Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Sztuczna przenośna nerka powstanie dzięki MXene?

Recommended Posts

Z najnowszego numeru ACS Nano dowiadujemy się o opracowaniu nowego sorbentu mocznika, dającego nadzieję na opracowanie lekkich sztucznych nerek, które będzie można stale ze sobą nosić. Tego typu urządzenie z ulgą zostałoby przywitane przez osoby, które są obecnie poddawane dializom.

Dializa wymaga zwykle trzech cotygodniowych wizyt w szpitali, podczas których pacjent przez wiele godzin jest podpięty do maszyny. To ma nie tylko poważny negatywny wpływ na tryb życia pacjenta, ale nie jest też dobrym rozwiązaniem. Nerki filtrują krew przez całą dobę, więc kilka godzin dializy przez kilka dni w tygodniu nie jest optymalnym rozwiązaniem. Byłoby nim opracowanie sztucznej nerki, którą pacjent mógłby przy sobie nosić. Jednak jedną z poważnych przeszkód jest mocznik, który musi być usuwany z krwi, by zachować równowagę azotu w organizmie. Podczas dializy mocznik usuwa się za pomocą enzymu, który rozbija go na amoniak i dwutlenek węgla. Jednak ilość enzymu potrzebna do przeprowadzenia tego procesu jest zbyt duża, by można było tę metodę zastosować w sztucznej przenośnej nerce.

Babak Anasori, Yury Gogotsi i ich koledzy zastosowali inne podejście. Wykorzystali oni nanomateriał o nazwie MXene. Składa się on z dwuwymiarowych warstw węglików metali. Nie rozbija on mocznika, ale przechwytuje i przechowuje pomiędzy warstwami. Podczas testów w temperaturze pokojowej materiał był w stanie przechwycić 94% mocznika pozyskanego z urządzeń do dializy. W temperaturze ciała ilość przechwytywanego mocznika jest jeszcze większa. Okazało się też, że MXene nie zabija komórek, co sugeruje, że można go bezpiecznie stosować u ludzi.

Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycie przyczyni się do stworzenia lekkiej przenośnej nerki.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jiao Qing, 9-letni samiec pandy wielkiej z zoo w Berlinie, przeszedł ostatnio badanie tomografem komputerowym. Specjaliści z Leibniz-Institut für Zoo-und Wildtierforschung (IZW) zajęli się zwierzęciem, bo wykonane wiosną USG wykazało, że jedna z nerek jest mniejsza.
      Jak opowiadają opiekunowie niedźwiedzia, poranek 7 listopada był inny niż zwykle. Zamiast śniadania na pandę czekała skrzynia transportowa. Po zwabieniu do środka ok. 7 zwierzę pojechało do IZW.
      Ważący 110 kg samiec trafił do skanera po podaniu znieczulenia. Lekarze potwierdzili, że jedna z nerek rzeczywiście jest mniejsza. Planowane są badania ilości wydalanego moczu, które pokażą, czy jej funkcja jest prawidłowa.
      Prof. Thomas Hildebrandt (IZW) i dr nauk weterynaryjnych Andreas Ochs (Zoologischer Garten Berlin) zaprezentują uzyskane wyniki na największej dorocznej konferencji hodowców pandy wielkiej (Conference for Giant Panda Conservation and Breeding & Annual Conference of Giant Panda Breeding Techniques). Odbywa się ona w Chengdu od 12 do 15 listopada.
      Warto przypomnieć, że Jiao Qing jest ojcem bliźniąt urodzonych 31 sierpnia. Młode, które pod koniec października ważyły 2578 o 2521 g i mierzyły ponad 30 cm, jedzą wyłącznie mleko matki Meng Meng.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Transplantologia na całym świecie zmaga się z brakiem organów. Wiele osób umiera nie doczekawszy przeszczepu nerek. Pacjenci tacy są postrzegani jako ofiary braku narządów. Tymczasem badania przeprowadzone na University of Columbia dowodzą, że osoby takie przed śmiercią mają wielokrotnie szanse na przeszczep, ale oferty takie są odrzucane przez transplantologów i trafiają do osób znajdujących się niżej na liście oczekujących.
      Profesor Sumit Mohan i zespół z Columbia University oraz z Emory University przeanalizowali wszystkie dane dotyczące przeszczepu nerek z lat 2008 – 2015 z terenu USA. Dane takie są gromadzone w United Network for Organ Sharing. W omawianym czasie na przeszczep czekało ponad 350 000 osób i pojawiło się 14 milionów nerek do przeszczepu.
      Analiza wykazała, że w tym czasie większość oczekujących, 76%, otrzymała co najmniej 1 propozycję przeszczepu nadającej się nerki. Z 280 041 pacjentów, którzy mieli przynajmniej jedną szansę na przeszczep, aż 30% (około 85 000) zmarło lub zostało usuniętych z listy oczekujących zanim doczekało się przeszczepu. W przypadku pacjentów, którzy zmarli nie doczekawszy przeszczepu, mediana pojawienia się pierwszej nadającej się nerki wynosiła 78 dni od czasu trafienia na listę oczekujących.
      Większość, bo aż 84%, organów, które zaproponowano do przeszczepu, została odrzucona przez transplantologów przynajmniej raz, w tym były też organy wydające się idealnie pasować do pacjenta, któremu je proponowano.
      Najczęstszym powodem odrzucenia nerki przez zespół transplantologów były obawy o jej jakość. Jednak w oczywisty sposób nerki te nadawały się do przeszczepu, gdyż wszystkie w końcu trafiły do pacjentów. Wiemy, że po roku wciąż działało 93% z nich, a po pięciu latach działało 75% z nich, a to każe postawić pytanie o prawidłowość decyzji podjętych przez transplantologów, którzy nerki te odrzucili, mówi Mohan.
      Naukowiec dodaje, że w większości przypadków pacjenci nie wiedzą, że pojawiły się dla nich nerki, ale oferty zostały odrzucone przez opiekujących się nimi lekarzy. Transplantolodzy mają zwykle godzinę na podjęcie decyzji i często nawet po fakcie nie informują pacjentów, że odrzucili nerki. Zdaniem Mohana to poważny błąd. Informowanie pacjentów o ofertach zwiększyłoby ich zaangażowanie i z pewnością większość pacjentów poinformowałaby swoich lekarzy, że wolą dostać szybciej mniej pasującą nerkę niż całymi latami czekać na idealny organ. Lekarze często jednak odrzucają nadające się nerki licząc na to, że następna jaka się pojawi, będzie lepsza.
      Zdecydowana większość nerek nie trafia do osób, którym zostały zaproponowane w pierwszej kolejności. Wydaje się, że obecny system, który pozwala centrom transplantologii na odrzucenie oferty bez poinformowania o tym pacjenta jest bardziej podatny na subiektywne oceny niż sądzono, dodaje Mohan.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z sześciu ośrodków naukowych w Polsce w ramach konsorcjum BIOG-NET przyglądają się mikroskopijnym glonom – okrzemkom i ich fenomenalnej zdolności do syntezy krzemionki o trójwymiarowej, ażurowej nanostrukturze, aby na bazie tych obserwacji stworzyć innowacyjne biokompozyty do zastosowań m.in. w medycynie i kosmetologii. Na badania 21 mln zł przekazała Fundacja na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu TEAM-NET.
      Nie od dziś wiadomo, że największą i najlepszą bazą pomysłów i rozwiązań na wszelkie kłopoty trapiące ludzkość jest natura. Wśród produktów, które zrodziły się z naśladowania natury są m.in. aerodynamiczne kombinezony imitujące skórę rekina, samooczyszczające się farby elewacyjne o budowie zbliżonej do liści lotosu, budynki wentylowane podobnie jak termitiery czy sztuczne sieci neuronowe wykorzystywane we współczesnej informatyce. W poszukiwaniu rozwiązań dla nowoczesnych technologii bogatym źródłem inspiracji są także mikroorganizmy, a wśród nich okrzemki, budujące pancerzyki z krzemionki o niezwykle złożonej, porowatej nanostrukturze – mówi prof. Bogusław Buszewski z Wydziału Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, który jest kierownikiem projektu naukowego BIOG-NET.
