Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Sztuczna przenośna nerka powstanie dzięki MXene?

Rekomendowane odpowiedzi

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

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W zeszłym tygodniu w Samodzielnym Publicznym Szpitalu Klinicznym nr 2 PUM w Szczecinie pobrano nerkę od żywego dawcy z wykorzystaniem robota da Vinci. To pierwsza taka operacja w szpitalu na Pomorzanach i trzecie pobranie nerki z wykorzystaniem systemu robotycznego w Polsce.
      Dawczynią była matka, która oddała nerkę swojemu synowi. Pobrania dokonali urolodzy z Kliniki Urologii i Onkologii Urologicznej SPSK-2. Wypreparowanie narządu przeprowadzono ze wsparciem robota, a samo wyjęcie nerki nastąpiło laparoskopowo. Jak wyjaśniono w komunikacie, pobraną nerkę przekazano na drugą salę operacyjną zespołowi chirurgów Kliniki Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej, gdzie we współpracy z urologiem przeszczepiono ją biorcy. I mama, i syn czują się dobrze.
      Robot chirurgiczny pozwala na bardzo precyzyjny wgląd w anatomię szczególnie tzw. wnęki nerkowej, co ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo dawcy oraz na jakość pobranego narządu. Przy planowaniu operacji wykorzystano precyzyjny wydrukowany model 3D nerki dawcy, co znacząco wpłynęło na bezpieczeństwo zabiegu. Operacja była możliwa dzięki dużemu, wieloletniemu, doświadczeniu zespołu urologicznego w dziedzinie chirurgii robotycznej i laparoskopowej oraz ścisłej współpracy zespołu nefrologiczno-transplantacyjno-urologicznego - podkreśla urolog prof. dr hab. n. med. Marcin Słojewski.
      W zabiegu wzięli udział urolodzy - prof. Słojewski i dr n. med. Janusz Lisiński, chirurdzy - prof. dr hab. n. med. Marek Ostrowski i dr hab. n. med. Karol Tejchman, anestezjolog lek. Karolina Szliżewska, pielęgniarki operacyjne - lic. piel. Magdalena Bruzgo, lic. piel. Wiktoria Ciach, piel. Wioleta Lewandowska oraz mgr piel. Małgorzata Skubisz, a także pielęgniarki anestezjologiczne - piel. Beata Wiącek i mgr piel. Beata Zygadlik. W przygotowanie zabiegu zaangażowani byli również nefrolog dr hab. n. med. Ewa Kwiatkowska, psycholog mgr Ewa Cichocka, koordynator zespołu transplantacyjnego piel. Wojciech Brzóska i kierownik Ośrodka Medycznych Technologii 3D dr n. med. Paweł Rynio.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki połączeniu insuliny i nanomateriału można będzie w przyszłości lepiej kontrolować poziom cukru we krwi oraz jego użycie przez mózg, co zmniejszy ryzyko wystąpienia problemów neurologicznych. Naukowcy z Ohio State University opracowali związek składający się z insuliny połączonej z aminokwasami zawierającymi przeciwutleniacz. Wcześniejsze badania na myszach sugerowały bowiem, że dodanie takiego nanomateriału może poprawić dostępność glukozy dla całego organizmu, w szczególności zaś mózgu.
      Teraz, podczas najnowszych badań naukowcy przeprowadzili eksperymenty na myszach, w ramach których porównywano skutki podania zwierzętom insuliny połączonej z aminokwasami, samej insuliny oraz samych aminokwasów. Pomiary poziomu cukru we krwi oraz ekspresji genów z mózgu powiązanych z konsumpcją insuliny wykazały, że terapia insuliną z połączonymi aminokwasami daje podobne wyniki, jak te uzyskiwane u zdrowych myszy. Zwierzęta otrzymujące insulinę łączoną z aminokwasami lepiej wypadały też w testach pamięci i myślenia.
