Apă pentru dializă g; Curăță
Se poate concepe și un rinichi artificial portabil
de Norbert Dörholt
(04.10.2019) Oricine suferă de o tulburare terminală a funcției renale trebuie să aibă de obicei dializă regulată. Spălarea artificială a sângelui este o mare povară pentru cei afectați. Pentru a elimina toxinele din sânge, sunt necesare cantități semnificative de apă de curățare pentru dializă. Până în prezent nu a existat nicio soluție pentru a recupera acest dializat în mod rentabil, dar asta se poate schimba acum.
Cercetătorii Fraunhofer dezvoltă în prezent procesul criogen, o metodă de eliminare a impurităților din apă fără a o pierde. Această abordare nu numai că economisește costuri - un rinichi artificial portabil pentru dializă pe termen lung mai blândă, independentă de apă, este de asemenea concepută. Britta Widmann de la Biroul central de comunicare al Fraunhofer-Gesellschaft oferă o imagine de ansamblu asupra situației actuale a tratamentului pentru dializă.
Ea a scris: Aproximativ 90.000 de persoane din Germania trebuie să facă dializă de trei ori pe săptămână timp de patru până la cinci ore pe an, deoarece rinichii lor nu mai funcționează. Nu pot excreta suficient toxine prin organ. În procedura medicală, toxinele metabolice dăunătoare sunt îndepărtate din sânge prin conducerea în afara corpului printr-o membrană semipermeabilă într-un lichid special de dializă, dializat. Porii membranei sunt atât de fine, încât numai toxinele până la o anumită dimensiune pot trece prin ele. Moleculele mici, cum ar fi apa, electroliții și substanțele urinare - ureea, acidul uric și creatinina - sunt lăsate să pătrundă în lichidul de curățare, dar moleculele mari, cum ar fi proteinele și celulele sanguine, sunt reținute. Întreaga cantitate de sânge este circulată de aproximativ trei ori pe oră pentru a curăța.
Dializa poate fi utilizată o singură dată
Pentru un tratament de dializă sunt necesari aproximativ 400 de litri de dializat. Clinicile și practicile de dializă asigură această apă prin sisteme de osmoză inversă, care consumă multă energie și sunt scumpe. Provocarea: Dializatul poate fi utilizat o singură dată, deoarece dispare ca apă uzată după ce sângele a fost spălat. În raport cu un an și 90.000 de pacienți, sunt necesari peste 5,6 milioane de metri cubi de apă ultrapură. În multe regiuni din întreaga lume această cerință nu este îndeplinită. Se estimează că peste un milion de oameni mor în fiecare an, deoarece nu au acces la dializă.
„Apa pentru dializă este prețioasă. Un an de apă pentru dializă în Germania umple un cub cu o lungime a marginii de 175 de metri. Cu toate acestea, până în prezent nu există un proces ieftin de recuperare a dializatului ”, spune dr. Rainer Goldau, om de știință în cadrul Departamentului de imunomodulare extracorporală de la Institutul Fraunhofer pentru terapie celulară și imunologie IZI din Rostock, ale cărui cercetări sunt dedicate acestei probleme.