      Okrzemki to jednokomórkowe algi, występujące na całej kuli ziemskiej, we wszystkich środowiskach wodnych, także na lodzie i śniegu. Ich krzemionkowe pancerzyki mają średnicę około 10 mikrometrów czyli jednej setnej milimetra. Chociaż są tak mikroskopijne, mają bardzo ciekawą, porowatą strukturę, a ich powierzchnia jest pofałdowana i pocięta licznymi szczelinami. Ta ażurowość jest cechą, która najbardziej fascynuje naukowców i inżynierów. Dzięki niej, szkielety okrzemek można potraktować jako doskonały punkt wyjścia do opracowania nowej generacji nanomateriałów krzemionkowych, biokompatybilnych z organizmami żywymi. Ponadto, mogą one spełniać rolę „pudełka” lub „magazynu” dla biologicznie aktywnych substancji, uwalnianych w zależności od potrzeb i przeznaczenia. Kilka ośrodków naukowych na świecie próbowało już wykorzystać okrzemki jako nośniki leków.
      Lecznicze opatrunki jutra
      Naszym nadrzędnym celem jest stworzenie innowacyjnych kompozytów nanokrzemionkowych. Chcemy wykorzystać szkielety określonych gatunków okrzemek i modyfikować je za pomocą różnych metali – np. rutenu czy srebra – aby nadać im zupełnie nowe, unikalne właściwości. Jednym z przewidywanych przez nas zastosowań tych biokompozytów są nowoczesne opatrunki, posiadające zdolności chłonne bądź też uwalniające określone substancje lecznicze. Opatrunki takie mogą być wykorzystywane w leczeniu trudno gojących się ran, odleżyn lub infekcji skórnych – tłumaczy prof. Bogusław Buszewski.
      Aby jednak doszło do stworzenia takich opatrunków, najpierw konieczne jest opracowanie warunków do wydajnej hodowli okrzemek, zaawansowane, precyzyjne obrazowanie i modelowanie ich struktur powierzchniowych, i dopiero funkcjonalizowanie, czyli modyfikowanie pozyskanych od mikroorganizmów nanostruktur krzemionkowych. Dlatego w projekt BIOG-NET zaangażowanych jest aż sześć ośrodków naukowych. Oprócz Wydziału Chemii UMK w Toruniu są to: Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Szczecińskiego, Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej, Wydział Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej oraz Wydział Biologii i Biotechnologii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie. Zadania badawcze wszystkich placówek pozostają w ścisłej synergii, a tak szeroka współpraca jest ponadto gwarantem otrzymania wiarygodnych i powtarzalnych rezultatów o najwyższej jakości.
      Naukowcy mają nadzieję na szybką komercjalizację opracowanych przez nich funkcjonalizowanych nanomateriałów krzemionkowych, gdyż partnerem strategicznym projektu BIOG-NET są Toruńskie Zakłady Materiałów Opatrunkowych. Zainteresowanie naszymi badaniami przejawiają też firmy farmaceutyczne, producenci suplementów diet i chemii gospodarczej. Inną możliwością jest zastosowanie wyników naszych prac w szeroko pojętej kosmetologii – podkreśla prof. Buszewski. Stąd partnerami przemysłowymi są również firmy Sygnis czy AdvaChemLab.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W USA przeprowadzono pierwszą na świecie wymienną transplantację nieidentycznych narządów od żywych dawców.
      Erosalyn Deveza cierpiała na niewydolność nerek. Była z tego powodu dializowana. Nerkę chciała oddać matce córka - Aliana - jednak lekarze odradzali jej to, mówiąc, że może się u niej rozwinąć podobna choroba i sama będzie kiedyś potrzebować przeszczepu.
      Gdy patrzyłam, przez co przechodzi mama, pękało mi serce. Musiałam pomóc - podkreśla Aliana. Opis przeszczepu, do którego udało jej się przy pomocy lekarzy doprowadzić, zamieszczono wraz ze studium przypadku w American Journal of Transplantation.
      Przyglądając się przeszczepom łańcuchowym, Aliana Deveza wpadła na trop badania, którego autorzy opisywali ideę wymiany nerki za drugi organ pobierany od żywego dawcy - wątrobę. Ludzie mogą oddać do 60% wątroby. Ponieważ ulega ona regeneracji, i dawca, i biorca odtwarzają pełnowymiarowe narządy.
      Pani Deveza opowiada, że sugerowała takie rozwiązanie wielu szpitalom. Nic to jednak nie dało. Nie wiedzieli, o czym mówię. Nie mieli pojęcia, na jaki oddział mnie kierować. Pewnego razu trafiłam nawet do kostnicy.
      Wszystko się zmieniło, gdy spotkała Johna Robertsa, chirurga z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, który dostrzegł i docenił olbrzymie możliwości tkwiące w takim schemacie. Listy oczekujących na przeszczep są długie, a narządów od zmarłych ciągle brakuje...
      Ocena stanu zdrowia Devezy pokazała, że może ona zostać dawczynią części wątroby. Po kolejnych 18 miesiącach znaleziono Annie Simmons z Boise w Idaho, która ze względów immunologicznych nie mogła zostać dawczynią dla swojej chorej na wątrobę siostry. Wtedy pojawił się plan: Aliana odda połowę wątroby siostrze Annie, zaś Annie przekaże nerkę matce Aliany.
      Wniosek rozpatrywała szpitalna komisja etyczna. Z różnych względów należało rozważyć, czy wymiana jest sprawiedliwa. Teoretycznie wątroba ma bowiem większą wartość niż nerka, gdyż cierpiący na niewydolność nerek pacjenci mogą być utrzymywani przy życiu dzięki dializom, a dla wątroby nie ma odpowiednika tej procedury. Oddanie wątroby wiąże się też z wyższym ryzykiem powikłań. Deveza nie zastanawiała się jednak ani przez chwilę: Traciłam nadzieję i naprawdę chciałam coś zrobić.
      Po uzyskaniu pozwolenia od komisji wszystkie 4 operacje przeprowadzono tego samego dnia. Później przez kilka tygodni Deveza czuła ogromne zmęczenie. Nie była jednak zaskoczona, bo lekarze uprzedzili, że tak może być, bo organizm wkłada całą energię w regenerację wątroby.
      USG wykonane po 2 miesiącach pokazało, że wątroba Aliany prawie wróciła do pierwotnych rozmiarów. Roberts dodaje, że regeneracja zaczyna się już prawdopodobnie w kilka godzin [od pobrania fragmentu do przeszczepu].
      Zespół przeprowadzający przełomową procedurę ma nadzieję, że kobiety, które sprawiły, że w ogóle była ona możliwa, zainspirują do podobnych czynów kolejnych ludzi. Roberts wylicza, że w USA bezpośrednie wymiany angażujące dwóch dawców pozwolą na 30 dodatkowych przeszczepów wątroby od żywego dawcy rocznie (a to aż 10% wzrost).

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...