      Cukrzyca typu 1. i 2. są powiązane ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia zaburzeń funkcji kognitywnych i demencji. Jednak neurologiczne następstwa cukrzycy są ostatnimi branymi pod uwagę w czasie leczenia, mówi profesor Ouliana Ziouzenkova, jedna z autorek badań.
      Podczas badań na myszach stwierdziliśmy, że nasza molekuła w połączeniu z insuliną sprawdzała się lepiej niż każda z tych terapii z osobna, a myszy leczone tym sposobem uzyskiwały lepsze wyniki niż inne grupy zwierząt, dodaje uczona.
      Molekuła AAC2, która jest dołączana do insuliny, została opracowana w laboratorium współautora badań, profesora chemii i biochemii Jona Parquette'a. Wraz z zespołem stworzył on całą serię molekuł składających się z małych fragmentów aminokwasów, do których dodali strukturalny fragment kumaryny. Najlepszą z tych molekuł okazała się AAC2.
      Organizmy osób cierpiących na cukrzycę typu 1. nie wytwarzają odpowiednich ilości insuliny, a u osób z cukrzycą typu 2. organizm nie potrafi odpowiednio wykorzystać insuliny. Mózgy do prawidłowego funkcjonowania potrzebuje dużych ilości glukozy. Jednak w sytuacji, gdy dochodzi do znacznych wahań poziomu glukozy – a tak się dzieje w przypadku cukrzycy – funkcje transportowe mogą zostać poważnie zaburzone.
      Naukowcy wykorzystali myszy, które w wyniku genetycznych modyfikacji cierpiały na cukrzycę typu 1. lub 2. Zwierzęta co trzy dni otrzymywały albo zastrzyk z ludzkiej insuliny, albo molekułę AAC2 albo AAC2 połączone z insuliną.
      Okazało się, że jedynie terapia łączona zapewniała długoterminowy stały poziom insuliny we krwi, pozytywnie wpływała na ekspresję genów i neurotransmitery. Leczone nią myszy radziły sobie znacznie lepiej podczas testów.
      Przeprowadzone badania sugerują, że sposób interakcji insuliny z nanomateriałem pozytywnie wpływa na zarówno na wykorzystanie glukozy w procesach metabolicznych jak i jej magazynowanie przez organizm.
      Ziouzenkova i jej koledzy skupiają się teraz na poznaniu dokładnego mechanizmu, za pomocą którego insulina łączona z AAC2 wpływa na mózg, szukają ewentualnych długoterminowych skutków ubocznych terapii oraz badają, w jaki sposób insulina z AAC2 jest przyswajana przez organizm. Naukowcy nie wykluczają, że opracowana przez nich platforma łączenia nanomateriału z aminokwasów z lekami może posłużyć do leczenia innych chorób metabolicznych i neurologicznych.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Stoimy na ramionach gigantów, powiedział podczas zakończonej niedawno konferencji prasowej doktor Robert Montgomery, autor pierwszego udanego przeszczepu organu od świni do człowieka, który nie został natychmiast odrzucony. Sukces zespołu z NYU Langone Health to niezwykle ważny krok na drodze do zapewnienia dostępności organów do przeszczepu. W czasie konferencji Montgomery zdradził nieco szczegółów, rzucając więcej światła na całą procedurę i jej przebieg.
      Operacja została przeprowadzona 25 września. Wtedy to pacjentce ze stwierdzoną śmiercią mózgową, która była podłączona do aparatury podtrzymującej funkcje życiowe, przeszczepiono nerkę genetycznie zmodyfikowanej świni. Jak mówi doktor Montgomery, nerka po przeszczepie zachowywała się tak, jak nerka przeszczepiona od żywego dawcy. Podjęła pracę w ciągu kilku minut, natychmiast wytwarzając mocz. Prawidłowo usuwała też kreatyninę z krwi pacjentki. Jej poziom spadł ze zbyt wysokiego 1,9 mg/dl do prawidłowego 0,8 mg/dl.
