациента тече през филтър, който премахва вредните отпадъци, минерали и ненужни течности, а третираната кръв се връща в тялото, като помага за контролиране на кръвното налягане и поддържане на правилния баланс на химикали, като калий и натрий.

Новото устройство, разработено от група американски университети в рамките на „Проект за бъбреците“, ще филтрира кръвта на лицето с бъбречна недостатъчност непрекъснато, вместо да изисква посещения в болница, които продължават 3 до 5 часа или повече, и от тялото, тъй като то ще бъде имплантирано в пациента.

Този малък био-изкуствен бъбрек, предназначен за лечение на „краен стадий на бъбречно заболяване“ (ESRD), ще предложи нова надежда на онези, чиито бъбреци вече не могат да задоволят нуждите на тялото си и чакат да получат трансплантация, според организаторите на този проект.

„Ние създаваме биохибридно устройство, което може да имитира бъбреците, способни да елиминират достатъчно отпадъчни продукти, така че пациентът да може да се справи без диализа“, казва д-р Уилям Х. Фисел IV, нефролог и професор в Университетския медицински център. От Вандербилт, VU, в Нашвил, Тенеси (САЩ).

Д-р Фисел ръководи „Проект за бъбреците“, заедно с д-р Шуво Рой, биоинженер и професор в Калифорнийския университет, Сан Франциско, UCSF, в САЩ.

Живи клетки на силиконови скелета

Този хирургически имплантируем изкуствен бъбрек включва силициев микрочип, който работи като филтър, както и живи бъбречни клетки и според този нефролог „той ще работи под импулса на сърцето на пациента, филтрирайки кръвния поток, който преминава през него“.

Той ще съдържа биологични и технологични компоненти и ще бъде с размерите на малка сода или чаша кафе, така че да може да се имплантира в тялото на пациент.

„Ключът към това устройство е неговият микрочип, който използва същите силициеви нанотехнологични процеси, които са разработени от микроелектронната индустрия за компютри и компютърно оборудване“, според Fissell.

Микрочиповете са достъпни, точни и позволяват производството на идеални филтри, според Fissell и неговия екип, които в момента проектират порите на споменатия филтър „един по един“, според функцията, която искат да изпълни всяка от тези дупки.

„Всяко устройство ще има приблизително петнадесет слоя филтриращи микрочипове, един върху друг, което ще бъде и скелето, в което ще бъдат разположени живите бъбречни клетки, които ще бъдат част от това устройство“, според Fissell.

Те ще използват живи бъбречни клетки, които ще растат върху и около микрочип филтрите, с цел да могат да подражават на естествените действия на бъбреците, според университета Вандербилт.

„Тези клетки ще растат и ще образуват мембрана, която ще може да различи кои химикали са вредни и кои полезни, да ги филтрира и тогава тялото може да реабсорбира нужните му хранителни вещества и да изхвърли отпадъците, от които се нуждае, за да се отърве“, обяснява лекарят.

Според създателите му това устройство е извън обсега на имунния отговор, тоест на собствените защитни сили на организма, което означава, че тялото не го отхвърля.

Той ще работи естествено със собствения кръвен поток на пациента, така че едно от най-големите предизвикателства за изследователите - според тях - е вземането на кръв от кръвоносен съд и ефективното му прокарване през устройството.

Търси перфектните пори за кръв

Изследователите от Vanderbilt обясняват, че трябва да управляват и трансформират типично пулсиращия и нестабилен кръвен поток в артериите, така че той да може да се движи през изкуствено устройство, без да причинява съсиреци или увреждане.

За да постигне това, биомедицинският инженер Аманда Бък от VU използва своя компютър и показва компютърни модели на екрана си, за да прецизира каналите или порите на устройството, така че кръвта да тече през тях възможно най-гладко.

След това той прави прототипи с новия дизайн, използвайки триизмерен принтер и след това ги тества с поток течност.

Д-р Фисел посочва, че има дълъг списък с хора на диализа, желаещи да участват в първото проучване, което според „Проект за бъбреците“ може да започне в края на 2017 г. и да бъде завършено през 2020 г.

Бъдещото търсене на устройството, което той разработва с д-р Рой от UCSF, вероятно ще бъде голямо, тъй като според американската мрежа за снабдяване с органи и трансплантации над 100 000 американци са в списъка на чакащите за бъбречна трансплантация, но само през 2015 г. 17 108 получиха орган.

А според Американската национална бъбречна фондация над 460 000 американци имат ESRD и 13 души умират всеки ден в очакване на бъбрек.