„Corpul produce în jur de 25 de grame de uree pe zi. Această moleculă este la fel de mare ca o moleculă de apă, așa că trece prin membrana filtrului în dializat. Procesul de osmoză inversă, care este utilizat pentru purificarea apei potabile, nu are o capacitate de filtrare suficientă pentru uree, deci nu este potrivit pentru recuperare. Există procese enzimatice complexe cu care apele uzate din dializă pot fi purificate astfel încât să poată fi refolosite pe pacient, dar filtrele și cartușele necesare pentru aceasta sunt foarte scumpe. Regiunile cu un factor de sărăcie ridicat, în care există și o lipsă de apă, nu își pot permite astfel de proceduri. "
Dializa cu apa pacientului
Dr. Prin urmare, Goldau se bazează pe o variantă diferită: criocurarea, care se bazează pe concentrația de îngheț cunoscută din industria băuturilor. Odată cu procesul criogen, mai mult de 90% din apa obținută de la pacient ar trebui returnată. Ideea: vă concentrați doar în cei doi până la trei litri de apă pe zi pe care oricum îi excretați, care trebuie întotdeauna îndepărtați în timpul dializei. Pacienții îl pot înlocui cu băut. Restul - de obicei de la 25 la 30 de litri pe zi - este returnat pentru dializă după curățare. „În experimentele noastre, cantitatea de apă care trebuie aruncată este mai mică de zece procente. Această cantitate este necesară pentru a filtra toxinele. Procedura noastră se concentrează aproape la fel de bine ca și rinichii înșiși ”, spune Goldau. Cu aceasta, cercetătorul și echipa sa vor să stabilească dializă completă cu apa pacientului, fără a deshidrata pacienții cu rinichi. Filtre și cartușe scumpe ar fi inutile.
Dar cum funcționează curățarea criogenică? Se folosește principiul că apa este înghețată și că structura de rețea cristalină a apei înghețate exclude toate substanțele străine dizolvate anterior. Ei rămân pe suprafața cristalului. „Cristalele de gheață care se formează atunci când apa îngheață sunt capabile să excludă impuritățile. Toxinele uremice, adică toate produsele de degradare pe care organismul trebuie să le excrete cu urina, ar putea fi filtrate în acest fel ”, explică Goldau. Acest proces poate fi realizat cu o coloană de spălare, similară cu cea utilizată în industria băuturilor sau chimică. Pentru dializa mobilă, o coloană mică de spălare este suficientă pentru a produce aproximativ 30 până la 40 ml/min de dializat. Doar o cantitate mică de energie este necesară pentru a pregăti dializatul proaspăt. Electricitatea poate proveni fie de la priză, de la autovehicul sau de la celule solare. Un demonstrator de laborator corespunzător cu o unitate de răcire este în construcție; un brevet a fost în curs de procesare. Cercetătorii lucrează în prezent la o soluție automatizată, pentru a cărei dezvoltare au nevoie de sprijin din partea partenerilor din industrie.
Rinichi portabil pentru dializa la domiciliu
„Forma noastră de dializă poate fi concepută chiar pentru a fi mobilă, hemodializa portabilă ar fi posibilă”, spune Dr. Goldau. Viziunea cercetătorului Rostock: Pacientul primește o conexiune vasculară prin care sângele și excesul de apă sunt retrase și returnate în același timp. Acesta este alimentat într-o vestă cu membrană filtrantă de dializă, care conține camere de apă schimbabile cu o capacitate de până la patru litri. Pacientul conectează vesta la unitatea portabilă de spălare la fiecare două până la trei ore, care schimbă vechiul dializat cu apă proaspătă. Nu durează mai mult decât să mergi la toaletă pentru oameni sănătoși.
Dializa anterioară din clinică pune o presiune enormă asupra corpului - calitatea vieții celor afectați este grav afectată. Potrivit studiilor, 20 până la 40% dintre pacienți sunt încă în viață după zece ani.
Cu dializa pe termen lung independentă de apă, care poate fi efectuată acasă sau la locul de muncă în orice moment, rata morbidității și costurile dializei ar putea fi reduse. De asemenea, ar fi disponibil pentru oamenii din centura uscată din întreaga lume. Un alt punct de plus: centrele de dializă și clinicile ar putea face aprovizionarea cu apă mai rentabilă. Goldau estimează că procesul său economisește 90 la sută din apă și, prin urmare, și din apele uzate, deoarece se află într-un ciclu și este reutilizat: „Majoritatea apei este reciclată.” Fizicianul presupune că sistemul se va epuiza în aproximativ cinci până la șapte ani. Începutul dezvoltării poate fi gata pentru piață.