      Organ przymocowano do żył w górnej części nogi pacjentki i pozostawiono na zewnątrz, by lekarze mieli do niego łatwy dostęp. Co 12 godzin przeprowadzano biopsję, a wyniki kolejnych badań nie wykazały żadnych oznak odrzucenia nerki. Eksperyment zakończono po 54 godzinach. Przez cały czas nerka funkcjonowała i wyglądała prawidłowo.
      Rodzina zmarłej chciała, by była ona dawczynią organów. Okazało się jednak, że organy nie nadają się do przeszczepu. Dlatego też zaproponowano inną opcję – podarowanie całego ciała na potrzeby eksperymentalnej ksenotransplantacji. Panel etyczny, zatwierdzający całą procedurę, zalecił, by nie trwała ona dłużej niż 2–3 doby, gdyż tyle czasu trwa zwykle podtrzymywanie ciała, z którego pobierane są narządy.
      Przeszczepiona nerka pochodziła od genetycznie zmodyfikowanej świni, z organizmu której metodą knock-outu usunięto gen odpowiedzialny za obecność α–gal. To oligosacharyd obecny w tkance większości zwierząt nienaczelnych. Brakuje go natomiast u naczelnych, w tym i człowieka, które straciły gen GGTA1 w toku ewolucji. Jako że przeciwciała IgG, skierowane między innymi przeciwko α–gal, są najbardziej rozpowszechnionymi przeciwciałami w ludzkiej krwi, nasz układ odpornościowy łatwo rozpoznaje tkanki z α–gal i szybko na nie reaguje. Stąd np. u niektórych ludzi reakcja alergiczna na niektóre rodzaje mięsa. To właśnie obecność α–gal odpowiadała za dotychczasowe natychmiastowe odrzucanie świńskich organów przez organizm człowieka.
      Dodatkowo wraz z nerką przeszczepiono świńską grasicę, która odpowiedzialna jest za „edukowanie” układu odpornościowego. Miała ona „dopilnować” by nerka nie została zaatakowana przez organizm biorcy. Ponadto użyto też standardowych leków immunosupresyjnych. Wyniki eksperymentu dowodzą, że knock-out pojedynczego genu wystarcza, by – przynajmniej w krótkim terminie – zapewnić funkcjonowanie w organizmie człowieka organu przeszczepionego od świni. Profesor Montgomery nie potrafił odpowiedzieć na pytanie, czy dłużej utrzymywany w organizmie organ obcego gatunku nie zostałby zaatakowany. To będzie przedmiotem badań w przyszłości, ale obecność grasicy miała właśnie na celu zwiększenie szans na długoterminowe przyjęcie się przeszczepu.
      Podczas konferencji pojawiło się pytanie, dlaczego do przeszczepu nie użyto organów bliżej z nami spokrewnionych naczelnych. Profesor Montgomery przypomniał, że przed kilkudziesięciu laty prowadzono tego typu eksperymenty, jednak bez większych sukcesów. Dodał, że świnie łatwiej jest modyfikować genetycznie, szybciej rosną i dojrzewają, jest mniejsze ryzyko infekcji mikroorganizmami je atakującymi, a wielkość ich organów jest podobna do organów człowieka. Ponadto opinia publiczna znacznie lepiej zareaguje na ewentualne hodowanie na organy świń niż małp.
      Pojawiły się też obawy o ryzyko zarażenia biorcy świńskim retrowirusem. Profesor Montgomery uspokajał, że jest ono ekstremalnie niskie. Dotychczas, mimo iż ludziom przeszczepia się świńskie zastawki serca, nie stwierdzono takiego przypadku. Z pewnością więc korzyści z przeszczepu świńskiego organu znacząco przewyższają ewentualne – niezwykle małe – ryzyko przejścia świńskiego retrowirusa na człowieka.
