Wissenschaftler entwickeln eine künstliche Niere, die die Arbeit der realen Organe nachbilden und möglicherweise die Notwendigkeit einer Dialyse beseitigen kann.
Forscher der University of California in San Francisco UCSF entwickeln eine implantierbare künstliche Niere, die die Funktionen realer Nieren genau nachbilden kann.
Wenn sie erfolgreich sind, könnte die Arbeit der Wissenschaftler dazu beitragen, die Notwendigkeit einer Dialyse zu beseitigen.
Nierentransplantationen bei Patienten mit Nierenerkrankungen im Endstadium ESRD weisen eine hohe Erfolgsrate auf.
Über 93 Prozent der transplantierten Nieren arbeiten nach einem Jahr noch und 83 Prozent funktionieren nach drei Jahren.
aber während mehr als 25.000 Nieren werden jedes Jahr ab Anfang 2016 mehr als transplantiert 100.000 Personen standen in den USA auf der Warteliste für Transplantationen.
Patienten warten normalerweise fünf bis 10 Jahre damit ein geeignetes Organ verfügbar wird.
Die durchschnittliche Lebenserwartung für Dialysepatienten beträgt fünf bis 10 Jahre obwohl einige seit Jahrzehnten leben.
Die Dialyse, bei der einige aber nicht alle Toxine aus dem Blutkreislauf herausgefiltert werden, die normalerweise von den Nieren ausgeschieden werden, muss täglich durchgeführt werden, wenn sie zu Hause über Peritonealdialyse durchgeführt wird.
Bei Hämodialyse sind wöchentlich drei Besuche in einer Klinik erforderlich.
„Die implantierbare bioartifizielle Niere ist eine Alternative zur Dialyse und anderen extern tragbaren Geräten, die Patienten binden oder ihre Mobilität einschränken würden“, sagte Shuvo Roy, Professor an der UCSF-Abteilung für Bioingenieurwesen und therapeutische Wissenschaften und Miterfinder des GerätsGesundLinie: „Eine Lebendnierentransplantation von einem passenden Spender wird immer noch als eine der besten Behandlungsoptionen für ESRD angesehen. Leider gibt es einen Mangel an Organspendern, der verhindert, dass Transplantationen für die überwiegende Mehrheit der ESRD-Patienten verfügbar sind. Im Gegensatz zu Transplantationen ist unsereDas Gerät erfordert nicht, dass Patienten immunsuppressive Medikamente einnehmen, um eine Abstoßung zu verhindern. “
Versuche am Menschen mit dem Gerät beginnen gleich.
Roy sagte, dass die bioartifizielle Niere möglicherweise von der überwiegenden Mehrheit der Menschen verwendet werden könnte, die derzeit auf Dialyse und der Nierentransplantationsliste stehen.
"Dies ist eine langfristige Lösung, und in jedem Fall, in dem eine Nierentransplantation erforderlich ist, ist unser Gerät eine praktikable Option", sagte Roy.
Roy führt Das Nierenprojekt eine nationale Forschungsinitiative, die sich auf die Entwicklung und Erprobung einer chirurgisch implantierten, freistehenden bioartifiziellen Niere konzentriert, die „den größten Teil der Filtrations-, Ausgleichs- und anderen biologischen Funktionen der natürlichen Niere“ erfüllt.
Angetrieben durch den körpereigenen Blutdruck benötigt das Gerät keine externen Schläuche oder Kabel, die mit tragbaren künstlichen Nieren verbunden sind, wie sie von Victor Gura vom Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles erfunden wurden. Dieses Gerät war getestet an sieben Dialysepatienten am medizinischen Zentrum der Universität von Washington in Seattle im Jahr 2015 .
Die zweiteilige implantierte künstliche Niere enthält die jüngsten Entwicklungen in der Silizium-Nanotechnologie, die es ermöglicht, zuverlässige, robuste und kompakte Filtermembranen in Massenproduktion herzustellen.
Die Technologie verfügt auch über neuartige molekulare Beschichtungen, die die Siliziummembranen schützen und sie blutverträglich machen.
„Ein Hämofilter-Modul verarbeitet eingehendes Blut zu einem wässrigen Ultrafiltrat, das gelöste Toxine sowie Zucker und Salze enthält“, erklärte Roy. „Zweitens verarbeitet ein Bioreaktor von Nierenzellen das Ultrafiltrat und sendet die Zucker und Salze zurück ins BlutDabei wird auch Wasser wieder in den Körper aufgenommen und das Ultrafiltrat in „Urin“ konzentriert, der zur Ausscheidung in die Blase geleitet wird. “
Patienten mit dem Implantat müssen möglicherweise weiterhin Hormonpräparate einnehmen, wie dies derzeit bei der Dialyse der Fall ist, sagte Roy.
Die Entwicklung von Alternativen zu aktuellen Behandlungen für Nierenerkrankungen ist „sehr wichtig, da die Ergebnisse einer vorzeitigen Sterblichkeit und einer schlechten Lebensqualität für die Dialysepopulation, insbesondere für die Hämodialyse im Zentrum, häufig sind“, so Dr. Joseph Vassalotti, Chief Medical Officerfür die National Kidney Foundation, sagte GesundLinie.
Das Nierenprojekt sammelt Geld, um präklinische Studien der Gerätemodule abzuschließen und Prototypen in Originalgröße für die erste Runde der Humanstudien zu bauen.
Erste klinische Studien mit den einzelnen Modulen werden voraussichtlich Anfang nächsten Jahres beginnen.
Die Prüfung eines funktionierenden Prototyps der bioartifiziellen Niere ist für 2020 geplant.
"Die langfristigen Herausforderungen bestehen darin, dass das Gerät nach der Implantation über einige Monate hinaus störungsfrei funktioniert", sagte Roy. "Einige Probleme werden erst klar, wenn wir klinische Studien durchführen."
Zusätzlich zu den staatlichen Zuschüssen in Höhe von 6 Mio. USD hat das Nierenprojekt erhebliche Spenden von Einzelpersonen erhalten, um seine Arbeit zur Schaffung einer implantierbaren künstlichen Niere voranzutreiben.
"Ihre Unterstützung ist ein Beweis für die akute Notwendigkeit einer Revolution in der ESRD-Behandlung, und die Spenden, die wir erhalten haben, sind von unschätzbarem Wert, damit unsere Forschung voranschreiten kann", sagte Roy.
In Zukunft können Wissenschaftler möglicherweise künstliche Nieren wachsen lassen.
2013 konnten Forscher unter der Leitung von Melissa Little vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität von Queensland
Im Jahr 2016 berichteten Forscher des Salk Institute in Kalifornien, dass sie dazu in der Lage waren Nephron-Vorläuferzellen wachsen lassen das im Labor in Nierengewebe differenzieren kann.
Diese Forschung geht weiter, aber die Fähigkeit, Ersatzorgane zu züchten, bleibt ein weiter entfernter Traum als eine implantierbare künstliche Niere.
