Вода для діалізу г; Очистіть це
Портативна штучна нирка також можлива
Норберт Дерхольт
(04.10.2019) Той, хто страждає термінальним розладом функції нирок, зазвичай повинен регулярно проходити діаліз. Штучне промивання крові є великим тягарем для постраждалих. Для виведення токсинів з крові потрібна значна кількість очисної діалізної води. Поки що не існує рішення щодо економічно ефективного відновлення цього діалізату, але це може змінитися зараз.
В даний час дослідники Фраунгофера розробляють кріогенний процес - метод видалення домішок у воді, не втрачаючи її. Такий підхід не тільки економить витрати - переносна штучна нирка для більш щадного, незалежного від води тривалого діалізу також можлива. Брітта Відманн з Центрального бюро зв'язку Фраунгофера-Гезельшафта дає огляд поточної ситуації з діалізним лікуванням.
Вона написала: Близько 90 000 людей у Німеччині мають ходити на діаліз тричі на тиждень по чотири-п’ять годин щороку, оскільки їх нирки вже не працюють. Вони не можуть достатньо виводити токсини через орган. У медичній процедурі шкідливі метаболічні токсини виводяться з крові шляхом виведення за межі тіла через напівпроникну мембрану в спеціальну діалізну рідину - діаліз. Пори мембрани настільки дрібні, що через них можуть проходити лише токсини до певного розміру. Маленькі молекули, такі як вода, електроліти та сечові речовини - сечовина, сечова кислота та креатинін - пропускаються та потрапляють у миючу рідину, але великі молекули, такі як білки та клітини крові, стримуються. Вся кількість крові циркулює приблизно три рази на годину для очищення.
Діалізат можна застосовувати лише один раз
Для лікування діалізу потрібно приблизно 400 літрів діалізату. Клініки та практики діалізу забезпечують цю воду за допомогою систем зворотного осмосу, які використовують багато енергії і є дорогими. Проблема: Діаліз можна використовувати лише один раз, оскільки він зникає у вигляді стічних вод після промивання крові. Щодо одного року та 90 000 пацієнтів, потрібно понад 5,6 мільйона кубічних метрів ультрачистої води. У багатьох регіонах світу ця вимога не виконується. За підрахунками, щороку помирає більше мільйона людей, оскільки вони не мають доступу до діалізу.
«Діалізісна вода дорогоцінна. Рік діалізної води в Німеччині наповнює куб довжиною краю 175 метрів. Однак на сьогоднішній день не існує дешевого процесу відновлення діалізату », - каже доктор. Райнер Голдау, науковий співробітник відділу екстракорпоральної імуномодуляції Інституту клітинної терапії та імунології Фраунгофера IZI в Ростоці, дослідження якого присвячено цій проблемі.
“Тіло виробляє близько 25 грамів сечовини на день. Ця молекула велика, як молекула води, тому вона потрапляє через фільтруючу мембрану в діаліз. Процес зворотного осмосу, який використовується для очищення питної води, не має достатньої фільтруючої здатності для сечовини, тому він не придатний для відновлення. Існують складні ферментативні процеси, за допомогою яких стічні води від діалізу можуть бути очищені, щоб їх можна було повторно використовувати для пацієнта, але необхідні для цього фільтри та картриджі дуже дорогі. Регіони з високим коефіцієнтом бідності, в яких також бракує води, не можуть дозволити собі такі процедури ".
Діаліз власною водою пацієнта
Лікар. Тому Goldau робить ставку на інший варіант: кріочищення, яке базується на концентрації заморозки, відомій у виробництві напоїв. При кріогенному процесі слід повернути більше 90 відсотків води, отриманої від пацієнта. Ідея: Ви концентруєтесь лише на двох-трьох літрах води на день, які ви і так виділяєте, які завжди потрібно видаляти під час діалізу. Пацієнти можуть замінити його випивкою. Решта - зазвичай 25-30 літрів на день - повертається на діаліз після чищення. «У наших експериментах кількість води, яку слід викинути, становить менше десяти відсотків. Ця кількість необхідна для фільтрації токсинів. Наша процедура концентрується майже так само добре, як і самі нирки », - говорить Голдау. Завдяки цьому дослідник та його команда хочуть встановити повний діаліз з власною водою пацієнта, не зневоднюючи нирок. Дорогі фільтри та картриджі були б непотрібними.
Але як працює кріочистка? Він використовує принцип, що вода заморожена і що кристалічна решітчаста структура замороженої води виключає будь-які раніше розчинені сторонні речовини. Вони залишаються на поверхні кристала. «Кришталіки льоду, які утворюються при замерзанні води, здатні виключати домішки. Токсини уремії, тобто всі продукти розпаду, які організм повинен виводити з сечею, можуть бути відфільтровані таким чином », - пояснює Голдау. Цього процесу можна досягти за допомогою промивної колони, подібної до тієї, що використовується у напоях або хімічній промисловості. Для мобільного діалізу достатньо невеликої промивної колонки, щоб виробляти приблизно 30-40 мл/хв діалізату. Для приготування свіжого діалізату потрібно лише невелика кількість енергії. Електрика могла надходити або від розетки, і від автомобільного транспорту, або від сонячних елементів. Відповідний лабораторний демонстратор з охолоджувальним блоком знаходиться в стадії будівництва; патент очікує на процес. В даний час дослідники працюють над автоматизованим рішенням, для розробки якого їм все ще потрібна підтримка з боку промислових партнерів.
Портативна нирка для домашнього діалізу
"Наша форма діалізу може бути навіть розроблена як мобільна; портативний гемодіаліз був би можливим", - говорить д-р. Голдау. Бачення дослідника Ростока: Пацієнт отримує судинний зв’язок, за допомогою якого кров і надлишки води одночасно забираються і повертаються назад. Це подається в жилет з мембраною для діалізного фільтра, яка містить змінні водяні камери ємністю до чотирьох літрів. Пацієнт підключає жилет до переносного прального пристрою кожні дві-три години, який замінює старий діалізат на прісну воду. Це займає не більше часу, ніж відвідування туалету для здорових людей.
Попередній діаліз у клініці надзвичайно напружує організм - якість життя постраждалих серйозно погіршується. Згідно з дослідженнями, від 20 до 40 відсотків пацієнтів залишаються живими після десяти років.
За допомогою тривалого діалізу, що не залежить від води, який можна проводити вдома або на роботі в будь-який час, рівень захворюваності та витрати на діаліз можуть бути зменшені. Він також був би доступний людям у сухому поясі по всьому світу. Ще один плюс: діалізні центри та клініки можуть зробити подачу води більш економічно вигідною. Голдау підрахував, що його процес економить 90 відсотків води, а отже, і стічних вод, оскільки вона перебуває в циклі і використовується повторно: «Більша частина води переробляється». Фізик припускає, що система зношиться приблизно через п’ять-сім років Початок розробки може бути готовим для ринку.