      Zdaniem uczonego, w ciągu 1-2 lat zostanie przeprowadzona operacja przeszczepienia świńskiej nerki żywemu biorcy. Z czasem – uczony mówił tu o perspektywie 10 lat – powinna pojawić się możliwość przeszczepienia dowolnych narządów od świni do człowieka. Nerki świń i ludzi są najbardziej do siebie podobne. w drugiej kolejności przeszczepiane mogą być serca. Większy problem będą zaś stanowiły wątroby i płuca, gdyż te organy ludzi i świń już sporo różni.
      Profesor Montgomery zdradził też, że przeszczepy od zwierząt są jego marzeniem od dziesięcioleci. Od czasu, gdy w 1974 roku jego 50-letni wówczas ojciec nie został zakwalifikowany do przeszczepu serca, gdyż uznano, że jest zbyt stary. Uczony powiedział, że cała jego rodzina cierpi na wadę genetyczną, wywołującą poważne choroby serca. Jeden z jego braci zmarł z tego powodu, drugi przed 26 laty przeszedł przeszczep, a samemu uczonemu serce przeszczepiono przed 3 laty.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Profesor Artur Bednarkiewicz i mgr Agata Kotulska razem z naukowcami z USA i Korei opracowali nowe nanomateriały koloidalne zdolne do lawinowej emisji fotonów. W procesie tym intensywność emisji wzrasta nieproporcjonalnie mocno w stosunku do intensywności pobudzenia – przypomina to zachowanie tranzystora albo zasadę działania lasera, ale odbywa się z wykorzystaniem fotonów z zakresu bliskiej podczerwieni.
      W badaniach brali udział naukowcy z Columbia University, Lawrence Berkeley National Laboratory, Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych Polskiej Akademii Nauk oraz z Korea Research Institute of Chemical Technology.
      Pierwszym i największym osiągnięciem jest uzyskanie odpowiednich nanokryształów. Tradycyjnie w materiałach luminescencyjnych domieszkowanych jonami lantanowców obserwuje się tzw. wygaszanie koncentracyjne, które powyżej 1% domieszki prowadzi do osłabienia intensywności świecenia. Autorzy pracy wykorzystali mechanizm lawinowej emisji wprowadzając aż 8% jonów tulu i uzyskując spektakularny wzrost intensywności świecenia powyżej progu – dwukrotne zwiększenie intensywności pobudzenia prowadziło wówczas do wzrostu intensywności emisji niemal o 10 000 razy.
      Dzięki tej wysoce nieliniowej luminescencji anty-Stokesowskiej, naukowcy zademonstrowali możliwość super-rozdzielczego obrazowania struktur nanometrycznych w rozdzielczością 70 nm. Jednak w przeciwieństwie do tradycyjnych metod obrazowania poniżej limitu dyfrakcji, zamiast strukturyzowania wiązki wzbudzającej (jak w STED) czy wyrafinowanej obróbki sygnałów (jak w PALM/STORM), obrazowanie uzyskano z wykorzystaniem konwencjonalnego mikroskopu konfokalnego.
      Mimo, że zjawisko lawinowej emisji fotonów jest znane w monokryształach domieszkowanych jonami lantanowców od lat 80 XX wieku, zaprezentowane w Nature badania pokazują po raz pierwszy możliwość obserwacji tego efektu w nanomateriałach koloidalnych. Uzyskane wyniki nie tylko definiują nowe kierunki badań materiałowych w celu opracowania kolejnych materiałów lawinowych o innych barwach emisji.
      Przede wszystkim jednak otwierają zupełnie nowe możliwości zastosowania nanotechnologii w konstrukcji czujników biologicznych (np. do wykrywania wirusów, bakterii czy grzybów lub procesów biologicznych w komórkach i tkankach), czujników wielkości fizycznych (np. temperatury, ciśnienia), w obliczeniach neuromorficznych, konstrukcji detektorów promieniowania z zakresu średniej podczerwieni, nowych nano-laserów czy też, jak w oryginalnej pracy, obrazowania poniżej limitu dyfrakcji światła.

      « powrót do artykułu
    • przez 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
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...